Cómo mejorar la dureza del codo prensado en caliente de acero al carbono

Para mejorar la dureza de los codos de acero al carbono prensados en caliente se requiere una consideración integral de la selección del material, la optimización de la tecnología de procesamiento y el tratamiento térmico posterior. A continuación se detallan los planes y precauciones específicos:

1. Optimización de la selección de materiales

Elija acero con alto contenido de carbono o acero de aleación: cuanto mayor sea el contenido de carbono (como acero con alto contenido de carbono 45#, 55#), mayor será el potencial de dureza. La adición de elementos de aleación (como Cr, Mo, V) puede refinar los granos y formar carburos, mejorando significativamente la dureza y la resistencia al desgaste.

Nota: El acero con alto contenido de carbono tiene poca soldabilidad y debe evitarse el riesgo de agrietamiento; El acero aleado tiene un coste más elevado.

2. Control de parámetros del proceso de prensado en caliente

Control de temperatura de calentamiento: Evite temperaturas excesivamente altas (generalmente controladas entre 30 y 50 °C por encima de Ac3) para evitar el engrosamiento del grano.

Optimización de la velocidad de enfriamiento: se utiliza un enfriamiento rápido (como enfriamiento por agua o enfriamiento por aire) después del conformado para promover una estructura de grano fino (como perlita o bainita).

Control de la deformación: aumentar adecuadamente la deformación puede refinar los granos y mejorar la dureza.

3. Proceso de tratamiento térmico

Normalizando:

Calentar el codo a 30~50 ℃ por encima de Ac3, mantener caliente y luego enfriar al aire para refinar los granos y mejorar la uniformidad, con una dureza moderada.

Temple y revenido:

Temple: Calentar por encima de la temperatura crítica (como acero 45 calentado a 840~860 ℃), temple en agua o aceite para obtener martensita de alta dureza.

Revenido: El revenido a baja temperatura (150~250℃) conserva una alta dureza, y el revenido a temperatura media y alta (350~600℃) equilibra la tenacidad y la dureza.

Escenarios aplicables: condiciones de trabajo que requieren alta resistencia al desgaste, pero se debe prestar atención a los riesgos de deformación y agrietamiento.

Temple por inducción: calienta y enfría rápidamente la superficie del codo para lograr una alta dureza local mientras mantiene la tenacidad en el interior.

4. Tratamiento de endurecimiento superficial

Carburación/nitruración:

Carburación (aplicable a acero con bajo contenido de carbono): carburación de la superficie seguida de temple, la dureza de la superficie alcanza HRC58-62.

Nitruración: Se forma una capa de nitruro en la superficie, que tiene alta dureza y resistencia a la corrosión (no se requiere temple y la deformación es pequeña).

Shot peening: aumenta la dureza de la superficie a través del endurecimiento por trabajo en frío y mejora la resistencia a la fatiga.

5. Control de aleación y microestructura

Microaleación: la adición de elementos como Nb y Ti puede inhibir el crecimiento del grano y mejorar el rendimiento general.

Controlar la temperatura final de laminado: después del prensado en caliente, enfriar rápidamente a la zona de transformación de bainita para obtener una estructura de bainita de alta dureza.

Precauciones

Equilibrio entre dureza y tenacidad: la búsqueda excesiva de dureza puede provocar una fractura frágil y la temperatura de revenido debe seleccionarse de acuerdo con las condiciones de trabajo.

Control de la deformación: durante el tratamiento térmico, se deben utilizar accesorios para reducir la deformación. Para codos con formas complejas se prefiere la nitruración o el granallado.

Tratamiento después de la reparación de la soldadura: Es necesario un tratamiento térmico adicional después de la soldadura para evitar el ablandamiento de la zona afectada por el calor.

Solución recomendada

Condiciones de trabajo convencionales: normalizadoras (bajo coste, proceso sencillo).

Requisitos de alta resistencia al desgaste: temple + revenido a baja temperatura o carburación superficial.

Anticorrosión + resistente al desgaste: tratamiento de nitruración (como el proceso QPQ).

Con un presupuesto limitado: granallado y endurecimiento en frío.

Mediante el método anterior, la dureza de los codos de acero al carbono se puede aumentar a HRC25-60 (dependiendo del proceso específico). Se recomienda realizar una prueba de lote pequeño para verificar los parámetros del proceso.