Ocele · cementačná legovaná oceľ
20NiCrMo7
Cementačná oceľ s vyšším obsahom niklu, vhodná pre veľké priemery.
Popis materiálu
20NiCrMo7 je cementačná oceľ. Nauhličením a kalením získa tvrdý, otruvzdorný povrch (58–63 HRC) pri húževnatom jadre — presne to, čo potrebujú ozubené kolesá, hriadele, čapy a diely namáhané rázmi a kontaktným tlakom. Cementačná oceľ s vyšším obsahom niklu, vhodná pre veľké priemery. V zákazkovej výrobe sa najčastejšie používa na: ozubené kolesá, hriadele s tvrdým povrchom, čapy a puzdrá.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
7,85 g/cm³
Teplota tavenia
1425–1520 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
600–1200 MPa (podľa priemeru a kalenia jadra)
Medza klzu (Rp0,2)
400–900 MPa (Rp0,2 v jadre)
Ťažnosť (A)
8–16 %
Tvrdosť
150–210 HB žíhaný, 58–63 HRC v cementovanej vrstve
Tepelná vodivosť
~42 W/(m·K)
Max. prevádzková T
~200 °C (prevádzka ozubenia)
Modul pružnosti (E)
210 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
C 0,20 %, Cr 0,8–1,8 %, Ni 1,0–4,5 %, Mo 0,2–0,5 %, zvyšok Fe
Označenia
- EN / DIN
- 20NiCrMo7 / 1.6657
- ASTM / AISI / UNS
- AISI 4320 (blízky)
- ČSN
- ČSN 16 720
Typické použitie
- ozubené kolesá
- hriadele s tvrdým povrchom
- čapy a puzdrá
Hlavné vlastnosti
- tvrdý cementovaný povrch
- húževnaté jadro
- dobrá prekaliteľnosť
Spracovanie
Obrábateľnosť
dobrá v žíhanom stave
Zvariteľnosť
obmedzená (len pred cementáciou, s predohrevom)
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
bežná
Cena
stredná
Výhody a nevýhody
Výhody
- tvrdý cementovaný povrch
- húževnaté jadro
- dobrá prekaliteľnosť
- tvrdý povrch a húževnaté jadro
- vysoká odolnosť proti kontaktnej únave
- ideálna pre ozubenia a hriadele
Nevýhody
- nutné tepelné spracovanie u externého dodávateľa
- deformácie pri kalení — treba prídavok na brúsenie
- nezvárateľná po cementovaní
Typické spracovanie
Alternatívy
Aplikácie a použitie
Prevodovky
- ozubené kolesá
- pastorky
- hriadele
Automotive
- čapy
- kĺby
- vačkové diely
Typické zákazky
- ozubené kolesá
- hriadele s tvrdým povrchom
- čapy a puzdrá
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
55–70 % (mäkký stav)
Rezná rýchlosť
100–180 m/min (karbid)
Nástroj
karbid s povlakom, HSS pre závity
Chladenie
emulzia
Nechajte prídavok 0,2–0,4 mm na brúsenie po cementovaní a kalení.
Zváranie
Zvárateľnosť
obmedzená (len pred cementáciou, s predohrevom)
Predohrev
zvyčajne netreba (od hrúbky ~30 mm 100–150 °C)
Prídavný materiál
G3Si1 / SG2 (ER70S-6)
Vhodné metódy
Zvárajte pred cementovaním; po nauhličení je zvar krehký.
Povrchové úpravy
cementovanie a kalenie
štandardne používaná úprava pre tento materiál
čiernenie
lacná estetická úprava, korózna ochrana len s olejom
fosfátovanie
dobrý podklad pod lak a pre klzné dvojice
bez úpravy
nelegovaná oceľ hrdzavie — bez povrchovej úpravy len pre vnútorné prostredie s konzerváciou olejom
Tepelné spracovanie
Žíhanie
mäkké žíhanie 650–700 °C / pomaly v peci
Kalenie
cementovanie 900–940 °C, kalenie do oleja z 810–840 °C
Popúšťanie
popúšťanie 150–200 °C (tvrdosť povrchu 58–63 HRC)
Hĺbka cementovanej vrstvy sa volí 0,3–1,5 mm podľa modulu ozubenia a kontaktného tlaku.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN / DIN | 20NiCrMo7 / 1.6657 |
| ASTM / AISI / UNS | AISI 4320 (blízky) |
| ČSN | ČSN 16 720 |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€
Dostupnosť: bežná. Pri atypických rozmeroch rátajte s dlhším dodaním alebo minimálnym odberom.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- oceľ je plne recyklovateľná bez straty kvality
- zvyšky a triesky sa vykupujú ako železný šrot
- nízka energetická náročnosť recyklácie oproti primárnej výrobe
Upozornenia pri spracovaní
- pri brúsení a rezaní používajte odsávanie a ochranu dýchacích ciest — kovový prach je dráždivý
- zvárací dym obsahuje oxidy kovov, zabezpečte odsávanie na pracovisku