Análisis completo de dureza para pernos clase 10.9

Pernos clase 10.9 son sujetadores hexagonales de alta resistencia ampliamente utilizados. Gracias a su alta resistencia y dureza, se aplican con frecuencia en condiciones de trabajo como equipos mecánicos de precisión y troqueles de herramientas. ¿Cuál es el rango de dureza estándar para los pernos Clase 10.9? Este artículo proporciona un análisis basado en referencias de la industria para su información.

Primero, veamos los indicadores de dureza de los pernos Clase 10.9. Según la norma nacional GB/T 3098.1 para sujetadores, la dureza Vickers central de los pernos Clase 10.9 varía de HV320‑380, correspondiente a la dureza Rockwell HRC32‑39. Este rango de dureza se logrará mediante procesos razonables de tratamiento térmico de temple y revenido. En la producción real, los pernos se austenizan y luego se sumergen en aceite de enfriamiento para enfriarlos, seguido de un revenido a alta temperatura. Los parámetros de tiempo de mantenimiento y temperatura del templado y revenido desempeñan un papel decisivo en la dureza final y en las propiedades mecánicas generales.

A continuación, nos sumergimos en casos prácticos de procesos de fabricación para pernos Clase 10.9.

Caso de proceso 1

Etiquetado como el esquema de proceso 35CrMo, mientras que el acero de aleación 40Cr en realidad se adopta para la producción de pernos. El perno mide 22 mm de diámetro y 114 mm de longitud y se utiliza para sujetar ruedas de camiones. Después del tratamiento térmico de templado y revenido, su dureza alcanzará HV320‑380 (HRC32‑39), con una resistencia a la tracción mínima de 1040 MPa. La estructura metalográfica ideal es la sorbita templada.

Caso de proceso 2

Esquema de prueba 1: Forjado en caliente seguido de mecanizado, con tratamiento térmico realizado en un horno de cinta de malla. Los ajustes de temperatura de la Zona 1‑4 para el enfriamiento son 860‑870‑870‑860 grados respectivamente, con un tiempo total de mantenimiento del enfriamiento de aproximadamente 90 minutos, seguido del enfriamiento con aceite para enfriamiento. La dureza después del enfriamiento alcanza HRC49‑52. La temperatura de templado para la Zona 1-3 se establece uniformemente en 510 grados y la dureza después del templado es HRC32-35. Los resultados de la inspección muestran que la resistencia a la tracción de los productos sometidos a este proceso no cumple con los requisitos de la Clase 10.9, por lo que el proceso se considera no calificado.

Esquema de prueba 2: Ruta de producción que consiste en recocido, fosfatado y extrusión en frío. Las temperaturas de enfriamiento de la Zona 1-4 en el horno de correa de malla son 860-870-870-860 grados, el tiempo de mantenimiento del enfriamiento es de alrededor de 90 minutos, el enfriamiento del enfriamiento con aceite; Dureza posterior al enfriamiento HRC49‑52. Se comparan dos conjuntos de parámetros de templado: Grupo 1: Temperatura de templado de 480 grados para todas las Zonas 1-3. Dureza después del templado: HRC34‑38, resistencia a la tracción medida: 1005 MPa. En la inspección metalográfica se observa una pequeña cantidad de ferrita sin disolver. Grupo 2: Temperatura de templado de 460 grados para todas las Zonas 1-3. Dureza después del revenido: HRC36‑40, resistencia a la tracción medida: 960 MPa, que no satisface el requisito mínimo de resistencia a la tracción para la Clase 10.9.

Se puede ver que incluso si la dureza cae dentro del rango objetivo, los productos siguen siendo no conformes si la resistencia a la tracción no cumple con los requisitos. Una cantidad mínima de ferrita degradará el rendimiento mecánico de los pernos y deberá controlarse estrictamente en condiciones de trabajo con altos requisitos de fatiga.

En resumen, el rango de dureza del núcleo calificado paraPernos de grado 10.9es HV320‑380, correspondiente a HRC32‑39. Parámetros generales de tratamiento térmico de referencia: enfriamiento a 850 grados con mantenimiento de 60 minutos, potencial de carbono controlado a 0,45, aceite de enfriamiento de grado isotérmico a una temperatura de aceite de 100 grados, mantenimiento de enfriamiento durante 30 minutos; templado a 480 grados con mantenimiento de 120 minutos. Durante la producción, la dureza por sí sola no puede ser el único criterio. La resistencia a la tracción, el límite elástico y otras propiedades mecánicas deberán cumplir con las normas nacionales. La estructura metalográfica debería estar preferentemente dominada por sorbita templada. Se deben minimizar las estructuras no ideales, como la ferrita, para evitar perjudicar el rendimiento de los pernos en materia de capacidad de carga y antifatiga.