O que é EN 10297-1 20NiCrMo2-2?
20NiCrMo2-2, aço número 1.6523, é um aço endurecido de níquel-cromo-molibdênio-fornecido como tubo sem costura de acordo com EN 10297-1. A designação segue a convenção europeia de aços endurecidos: o número principal indica o teor nominal de carbono em centésimos de percentual, seguido pelos elementos de liga e seu teor nominal.
Os tubos feitos com esse tipo são usados onde uma superfície dura e{0}}resistente ao desgaste deve ser combinada com um núcleo resistente-ao choque. O baixo teor de carbono mantém o núcleo dúctil após a têmpera, enquanto as adições de níquel, cromo e molibdênio proporcionam a temperabilidade necessária para que o revestimento carburado desenvolva uma profundidade efetiva de dureza.
Composição Química e Design de Liga
| Elemento | Contente % | Contribuição |
|---|---|---|
| Carbono | 0,17 a 0,23 | Resistência do núcleo após o endurecimento, resposta do caso |
| Silício | 0,40 máx. | Desoxidação |
| Manganês | 0,60 a 0,90 | Temperabilidade, controle de enxofre |
| Fósforo | 0,025 máx. | Residual, limitado para resistência |
| Enxofre | 0,035 máx., menor para notas melhores | Residual, controlado para equilíbrio de usinabilidade |
| Cromo | 0,40 a 0,60 | Temperabilidade e resposta de cementação |
| Níquel | 0,40 a 0,70 | Dureza, especialmente em baixas temperaturas |
| Molibdênio | 0,15 a 0,25 | Resistência à fragilização por têmpera |
A composição é deliberadamente equilibrada em vez de altamente ligada. O níquel melhora a resistência-a baixas temperaturas do núcleo, o cromo e o manganês criam a temperabilidade necessária para o revestimento, e o molibdênio suprime a fragilização por revenido durante a etapa de revenido que segue a têmpera. Os elementos residuais são mantidos baixos para que o tubo permaneça limpo e previsível em serviço.
Propriedades Mecânicas e Dureza
As propriedades dependem da rota de tratamento térmico e da espessura da parede do tubo, pois a temperabilidade é limitada pelo tamanho da seção. As duas condições normalmente citadas são a condição de entrega normalizada ou recozida, na qual o tubo é macio e facilmente usinado, e a condição temperada e revenida, na qual o tubo atinge sua resistência de trabalho.
| Doença | Resultado típico |
|---|---|
| Condição de entrega recozida macia ou normalizada | Estrutura usinável para conformação, torneamento e corte |
| Temperado e temperado | Alta resistência à tração e à prova com boa tenacidade ao entalhe |
| Caixa carburada e endurecida | Dureza da caixa na região de 58 a 62 HRC com profundidade de caixa controlada |
| Núcleo após cementação e endurecimento | Núcleo resistente, dureza dependente do tamanho da seção e temperabilidade |
Como a temperabilidade é moderada, a dureza alcançável do núcleo cai à medida que a espessura da parede aumenta, e as propriedades são, portanto, especificadas em relação à faixa de espessura da parede, e não como um único número. Quando o projeto depende da resistência do núcleo, a parede do tubo e a severidade da têmpera devem corresponder à temperabilidade do aço. Quando o projeto depende da resistência ao desgaste, a profundidade e a dureza da carcaça são os valores de controle, e estes são acordados com o tratador térmico para o tamanho específico do tubo.
Ciclo de Tratamento Térmico
Austenitização na faixa de cerca de 830 a 860 graus Celsius, seguida de têmpera em óleo para converter a estrutura em martensita.
Revenido na faixa de cerca de 550 a 600 graus Celsius para equilibrar resistência e tenacidade. Aumentar a temperatura de revenido aumenta a tenacidade e reduz a resistência.
Endurecimento opcional por cementação na faixa de cerca de 900 a 930 graus Celsius seguido de têmpera, para produzir uma camada dura sobre um núcleo resistente.
Nenhum resfriamento lento através da faixa de fragilização do revenido após o revenido, para preservar a tenacidade do entalhe.
A estrutura temperada é martensita temperada com ligas de carbonetos finamente dispersas. O controle da temperatura e do tempo de austenitização é importante porque um tamanho de grão de austenita anterior desnecessariamente grosso reduz a tenacidade na peça acabada.
Aplicações Típicas
Eixos aeroespaciais e componentes tubulares estruturais sujeitos a cargas de fadiga
Peças de transmissão automotiva, como eixos de engrenagem e componentes rotativos de alta tensão
Componentes do setor de energia que exigem resistência em temperaturas ambientes abaixo de{0}}zero
Fusos, buchas e buchas de máquinas-ferramenta que necessitam de uma superfície resistente ao desgaste
Componentes de atuadores hidráulicos e pneumáticos onde é necessário um furo rígido ou superfície de haste
Peças mecânicas de precisão geral produzidas a partir de tubos em máquinas automáticas
Teste e Rastreabilidade
A inspeção do tubo EN 10297-1 normalmente cobre verificação dimensional do diâmetro externo e espessura da parede, análise química por molde, teste de tração por lote e teste de dureza quando o pedido exigir. O teste ultrassônico é usado para inspeção de integridade interna e inspeção de partículas magnéticas ou corantes penetrantes para defeitos superficiais em tubos destinados a componentes críticos à fadiga.
As verificações metalúrgicas podem incluir a determinação prévia do tamanho do grão de austenita e a classificação de inclusão-não metálica quando a aplicação exigir aço limpo. A certificação do material é emitida no nível de inspeção acordado no pedido, com rastreabilidade total desde o número fundido até o tubo acabado, e quaisquer requisitos suplementares, como acabamento superficial específico ou preparação final, são indicados na especificação de compra.
Perguntas frequentes
P: O que significa a designação 20NiCrMo2-2?
O número inicial 20 indica aproximadamente 0,20 por cento de carbono, as letras identificam níquel, cromo e molibdênio como elementos de liga e os números finais indicam seu conteúdo nominal, dando ao aço o número 1.6523.
P: Esta classe é destinada ao endurecimento superficial ou através do endurecimento?
É um aço-endurecedor. Os componentes são normalmente cementados e endurecidos para obter uma superfície dura e{2}}resistente ao desgaste sobre um núcleo tenaz, embora o tubo também possa ser temperado e revenido para obter resistência total.
P: Que dureza de case pode ser esperada?
Um revestimento corretamente cementado e endurecido normalmente atinge a região de 58 a 62 HRC, enquanto a dureza do núcleo depende da espessura da parede e da temperabilidade do aço.
P: Por que o molibdênio está incluído na composição?
O molibdênio melhora a temperabilidade e, mais importante, resiste à fragilização por revenido, de modo que a tenacidade do entalhe é mantida após o revenido.
P: Qual é a faixa de temperatura recomendada para tratamento térmico?
A austenitização é realizada em torno de 830 a 860 graus Celsius seguida de têmpera em óleo, com revenido na região de 550 a 600 graus Celsius, e cementação em torno de 900 a 930 graus Celsius quando o endurecimento é necessário.
P: Como o tubo é inspecionado?
A inspeção abrange verificações dimensionais, análises químicas, testes de tração e testes de dureza, complementados por exames ultrassônicos e de defeitos superficiais para aplicações críticas de fadiga-, todos com rastreabilidade até o número fundido.
