L'acier allié à haute teneur en carbone (SUJ2) a ses propres caractéristiques de chauffage dans le four et de chauffage par induction. La trempe par chauffage dans le four a une efficacité de production élevée et il s'agit d'une trempe en deux phases pour l'austénite et la cémentite. La trempe par chauffage par induction est plus économe en énergie, adopte généralement un chauffage à haute température, le durcissement commence à partir de la zone monophasée austénite. Afin de connaître les conditions optimales de chauffage par induction, différents tests ont été effectués et les propriétés des produits chauffants ont été comparées à celles du four.
1. Méthode d'essai
Cependant, il est très difficile de mesurer directement la teneur en carbone. Par conséquent, le rapport de surface du carbure est adopté à la place de la teneur en carbone de la solution solide. Les conditions de test sont indiquées dans le tableau 1 (l'état de traitement est indiqué sur l'échantillon tour à tour par la température de chauffage, le rapport de surface de carbure et les conditions de revenu, telles que "900-4-180"). Le matériau de l'échantillon est SUJ2 du même lot et la taille du test est de 60 mm × 54 mm × 15 mm. Un appareil de chauffage par induction à haute fréquence est utilisé pour chauffer l'échantillon. Grâce au contrôle de rétroaction de la température dans la région centrale du diamètre extérieur de l'échantillon d'essai, la température de l'échantillon est restée inchangée. Une fois le chauffage terminé, trempez avec de l'huile de refroidissement à 70 ℃ jusqu'à ce que la température de l'échantillon tombe à 100 ℃.
Tableau 1 Conditions d'essai du chauffage par induction
Les caractéristiques de base du chauffage par induction et de l'état de traitement thermique sont les suivantes : la distribution du carbure des produits de trempe par induction est illustrée à la figure 1, et la microstructure des différentes conditions de traitement thermique est différente. La dureté, la teneur en austénite résiduelle et la taille du grain d'austénite d'origine après revenu sont indiquées dans le tableau 2.
FIGUE. 1 Répartition du carbure
Tableau 2 Dureté, teneur en austénite résiduelle et granulométrie d'origine de l'austénite après revenu
2. Sélection des conditions optimales de traitement thermique
2.1 Test de taux de changement de taille
La température a été maintenue à 230 °C pendant 2 h, et le taux de changement de taille après chauffage a été mesuré, comme indiqué dans le tableau 3. Les échantillons des trois rapports de surface de carbure sont tous non qualifiés.
FIGUE. 3 Taux de changement de taille
2.2 Test de charge statique nominale
Les résultats des tests sont présentés à la figure 2. La charge statique nominale des produits dans la zone ombrée est inférieure à celle des produits chauffés dans le four (le facteur de risque est de 5 %). Cela signifie que la charge statique nominale est réduite lorsqu'elle est chauffée à 1000℃.
FIGUE. 2 Charge statique nominale
2.3 Essai de résistance à la rupture statique
Les échantillons n'incluent pas ceux qui n'ont pas réussi le test de taux de changement de taille et ceux chauffés à 1000 ℃ avec une faible charge statique. Les résultats des tests de résistance à la rupture statique sont présentés à la figure 3. La résistance à la rupture statique des produits dans la zone ombrée est inférieure à celle des produits chauffés dans le four (le facteur de risque est de 1 %).
FIGUE. 3 Résistance à la rupture statique
2.4 Essai de résistance à la fatigue en cisaillement
FIGUE. 4 montre les résultats du test de résistance à la fatigue par cisaillement, et l'amplitude de contrainte lorsque le cycle de charge est de 3 × 109R est montrée sur la Fig. 5.
FIGUE. 4 Performances en fatigue de cisaillement
FIGUE. 5 Résistance à la fatigue à 3 ×109 R
2.5 Déterminer le traitement thermique approprié
Les résultats de l'évaluation du taux de changement de taille et de la résistance sont présentés dans le tableau 4. La performance ne doit pas être inférieure à la marque « O » utilisée pour chauffer les produits dans le four ; La performance est inférieure à la marque «X» utilisée pour chauffer les produits dans le four; Les produits non testés sont marqués d'un "-".
Tableau 4 Résultats des tests
Voir le tableau 5 pour les conditions de chauffage par induction avec toutes les propriétés non inférieures à celles du chauffage dans le four.
Tableau 5 Conditions de trempe par induction appropriées de JIS-SUJ2
3. Test de durée de vie des roulements dans des conditions de traitement thermique par induction appropriées
La surface rainurée d'un roulement à billes à gorge profonde est trempée par trempe par induction et un test de durée de vie du roulement est effectué selon les conditions appropriées du traitement thermique de trempe par induction. Les conditions de test et les résultats des tests sont présentés dans les tableaux 6 et 7.
Tableau 6 Conditions d'essai de durée de vie du roulement à billes RCF
Tableau 7 Résultats des tests de durée de vie
4. La conclusion
1) Dans les conditions de trempe par induction appropriées, les performances peuvent être garanties identiques à celles de la trempe par chauffage au four.
2) Dans les conditions appropriées de chauffage par induction et de trempe comme indiqué dans le tableau 5, la bague de roulement doit être traitée et l'essai de durée de vie doit être effectué. La durée de trempe par induction doit être 4 fois supérieure à la durée de vie nominale de base.
3) Lorsque la température de chauffage atteint 1000℃, la stabilité dimensionnelle se détériore en fonction des conditions de test décrites. Si un revenu à haute température est utilisé pour améliorer la stabilité dimensionnelle, la dureté et la charge statique nominale seront réduites.
