Pour résoudre le problème de la grossissement des grains d'austénite lors du traitement de cémentation à haute température des engrenages formés par extrusion à froid, un acier à engrenages cémenté à haute température résistant au grossissement des grains a été développé. Après la cémentation à haute température, les grains d'austénite ne grossissent pas, et un refroidissement direct est réalisé en utilisant la chaleur résiduelle, éliminant ainsi l'étape de refroidissement intermédiaire. Grâce à la conception de la composition et au contrôle de la taille des précipités de seconde phase, l'influence des éléments B, Ti, Nb, Al, N sur la taille des grains, la trempabilité et le comportement des précipités a été étudiée systématiquement. Les résultats montrent que dans l'acier contenant du B, celui-ci se combine préférentiellement avec le N pour former du BN, réduisant ainsi la quantité de précipités AlN et affaiblissant l'effet de pinning des joints de grains par AlN, provoquant le grossissement des grains. En revanche, dans les aciers sans B mais avec une teneur élevée en N, des précipités nanométriques tels que AlN et Nb(C,N) se forment pleinement, présentant un fort effet de blocage des joints de grains, ce qui inhibe significativement la croissance des grains. Des études ultérieures montrent que, grâce à l'optimisation du chauffage des brames coulées continues (maintien à 1220 ℃ pendant 200 min), les précipités grossiers se dissolvent complètement et, lors du refroidissement ultérieur, une seconde phase fine et dispersée se forme, augmentant fortement la force de blocage et empêchant le grossissement des grains après cémentation. L'acier développé utilise une composition optimisée sans B (en masse / %: 0.16~0.25C, 0.10~0.30Si, 0.90Mn, 1.80Cr, 0.05Nb, 0.05Al, 0.016N) pour obtenir une fine précipitation d'AlN et Nb(C,N) par une précipitation composite, et par un contrôle raisonnable du procédé de chauffage (température de chauffage ≥ 1220 ℃, temps de maintien ≥ 200 min), on obtient des précipités AlN et Nb(C,N) inférieurs à 0,2 μm. Avec une trempabilité J9 (38HRC), J15 (33HRC) répondant aux exigences cibles (J9 entre 34~40HRC, J15 entre 28~35HRC), un refroidissement direct après cémentation est possible, éliminant l'étape de refroidissement intermédiaire et fournissant une base matérielle pour la fabrication efficace et économe en énergie des engrenages.

cémentation à haute température; extrusion à froid; acier à engrenages; grossissement des grains; AlN; Nb(C,N); sans refroidissement intermédiaire; trempe directe