新型高强韧性弹簧钢40T 和44T 脱碳倾向的研究

新型高强韧性弹簧钢40T(%:0.41C-2. 12Si- 1.03Cr- 1.98Ni-0.31Mo-0.25V),44T(%:0.44C-2.28Si- 1.42Cr-0.25V)和弹簧钢60Si2CrVA(%:0.59C-1.65Si-1.11Cr-0.18V)的φ18 mm 和φ26 mm 试验钢材由北满特钢 20t电弧炉冶炼,经轧制、冷拔而成。各钢材经860～1000℃加热脱碳试验的结果表明,40T钢碳含量较低,并 有～2%Ni,其脱碳倾向明显低于44T钢和60Si2CrVA钢;880 ℃加热1 h时,40T钢没有脱碳,44T钢脱碳层深 0.05mm,60Si2CrVA钢脱碳层深0.15 mm;1000 ℃加热20 min,40T钢脱碳层深0.1 mm,44T 钢0.2 mm, 60Si2CrVA钢0.4 mm。40T钢脱碳倾向小,有利于提高弹簧的疲劳寿命。     

磁致振荡对65Mn钢铸锭内部组织的影响

在中试工厂对65Mn钢在其浇铸过程中进行了磁致振荡处理,分析了磁致振荡对65Mn钢铸锭等轴晶率和晶粒尺寸的影响。结果表明:通过脉冲磁致振荡处理,65Mn钢铸锭的柱状晶数量显著减少,晶粒尺寸显著变小;等轴晶率从17%提高到50%以上,晶粒尺寸细化2倍以上。     

新型高强度弹簧钢40Si2CrNi2MoV、44Si2CrV的疲劳性能研究

采用旋转弯曲疲劳试验方法研究了新型高强度弹簧钢40Si2CrNi2MoV、44Si2CrV钢的疲劳性能,试验结果表明,在试样回火温度420℃时,44Si2CrV钢试样的疲劳寿命高于40Si2CrNi2MoV钢;而当回火温度480℃或560℃时,40Si2CrNi2MoV钢的疲劳寿命高于44Si2CrV钢。经各种不同的温度回火处理而使其强度接近时,40Si2CrNi2MoV、44Si2CrV钢试样的疲劳寿命均高于60Si2CrVA钢。     

低压脉冲磁场凝固硅钢的热变形组织和行为

为了细化硅钢铸锭组织，提高其加工性能，研究了低压脉冲磁场对硅钢凝固组织的影响规律，并对比了不同凝固组织的热变形行为和组织。研究结果表明，在硅钢的凝固过程中施加脉冲磁场，传统的柱状晶组织转变为等轴晶组织。随着磁场频率的增加，等轴晶比率(等轴晶面积/整体面积)先增加后降低，等轴晶晶粒尺寸先减小后增大。随着励磁电压增加，等轴晶比率增加，等轴晶晶粒尺寸不断增加，获得最佳脉冲磁场工艺参数，磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V。在该脉冲磁场工艺参数下，硅钢凝固组织中的等轴晶尺寸细化至无磁场作用时的1/2,等轴晶比率提高至100%。对无脉冲磁场的柱状晶组织和施加脉冲磁场(磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V)的等轴晶组织，进行了热压缩试验(温度为950℃,应变速率为0.01 s^-1和0.1 s^-1)和热轧试验(初轧温度1 100℃)。通过微观组织结果发现，无脉冲磁场作用的柱状晶凝固组织在热压缩过程中发生少量动态再结晶，组织中存在难以消除的变形晶粒，影响后续加工性能。脉冲磁场作用下等轴晶凝固组织在相同热压缩条件下获得细小均匀的再结晶组织，平均晶粒尺寸...     

冷却速率对M2高速工具钢铸锭凝固组织的影响

试验M2钢(/%:0.81C,0.31Si,0.33Mn,4.01Cr,4.57Mo,5.71W,1.77V)由实验室25 kg高频真空感应炉熔炼,并浇铸成横截面50 mm×100 mm钢锭。研究了水冷铜模和铸铁模浇铸的M2钢的低倍组织、晶粒尺寸和碳化物分布。结果表明,快速冷却可有效控制和消除M2钢铸锭中的柱状晶,随着冷却速率增大,M2钢铸锭部分气泡上浮不完全,但中心缩孔显著减小,晶粒更细小且分布更均匀,碳化物更加弥散且细小;铸铁模锭边缘和中心部分的晶粒尺寸分别为40~57μm用和55~62μm,而水冷铜模锭边缘和中心部分的晶粒尺寸分别为30~40μm和50μm。     

高强度弹簧钢60Si2CrVAT力学性能研究

60Si2CrVAT钢是在国标弹簧钢60Si2CrVA钢种的基础上发展起来的铁道部专用弹簧钢牌号，为了适应铁路弹簧恶劣的工作环境，提高使用寿命，60Si2CrVAT钢对纯净度、伸长率、断面收缩率等质量指标提出了更高的要求。该钢种具有良好的综合力学性能、脱碳倾向低，淬透性高及其他优良的物理、化学性能，主要用于制造高速铁路货车转向架用圆柱螺旋弹簧。随着国民经济的飞速发展，铁道部做出了对干线铁路进行提速的决定，从而对60Si2CrVAT钢的性能提出了更高要求，为了解决这一问题，研究化学元素对60Si2CrVAT弹簧钢的力学性能的影响，通过改变元素构成，提高钢的综合力学性能。     

镁处理对430铁素体不锈钢夹杂物形成和凝固组织的影响

试验研究了0.000 5%～0.001 2%Mg对60 kg真空感应炉熔炼的430铁素体不锈钢(/%:0.04C、0.25～0.32Si、0.28～0.38Mn、16.5～16.9Cr)夹杂物形成和凝固组织的影响。结果表明,430钢液中添加镁合金后,钢中形成平均粒径更小,数量密度更大的含MgO复合夹杂物;镁合金的加入可以改善430钢的凝固组织,且浇铸温度越低,改善效果越明显,在1 580℃浇铸时,等轴晶率由常规钢的30.8%提高至镁处理钢的88.5%,相应等轴晶尺寸由1 741.6μm降至945.3μm。含MgO夹杂物与δ相二维错配度极小,可作为430钢有效异质形核剂,促进等轴晶的形成,抑制柱状晶的生长,细化凝固组织。     

几种高速列车用弹簧钢的奥氏体晶粒长大倾向

 弹簧钢的原奥氏体晶粒大小对其力学性能和疲劳性能有重要影响,采用光学显微镜研究了51CrV4、52CrMoV4、60Si2CrVA、60Si2MnA 4种高速列车用弹簧钢的原奥氏体晶粒在加热后的长大倾向,结合透射电镜的观察分析了4种弹簧钢具有不同奥氏体晶粒粗化温度的原因。试验结果表明,化学成分对其奥氏体晶粒长大倾向具有重要影响,弹簧钢中加入Cr、V、Mo能有效阻止原奥氏体晶粒的长大,奥氏体晶粒的粗化温度与微合金碳氮化合物的固溶温度有关。 在800~1100℃温度范围内加热,51CrV4中的奥氏体晶粒长大趋势最小,52CrMoV4和60Si2CrVA次之,60Si2MnA最大。     

Ni对中碳高强度弹簧钢腐蚀疲劳性能的影响

采用加速腐蚀(5%NaCl盐雾)试验和旋转弯曲疲劳试验,研究了0.52%～1.00%Ni对2000 MPa级中碳弹簧钢NHS(%:0.44～0.45C、1.95～2.08Si、0.68～0.70Mn、0.90～0.92Cr、0.14～0.15V)腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,增加NHS钢中的M含量,腐蚀坑深度降低,在5%NaCl水溶液中钢的点蚀电位增加,从而导致腐蚀疲劳强度提高。与传统的60Si2CrVA弹簧钢相比,NHS弹簧钢呈现出良好的耐腐蚀疲劳性能。     

φ20～42iniil60Si2MnA弹簧钢的脱碳控制

介绍了石钢三轧厂加热炉在加热60Si2MnA弹簧钢时存在的缺陷。为了减小中φ20-42mm60Si2MnA弹簧钢的脱碳层深度,进行了加热工艺参数调整,根据用风量调整炉内氧化性气氛,调节烧嘴轴向风和切向风的比例等试验,使φ20～42mm60Si2MnA弹簧钢脱碳检验的一次合格率,稳步提高,达到96．O％,提高了产品质量。     

水冷铜模与砂模铸造M2钢显微组织对比

采用实验室25 kg高频真空感应炉熔炼M2钢,并用水冷铜模和砂模均浇铸为横截面100 mm×50 mm的M2钢铸锭,研究冷却速度对M2钢二次枝晶间距、渗透率、碳化物和晶粒尺寸及分布的影响.研究结果表明:M2钢凝固过程中,快的冷却速度能有效减小二次枝晶间距、渗透率、晶粒和网状碳化物的尺寸,同时可以改善晶粒和网状碳化物的分布和均匀性;砂模和水冷铜模M2钢铸锭的平均二次枝晶间距分别为42.5μm和21.6μm,平均冷却速度为1.06 K·s-1和12.50 K·s-1,平均渗透率分别为0.13μm2和0.035μm2.快的冷却速度能有效减轻中心碳偏析程度,砂模和水冷铜模模铸的M2钢铸锭中心碳化物面积分数分别为0.46和0.30,且其较各自的平均值分别增大38.7%和2.2%;水冷铜模铸锭平均晶粒尺寸（43.1μm）较砂模铸锭的平均晶粒尺寸（72.6μm）减小约40.7%,铸锭中心晶粒尺寸减小43.2%,且水冷铜模铸锭的晶粒尺寸较砂模铸锭均匀.文中获得了M2钢凝固过程中晶粒尺寸与冷却速度的关系式.      

La、Ti处理对FeCrAl不锈钢凝固组织的影响

采用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对La、Ti处理的FeCrAl不锈钢铸锭凝固组织进行了分析研究,结果表明:未经La、Ti处理的纯铁素体不锈钢凝固组织中晶粒尺寸较大,纵向截面晶粒平均值为4.64mm,横向截面晶粒尺寸平均为4.71 mm;La处理不锈钢可以明显细化钢中凝固组织的晶粒尺寸;Ti在细化FeCrAl不锈钢晶粒的同时可以提高不锈钢的等轴晶率;加入La和Ti后形成的高熔点第二相粒子有利于细化晶粒,钢中析出的大量TiN可以提高凝固组织的等轴晶率.     

天钢40Si2MnV钢浇铸稳定性工艺研究

针对天钢集团公司的6流150mm×150mm方坯连铸机生产高硅含钒钢40Si2MnV时多次发生漏钢事故的现状,开展了稳定浇铸40Si2MnV钢水的工艺研究。通过分析,确定漏钢发生的主要原因包括Si在局部富集、结晶器保护渣性能异变和浇铸过程中结晶器冷却不均等。通过对精炼冶炼氩气供给制度、连铸冷却制度的优化及规范保护渣的保存与使用,得到了连浇22炉40Si2MnV钢水而未发生漏钢停流事故的较好效果。     

60Si2CrVA弹簧钢转炉冶炼过程夹杂物分布研究

对转炉冶炼60 Si2CrVA弹簧钢生产过程中的夹杂物种类、数量及分布进行了研究分析,研究表明,随着冶炼过程的进行,5μm的夹杂物所占的比例逐步升高,5μm的夹杂物逐步下降。弹簧钢中夹杂物种类主要有Al2O3,MnS,TiN及复合氧化物等。     

结晶器电磁搅拌对60Si2CrVAT弹簧钢凝固组织与中心偏析的影响

针对某厂60Si2CrVAT弹簧钢小方坯连铸坯存在的中心等轴晶率低以及比较严重的中心碳偏析等质量问题,系统研究了不同电磁搅拌工艺参数对断面150mm×150mm结晶器内磁场特性的影响,并通过工业试验研究了结晶器电磁搅拌(M-MES)电流和频率对宏观凝固组织和铸坯碳偏析的影响。研究结果表明:结晶器电磁搅拌(M-MES)电流增大,中心等轴晶率提高,铸坯中心碳偏析减小;搅拌频率对等轴晶率和铸坯中心碳偏析的影响呈非线性;优化最佳匹配的电磁搅拌电流和频率分别为340A和3.5Hz时,中心等轴晶率从21%增加到33%,中心碳偏析指数从1.22降低到1.05,消除了中心缩孔,铸坯内部质量有明显的改善。     

热处理对60Si2CrVAT弹簧钢组织和力学性能的影响

试验了890～930℃淬火、400～440℃回火时淬-回火温度对160mm×160mm连铸坯轧成的Φ21mm 60Si2CrVAT弹簧钢组织和力学性能的影响。结果表明,910℃淬火.回火后的60Si2CrVAT钢抗拉强度高于890℃和930℃淬火-回火钢的抗拉强度,不同淬火温度下钢的抗拉强度随回火温度升高而降低。分析了拉伸断口的组织形貌。     

EAF生产弹簧钢的成分控制分析

对于配置EAF -LHF -CCM的生产线 ,采用高比例的铁水热装工艺 ,生产弹簧钢 ,控制好EAF的 [P]、[C]、[N],在LF炉调整好终点的成分 ,最大可能地降低生产成本 ,是提高产品竞争的重要手段。介绍了八钢电炉生产 6 0Si2Mn ,6 0Si2CrVA中的控制要点和理论依据。     

过热度对60Si2MnA弹簧钢连铸坯凝固组织的影响

通过铸坯凝固组织生长单元的物理模拟方法,研究不同过热度对60Si2MnA弹簧钢铸坯凝固组织及宏观偏析规律的影响。结果表明:试验模拟的铸坯组织的等轴晶比例和晶粒尺寸与数值模拟和实际生产铸坯的组织相近,表明试验模拟可以很好地反映实际铸坯组织。随着浇注温度升高,柱状晶区长度增加,相应的等轴晶区长度降低。同时,凝固过程中有比较严重的碳宏观偏析,初始凝固区表现为负偏析,凝固末端表现为正偏析。过热度越高,凝固末端的正偏析越严重。     

机械搅拌对中碳钢钢液凝固组织的影响

研究了中碳钢钢液在凝固初期施加机械搅拌,改变搅拌参数对钢液凝固组织的影响。实验结果表明,随着搅拌时间的延长等轴晶比例增大,搅拌时间30 s时,等轴晶比例最大为50.784%;改变插入钢液深度,随着插入液面深度的增加,等轴晶区比例明显增大,同时晶粒得到细化,分布更均匀,插入深度为4.5 cm时,等轴晶比例和晶粒细化程度达...     

MgO-Al_2O_3-SiO_2复合夹杂物对430不锈钢凝固组织的影响

通过真空感应炉试验,研究不同Mg含量处理所获得的不同MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物对凝固组织的影响。试验结果表明,随着钢中Mg含量的增加,铸锭等轴晶率呈现先升高后下降的趋势,而等轴晶尺寸和柱状晶宽度呈现先降低后升高趋势,存在一个最佳的Mg的质量分数范围(5~13)×10-6,铸锭的等轴晶率在70%以上。夹杂物观测并结合热力学计算发现,随着钢中Mg含量的增加,MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物外层逐步析出MgO·Al2O3相;然而,Mg的质量分数高于13×10-6时,夹杂物外层开始析出2MgO·SiO2相。晶面错配度计算表明,MgO·Al2O3与δ-Fe的错配度为1.2%,2MgO·SiO2与δ-Fe的错配度为13%。可以判断,MgO·Al2O3相可促进等轴晶形成,抑制晶粒长大,2MgO·SiO2相则起不到促进形核作用。从而解释了铸锭等轴晶率、晶粒尺寸随Mg含量的变化规律。