60Si2Mn弹簧钢表面脱碳理论及试验研究

通过表面脱碳热力学、动力学分析,采用菲克第二定律对钢坯表面脱碳层深度进行预测,建立弹簧钢脱碳层深度理论值计算模型,研究了保温时间、加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层深度的影响,并对弹簧钢完全脱碳机制进行分析,计算出60Si2Mn弹簧钢产生完全脱碳层深度最大时的温度。同时,利用实验室加热炉对60Si2Mn弹簧钢钢坯进行加热,采用金相法测量脱碳层厚度。结果表明:60Si2Mn弹簧钢总脱碳层和完全脱碳层深度与加热时间的平方根成正比;在空气气氛中,60Si2Mn弹簧钢存在最小脱碳条件,最小脱碳条件温度范围为900~1000℃,脱碳层深度在0.01~0.12 mm之间。     

55SiCr弹簧钢脱碳与氧化行为研究

氧化脱碳是影响55Si Cr弹簧钢表面质量的主要因素,本文研究了不同加热温度、加热时间、加热方式对55Si Cr弹簧钢组织中氧化脱碳特征的影响。试验结果表明,1100℃时材料的总脱碳层深度达到最大值,超过1100℃时,总脱碳层深度逐渐减少,1100℃为55Si Cr弹簧钢的脱碳敏感温度。全脱碳层深度在800℃时达到最大值,高于950℃后,全铁素体脱碳层深度趋于稳定。加热温度对脱碳层深度的影响比保温时间的影响更加明显。     

加热工艺参数对冶金锯片用65Mn钢脱碳行为的影响

试验研究了加热温度、保温时间和炉内气氛中废气含量对65 Mn钢脱碳行为的影响规律.结果表明:在相同试验条件下,随着加热温度升高,65 Mn钢脱碳层深度呈先增加后降低,1250℃时脱碳敏感度最高;随着加热保温时间的延长,脱碳层深度呈逐渐增加趋势;随着炉中CO2含量的增加脱碳层深度增加;随着O2含量的增加65Mn钢的脱碳层呈先增加后降低的趋势,O2含量在4％时脱碳层达到峰值为0.271 mm;随着H2O量的增多脱碳层深度逐渐增厚;在加热气氛中,CO2含量脱碳作用强于O2;其中,加热温度是影响脱碳层组织的最主要因素.     

弹簧钢稳定杆失效分析

通过形貌观察、硬度测试、组织检验和能谱分析,研究60Si2Mn弹簧钢的失效原因以及影响因素,如夹杂物、表面脱碳、表面缺陷等。结果表明此弹簧钢断裂为早期疲劳断裂,裂纹源萌生于表面及次表面。     

Cr含量和加热温度对高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢脱碳层的影响

通过提高高铁铁轨扣件系统中的弹条用60Si2Mn弹簧钢中的Cr元素含量,分析了不同加热温度下钢的脱碳情况,研究了Cr元素以及加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层组织形貌及厚度的影响.结果表明,Cr元素含量提高至0.35％后,弹簧钢在不同加热温度下的脱碳层厚度都有明显减少,当加热温度在900℃以上时只存在部分脱碳现象,且...     

加热温度和Nb对弹簧钢60Si2CrVAT完全脱碳层深度和形貌的影响

通过箱式电阻炉等温加热实验,研究了加热温度和0.037%Nb微合金对弹簧钢60Si2CrVAT表面完全脱碳层深度和形貌的影响。实验结果表明:加热时间为90min时,弹簧钢60Si2CrVAT完全脱碳层形成温度为725~925℃,完全脱碳层中铁素体为粗大的柱状晶,并且存在一个完全脱碳敏感的温度区间800~875℃,850℃时完全脱碳层深度达到最大。添加0.037%Nb并没有对弹簧钢60Si2CrVAT完全脱碳层深度有明显影响,但是显著影响了完全脱碳层形貌。     

2%残氧气氛下化学成分对高碳钢脱碳层深度的影响

利用同步热分析仪研究了2%(体积分数)残氧气氛下C、Si、Cr对高碳钢脱碳层深度的影响。结果表明:化学成分从以下方面影响总脱碳层深度:碳扩散系数、脱碳边界的碳比值、氧化层深度。Cr元素显著降低了碳扩散系数,Si元素对碳扩散系数影响不明显。C、Cr等元素显著降低脱碳边界的碳比值,Si元素影响不明显。Si在1150℃以上则明显加深氧化层深度,从而导致了60Si2MnA钢脱碳层深度降低。在相同的条件下,以上三个因素的综合作用使得GCr15、92A、60Si2MnA钢的脱碳层深度逐渐增加。     

Nb-V微合金化对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳的影响

研究了Nb-V复合微合金化、加热温度和保温时间对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳行为的影响,并运用Fick第二定律讨论了脱碳层深度与温度、时间之间的定量关系,探讨了Nb-V降低60Si2MnA表面脱碳敏感性的机理。结果表明,等温处理或等时处理,60Si2MnA的脱碳层深度的实测值和基于扩散方程的计算值具有较好的一致性,Nb-V复合微合金化可以明显降低弹簧钢60Si2MnA的脱碳敏感性。     

中碳弹簧钢加热过程脱碳特性的试验研究

用金相显微组织法对比研究了Si-Mn系弹簧钢与Cr-V系弹簧钢在相同加热条件下的脱碳行为．分析了加热温度和保温时间对中碳弹簧钢脱碳层深度的影响，为建立完善的生产高强度优质弹簧钢的加热制度提供了理论依据。结果表明，在相同的保温时间下，Si-Mn系试验钢的全脱碳层深度在900℃出现最大值，其总脱碳层深度也存在着一个敏感温度（1100℃）；而Cr-V系试验钢在加热温度超过950℃时，全脱碳层深度变化很小，其总脱碳层深度在950～1000℃会有所降低，但超过1000℃会显著增加。无论是等温还是等时间热处理工艺条件下，由于合金元素的作用，Cr-V系弹簧钢脱碳敏感性明显低于Si-Mn系弹簧钢。     

表面脱碳对S135钻杆服役性能的影响

针对表面脱碳对S135钻杆的显微组织、拉伸性能及疲劳寿命的影响进行了研究。结果表明,表面脱碳层会导致钻杆材料硬度大幅度下降,但对钻杆整体拉伸性能的影响不明显。随着脱碳层深度的增加,疲劳裂纹萌生时间逐渐缩短,当脱碳层深度达到一定深度后,疲劳裂纹萌生时间将大幅度缩短。表面脱碳层的存在会促进钻杆表面腐蚀坑的形成,加速服役过程中疲劳裂纹的萌生,降低钻杆服役寿命。为了控制表面脱碳对钻杆服役寿命的不利影响,建议严格控制表面脱碳层的深度。     

弹簧钢60Si2MnA表面脱碳规律研究

研究了加热温度、加热时间对弹簧钢60Si2Mn A脱碳厚度的影响,分析了脱碳组织形貌演化规律,运用菲克第二定律讨论了脱碳厚度与加热温度、保温时间的关系。结果表明:加热温度在低于650℃以下,60Si2Mn A是不发生脱碳的;当加热温度达到700℃以上,脱碳层厚度随着加热温度的升高和保温时间的延长而逐渐增加的;加热温度在700~900℃之间,可以形成明显的全脱碳层,且随着保温时间延长,全脱碳层厚度是逐渐增加的,全脱碳层厚度随着温度的升高是先增大后减小。加热温度为800℃时,全脱碳层厚度达到最大值。     

露点对连续退火0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn高强钢选择性氧化及脱碳的影响

以成分为0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn (质量分数)的先进高强钢为研究对象，采用连续退火模拟实验研究了露点对钢板表面Si、Mn选择性氧化以及次表层脱碳的影响。使用辉光放电发射光谱(GD-OES)分析了退火试样表面元素深度分布，使用SEM、OM观察了试样截面内氧化层及脱碳层深度，使用TEM观察了FIB制备的截面试样上Si、Mn内外氧化层的微观结构。结果表明，提高连续退火加热段和均热段的气氛露点可以促使Si、Mn由外氧化转变成内氧化，但露点过高会引起钢板次表层发生明显的脱碳，形成次表层显微硬度显著降低的铁素体层。当露点提高到临界值后，继续提高露点对进一步减少外氧化的效果有限，但是内氧化层和脱碳层的厚度会继续显著增加，因此在退火时需要选择兼顾外氧化和脱碳层控制的合适的露点范围。     

60Si2Mn弹簧钢全脱碳的影响因素

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了高温加热、冷速以及α+γ两相区加热对60Si2Mn弹簧钢全脱碳的影响。结果表明,高温加热对全脱碳深度和总脱碳层深度的影响最大,是决定性因素;当冷速大于0.5 ℃/s,冷速对全脱碳深度影响不大,但决定全脱碳的形貌;在高温段保温一段时间的情况下,α+γ两相区加热对全脱碳层深度的影响很小;在高温段不保温的情况下,α+γ两相区加热产生的全脱碳层会遗留到试样的最终表面。     

乘用车轮辐用600 MPa级热轧双相钢失效原因分析

分析了两件失效轮辐在弯曲疲劳检测过程中出现断裂与疲劳寿命差异较大的原因。两件轮辐材质相同,均为热轧双相钢DP600。通过检测发现:钢板因表面脱碳形成了一层粗大的铁素体晶粒,脱碳层深度为8~15μm,铁素体晶粒尺寸为13.3~25.6μm。分析认为,试验材料存在两种相关的失效模式,微动磨损和疲劳断裂,表面脱碳降低了钢板表面硬度,导致轮辐装配面与试验台垫片发生微动磨损形成表面变形与缺损,成为轮辐疲劳断裂的裂纹源。脱碳层深度与表层铁素体晶粒尺寸的差异导致了两件失效轮辐疲劳寿命的差异。     

60Si2Mn钢弹簧垫圈早期断裂原因分析

分析了60Si2Mn钢弹簧垫圈热处理后在规定100 kN压力试验时产生开裂的原因.结果表明:原材料内部夹杂物超标是导致产品在绕弯成形时产生初生裂纹,并在热处理后于规定100kN压力试验时产生开裂的主要原因,热处理过程中产生的表层脱碳降低了产品产生开裂的允许压力.在此基础上提出了相应的改进措施.     

中低碳高强度弹簧钢成分对表面脱碳的影响

在真空感应炉内冶炼了不同合金成分的中低碳(碳质量分数小于0.5％)弹簧钢,将其锻造成φ20 mm的棒材,并对棒材进行了淬火回火处理.用金相法测定了试样的脱碳层深度,分析了钢中C、Si、Cr、V等元素的含量对脱碳层深度的影响.结果表明,脱碳层深度随着钢中C含量的升高而增加,其规律与理论计算值一致;Si提高钢的脱碳倾向;在钢中添加Cr、V可以降低钢的脱碳层深度.     

汽车安全带卷簧用Super6和SK5的脱碳行为研究

用金相显微组织法研究了Super6和SK5弹簧钢的脱碳行为,分析了加热温度和保温时间对两种优质汽车安全带卷簧钢脱碳层深度的影响。结果表明,在相同保温时间下,Super6弹簧钢在700℃开始脱碳,在1100℃时总脱碳层深度最大达到0.4mm,其总脱碳层深度的敏感温度为1100℃;SK5弹簧钢在950℃开始脱碳,总脱碳层在加热过程中并未出现峰值,脱碳层深度随温度的升高不断增加。此外,无论是等温或等时间加热工艺下,SK5弹簧钢的脱碳敏感性均明显低于Super6弹簧钢。     

60Si2Mn弹簧热处理新工艺探讨

通过实验和分析60Si2Mn板簧钢常规热处理(淬火 中温回火)参数,尝试了60Si2Mn板簧钢新热处理工艺,即快速加热和短时保温.结果表明:快速加热是一种高效、优质、低耗的热处理新工艺;同时,针对60Si2Mn板簧钢在热处理过程中的表面氧化、脱碳现象,采取木炭包埋保护,减少其在加热和保温过程中的脱碳倾向,对提高弹簧表面硬度效果明显.     

60Si2MnA弹簧钢

正60Si2Mn A属于中碳合金弹簧钢,是标准件冷镦冲头的基本钢号。具有屈服强度、疲劳极限高,韧性塑性也较高,回火稳定性良好,热加工性能好、成本低。合金元素含量低,淬透性比60Si2Mn高,含锰能提高淬透性,ψ12 mm的钢材油中可淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性倾向,水淬有形成裂纹倾向;强度,硬度、弹性和淬透性均比65钢高。退火态可切削性尚可,     

50CrMnV弹簧钢脱碳影响因素分析

主要研究了不同加热温度、不同保温时间对50CrMnV弹簧钢氧化脱碳的影响,为制定大生产加热制度提供了理论依据。试验结果表明：在两相区770 ℃附近加热,试样表面产生明显全脱碳层,当温度达到870 ℃时,全脱碳层消失。随着保温温度的升高和加热时间的延长,总脱碳层深度逐渐增加,当温度达到1 120 ℃时,出现全脱碳层,达到1 170 ℃以后,脱碳层深度不再明显增加。为保证脱碳层要求,大生产采用快速加热,加热炉均温区采用1 020 ℃以下温度加热,可满足无全脱碳层,总脱碳层深度不大于0.2 mm的要求。