Nb-V微合金化对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳的影响
发布时间:2012-12-25 05:47
作者:互联网
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随着
汽车轻量化和高速化的发展,对
弹簧钢的综合性能要求不断提高,微
合金化被证明是有效提高弹簧
钢使用性能的重要途径之一。弹簧钢60Si2MnA由于
碳和
硅含量较高,尤其是硅在提高
钢材淬透性及抗弹性减退
能力的同时又增加了
钢材的
脱碳倾向,从而会明显加剧表面脱碳而直接影响到弹簧钢的
强度和
疲劳寿命。因此,微
合金化在提高弹簧钢综合性能的同时,对脱碳的影响也值得关注。弹簧的疲劳性能除取决于材料本身的疲劳性能外,还取决于弹簧的表面状态。弹簧钢表面脱碳使其在
热处理过程中表面
淬火困难,表面脱碳0.1mm就会使其疲劳强度明显下降,大大地降低弹簧的疲劳性能,从而降低弹簧的使用寿命,因此,在
生产过程中要尽量减少表面脱碳。本文研究了Nb-V复合微合
金化对弹簧钢脱碳敏感性的影响。实验材料为弹簧钢60Si2MnA与Nb-V微合金化弹簧钢铸坯,合金成分见表1。试样尺寸为15mm×15mm×15mm,将试样端面进行打磨,使任何表面都不存在
脱碳层。实验分等时处理和等温处理两部分,
工艺参数设定为:当加
热温度为850℃时,保温时间分别为20、40、60和90min;当保温时间为60min时,加热温度分别为900、950、1000、1050、1100、1150和1200℃,加热在箱式
电阻炉空气气氛下进行。表1 实验用钢的化学成分(质量分数,%)
钢种 | C | Si | Mn | Cr | Nb | V | P | S |
60Si2MnA | 0.60 | 1.74 | 0.67 | 0.30 | - | - | 0.010 | 0.008 |
Nb-V钢 | 0.58 | 1.60 | 0.76 | 0.35 | 0.024 | 0.12 | 0.008 | 0.005 |
弹簧钢60Si2MnA和Nb-V钢的脱碳层深度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增加,加热温度比保温时间对钢的脱碳影响要大。Nb-V钢的脱碳层深度明显低于60Si2MnA,表明通过Nb-V复合,可以大大降低60Si2MnA的脱碳敏感性,这主要是由于Nb-V复合增大了碳原子的扩散激活能,降低其
活度和扩散系数,进而抑制了脱碳过程中碳原子的扩散,同时也降低了钢中的
固溶碳含量,阻止晶粒长大和
晶界扩散。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。