·28·,/fI,},、-fJ_、二.王弓j,辽宁冶金钢板弹簧用35Si2MnB钢的研制本钢特殊钢公司朱应波:一[摘要]介绍了新型弹簧钢35Si2MnB各种性能的研究。研究表明,新钢种具有较高淬透性和不易脱碳的优点。经880~920℃水淬和400~500℃回火处理后,获得了强度、塑性及韧性的最佳匹配。用新钢种制成的钢板弹簧疲劳寿命高。生产实践和实际应用表明新型弹簧钢35Si2MnB是很有发展前途的。1前言60Si2Mn弹簧钢因强度高、价格低而广泛地用于制造钢板弹簧。但随着汽车工业和其他机械行业的发展,对钢板弹簧质量要求愈来愈高,暴露出这种钢淬透性低、易脱碳等缺点。因此,有必要研制一种高淬透性、不易脱碳的新型弹簧钢来满足汽车及其他行业所用钢板弹簧的要求。从我国资源情况上看,发展硅锰弹簧钢有着得天独厚的优势。过去,对硅锰弹簧钢的研制和开发仅限于高碳(O.50"--0.70oA)品种,通过调节硅含量,添加少量铬、钼、钒以及微量合金硼改善钢的脱碳和碎透性,但效果有限。通过降低钢中碳含量可明显改善钢的脱碳指标。而且在碳含量较低情况下,加入微量硼对钢淬透性贡献增加,并可以水淬热处理,使钢板断面上机械性能分布更均匀,满足高性能钢板弹簧的质量要求。本文介绍了一种低碳硅锰合金弹簧钢的研制成果。2试验内容在25I‘g非真空感应炉中冶炼化学成分如表1的新钢种,浇铸成25kg钢锭。将钢锭加热到1150℃保持约1小时,经1/|锻锤锻至4OX40flu11方坯,终锻温度840。C。再将钢坯重新加热到1100℃保持4O分钟,经300轧机轧成0圆棒,终轧温度约830℃。25kg感应炉冶炼的35Si2MnB钢的化学成分,WtoA表1在钢棒上分别取试料并机加工成~25X100mm标准顶端淬火试样、OX100mm拉力试样以及∞5×15mm晶粒度试样。按相应标准规程进行测试。实验室中得到满意的效果(详见“试验结果和讨论”中的“淬透性”和“机械性能”两小节)后,表明新型弹簧钢成分的合理性。在公称容量7.5吨碱性交流电弧炉中冶炼了两炉新钢种,并浇铸成580kg钢锭,化学成分见表2。经650轧机开坯后,再经300轧机轧制成维普资讯http://www.cqvip.com1995年第5期(总第151期)·29·电弧炉冶炼的35SiMnB钢的化学成分.wt%表2CSiMnCrBTjPS605130.331.551.020.150.0030仉040.0210.0ll605140.331.440.980.060.00320.040.0230.013注:60513轧成100X12ram,60514轧成75X6mm.100×12mm以及75×6mm两种规格钢板。在100Y19ram商用钢上分别截取1O×10×55mm冲击试样,原厚度×15×25mm脱碳、硬度和组织试样。在76×6mm商用钢上截取单片疲劳试样。按相应标准和规程进行测试。单片疲劳试验委托全国弹簧检测中心—T第一汽车集团辽阳汽车弹簧厂测试。先将试样在900℃淬火,420℃回火,然后喷丸处理.在台架疲劳试验机上进行试验。值得指出的是脱碳和单片疲劳试验都用了60Si2Mn和新钢种相对比,两钢种所经历的加工、处理和试验内容相同。3试验结果和讨论3.1淬透性堇●鏊6O4O20图1是35Si2MnB弹簧钢的顶端淬透性曲线。在弹簧的生产制造中,要求弹簧扁钢淬火后,整个截面都淬成马氏体组织,以便回火处理后获得满意的回火屈氏体组织,这样,成品弹簧会有良好的综合机械性能指标。从图1可以看出,试样全马氏体区到表面的距离为6mm左右,因此,在缓动的油中~15mm和在缓动的水中Omm的35Si2MnB钢棒都可完全淬透。和60Si2Mn弹簧钢的淬透性(在缓动的油中临界淬透直径约为10mm)相比,35Si2MnB弹簧钢的淬透性明显提高,这是由于降低了钢中含碳量和加入微量硼的缘故.研究及生产实践表明碳含量0.30"-'0.60,碳对淬透性影响不明显,而随碳含量下降,硼对淬透性的贡献增大0。距顶靖靖面距离.m图135Si2MnB端淬曲线维普资讯http://www.cqvip.com·30·也宁冶金3.2脱碳倾向图2表示35Si2MnB钢的脱碳层深度和加热温度之间的关系。从图2可明显看出,1.E暑IlI霉图2新、老钢种的脱碳层深度和加热温度的关系对比新钢种的脱碳倾向较小,加热温度愈高,和60si2Mn相比脱碳层深度差别愈大。3KSi2MnB钢的全脱碳层也远小于6(~i2Mn的,直到900℃,尚未出现全脱碳层。现在对弹簧钢的脱碳问题十分重视。试验证明,若钢件表面层稍有脱碳,就会使疲劳强度急剧下降。有...