60Si2Cr钢含氮低温贝氏体制备工艺与组织性能研究

发布时间：2020-06-30 01:02

【摘要】：作为一种高性能合金弹簧钢,60Si2Cr钢广泛用于汽车制造、铁路机械等领域的板簧、卷簧、螺旋弹簧等重要零部件。采用传统的处理工艺(即淬火加中温回火处理)后弹簧钢仍存在强度较低、韧性较差等问题,因而难以满足愈加苛刻的实际工况需要。为了进一步提高60Si2Cr弹簧钢的综合力学性能,本文提出气体渗氮结合低温贝氏体化处理新工艺,利用元素Si对碳化物析出的抑制作用,获得相当数量的含氮低温贝氏体,从而提高60Si2Cr弹簧钢整体的塑韧性,取得如下主要研究结果:分别采用了低温气体渗氮和固溶渗氮两种方式,结合低温贝氏体化工艺对60Si2Cr钢进行了处理获得了足够数量的含氮低温贝氏体,对比分析了这两种渗氮方式对实验钢低温贝氏体组织转变及力学性能的影响。讨论了在低温快速气体渗氮工艺中介质压力对渗氮后60Si2Cr弹簧钢性能的影响机制,最终确定在520℃、加压0.4MPa及氮化7h条件下渗氮能得到最大渗层厚度(约200μm)和最佳力学性能,表层硬度可以达到600HV,极大提高了60Si2Cr弹簧钢力学性能。采用膨胀法确定了60Si2Cr钢低温贝氏体转变温度为265℃-275℃,发现将低温快速气体渗氮与低温贝氏体处理工艺结合处理后,该钢的塑韧性较传统工艺提高了26%-50%,对于改善60Si2Cr钢的生产工艺有深远意义。其中,经过渗氮与低温贝氏体工艺结合处理后,维氏硬度高于工业用钢30HV-60HV,冲击韧性提高了15%,延伸率提高了50%以上,强塑积提高了将近一倍,可以看出,将气体渗氮与低温贝氏体化处理工艺相结合,极大地提高了60Si2Cr弹簧钢综合力学性能。固溶渗氮可以达到低温气体渗氮10倍以上的渗层厚度,固溶渗氮结合低温贝氏体化处理工艺可以大幅提高60Si2Cr钢的塑性,但是长时间高温保温带来的脱碳也会不可避免的导致硬度和强度降低。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1;TG156.82
【图文】：

试验材料试验所用 60Si2Cr 材料是委托石家庄钢铁厂专门研制的的规格为Ф30 的热轧态。通过金相观察可以看出其原始组织为退火后的珠光体和铁素体的混合组织，学成分如表 2-1 所示。表 2-1 60Si2Cr 弹簧钢的化学成分(wt%) C Si Mn Cr Mo Ni S P 0.67 1.61 0.55 0.82 0.008 0.05 0.005 0.014渗氮方法及设备1 增压气体渗氮设备本文采用了一种双压平衡结构的气体渗氮炉，设备简图如图 2-1 所示。

32r，保证内外炉胆间的炉壁层承受的气压内外平衡，这样就大范围调节，从而实现高压气体渗氮。体渗氮工艺要用到了两种气体渗氮工艺：低温快速气体渗氮和固溶渗氮气体渗氮工艺在 520℃，加压 0.1MPa-0.4MPa 的 NH3氛围中溶渗氮工艺在 1100℃，加压 0.2MPa 的 N2氛围中渗氮，渗法与设备r 钢相变点的测定ble 3500 型热模拟试验机测绘 60Si2Cr 钢的热膨胀曲线。实钢切成Φ6×120 mm 的圆棒并进行打磨备用。膨胀曲线测量

【参考文献】

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1 张占玲;赵飞;谭文龙;;热处理工艺对60Si2CrVA弹簧钢组织及性能的影响[J];金属热处理;2014年05期

2 王升勋;;汽车弹簧钢60Si2MnA热处理过程及力学性能研究[J];铸造技术;2013年10期

3 王宏斌;林腾昌;朱荣;;高品质特殊钢发展概况及未来特殊钢的洁净度控制思路[J];工业加热;2012年02期

4 徐祖耀;;用于超高强度钢的淬火-碳分配-回火(沉淀)(Q-P-T)工艺[J];热处理;2008年02期

5 景财年,王作成;TRIP-相变诱发塑性钢的研究进展[J];特殊钢;2004年04期

6 杨福宝,白秉哲,刘东雨,常开地,韦东远,方鸿生;无碳化物贝氏体/马氏体复相高强度钢的组织与性能[J];金属学报;2004年03期

7 徐德祥,尹钟大;高强度弹簧钢的发展现状和趋势[J];钢铁;2004年01期

8 徐德祥,尹钟大;热处理工艺对弹簧钢组织和性能的影响[J];特殊钢;2003年06期

9 龙起易，曾大卫，谭古里;双相钢中残余奥氏体对性能的影响及其热稳定化[J];金属热处理学报;1995年02期

10 崔忠圻;吴忍uJ;王昭洪;;等温淬火工艺对两种弹簧钢氢脆抗力影响实质的探讨[J];金属热处理;1990年02期

本文编号：2734624