60Si2MnA弹簧钢的生产技术要点与产品检验(3),冶金工程论文

　　3.3脱碳层和显微组织
　　
　　脱碳使钢的表面硬度下降，影响弹簧的疲劳寿命和弹性减退抗力等，所以希望弹簧钢脱碳敏感性愈小愈好。弹减抗力好的高硅含量的Si-Mn弹簧钢脱碳敏感性较大，这主要是由于硅提高钢的碳活度，增加了钢的脱碳倾向，而铬、钒、铌、钼除可降低钢中碳的活度外，还能形成碳化物，提高了钢中碳扩散的激活能，减轻了钢的脱碳倾向。并且一些研究结果表明：弹簧钢寿命与硅引起的脱碳成反比，增加合金元素铬可以降低硅对脱碳的不良作用[4].因此在60Si2MnA钢成分设计中加入适量的铬（w（Cr）≤0.35%）。标准中要求总脱碳层深度不大于直径乘2.0%（mm）,对Φ18~32mm规格直径的圆钢按照GB/T224-2008进行脱碳层深度检验评定，从检验的结果来看，总脱碳层深度在0.08~0.34mm,均满足标准要求。
　　
　　对60Si2MnA钢热轧材进行了显微组织检验，热轧态显微组织为珠光体加铁素体，如图3所示，组织正常。
　　

　　
　　3.4力学性能和硬度
　　
　　按照GB/T1222-2007标准要求，对试验钢进行热处理，由于标准中范围较宽，在生产检验中发现，力学性能影响波动大，因此根据工业性试制中各合金元素成分按中下限控制实际情况，优化出符合生产的较佳热处理工艺，即880℃淬火温度下保温45min油冷，490℃回火并保温90min后水冷。采取以上措施后，60Si2MnA钢试样调质态力学性能检验结果完全满足标准要求，合格率100%.同时对60Si2MnA钢热轧态表面进行了硬度检验，其布氏硬度值均小于315,满足标准布氏硬度要求，结果如表4所示。
　　

　　
　　3.5夹杂物检验
　　
　　通过吹氩搅拌、造渣精炼、真空处理等手段，可以控制60Si2MnA钢中夹杂物尺寸和数量[5],从表5中可以看出，A类硫化物夹杂一般在0~1.5级；B类氧化铝类夹杂基本都是0级，只有2个批次中检验为0.5级，主要是铁合金中含铝；C类为0级，D类球状氧化物类0~1级。同时采用电子探针对60Si2MnA钢夹杂物成分组成和类型进行了分析。试验结果表明，钢中夹杂物多以硅铝酸钙、硫化钛锰和硫化锰为主，还有很少量的氮化钛，尺寸大小不一，见图4、图5.在Leica图像仪上对夹杂物进行定量分析，结果表明每平方毫米面积上的夹杂物有66个，最大直径约32μm,尺寸主要集中在2~6μm,比例达到70%;小于10μm夹杂物的比例达到90%,而小于10μm夹杂物的去除难度较大。
　　