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原始组织对弹簧钢热处理后力学性能的影响
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弹簧主要在动载荷下使用,例如往复或交变应力,振动,冲击等,因此要求具有较高的强度和疲劳极限,并具有一定的冲击韧性。增加弹簧强度的方法主要是固溶强化,沉淀强化和细晶粒强化。

当弹簧材料的化学组成恒定时,通过细晶粒强化进一步提高强度。影响晶粒尺寸的因素是轧制温度和热处理温度。在线感应热处理通常用于弹簧热处理。感应加热具有加热速度快,加热时间短,热效率高的特点。由于可以有效地保持原始组织的晶粒尺寸,因此采用低温轧制获得更细化的原始组织的弹簧钢技术已得到推广和应用。在这项工作中,通过在不同温度下奥氏体化不同的原始组织,研究了原始组织对弹簧钢热处理性能的影响,并进一步分析了控制弹簧钢晶粒的必要性。

测试材料取自直径为Φ13mm的商品弹簧钢60Si2MnA圆钢。主要化学成分(质量分数,%)为:0.60C,1.74Si,0.70Mn,0.011P,0.006S,0.12Cr。将圆钢分别加工成长度为380mm的拉伸试验片和长度为10mm的组织样品。首先在马弗炉中对样品进行热处理,以获得不同的原始微观结构。热处理工艺为:加热至不同的奥氏体化温度30分钟,奥氏体化温度分别为850、900、950、1000、1050。 1100和1150°C,保温后空冷。然后,在公司的铁路弹性棒感应热处理生产线上进行淬火回火处理,淬火温度为℃,回火温度为485℃,保持时间为100分钟。通过光学显微镜观察到在不同奥氏体化温度转变后的原始微观结构,并使用Awick Z1200测试仪测试了样品的机械性能。测试结果表明:

<1>(1)随着奥氏体化温度的升高,淬火回火后60Si2MnA钢的强度先缓慢变化,然后明显下降,强度的拐点温度为1050°C,原始奥氏体晶粒尺寸发生变化。拐点温度为950℃。

(2)淬火和回火后,60Si2MnA钢的性能主要取决于原始奥氏体晶粒尺寸和珠光体板的间距。强度受原奥氏体晶粒的影响很大,而塑性主要与原奥氏体晶粒有关。粒度与珠光体片材的尺寸有关。

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