【摘要】：作為一種高性能合金彈簧鋼,60Si2Cr鋼廣泛用于汽車制造、鐵路機(jī)械等領(lǐng)域的板簧、卷簧、螺旋彈簧等重要零部件。采用傳統(tǒng)的處理工藝(即淬火加中溫回火處理)后彈簧鋼仍存在強(qiáng)度較低、韌性較差等問題,因而難以滿足愈加苛刻的實(shí)際工況需要。為了進(jìn)一步提高60Si2Cr彈簧鋼的綜合力學(xué)性能,本文提出氣體滲氮結(jié)合低溫貝氏體化處理新工藝,利用元素Si對(duì)碳化物析出的抑制作用,獲得相當(dāng)數(shù)量的含氮低溫貝氏體,從而提高60Si2Cr彈簧鋼整體的塑韌性,取得如下主要研究結(jié)果:分別采用了低溫氣體滲氮和固溶滲氮兩種方式,結(jié)合低溫貝氏體化工藝對(duì)60Si2Cr鋼進(jìn)行了處理獲得了足夠數(shù)量的含氮低溫貝氏體,對(duì)比分析了這兩種滲氮方式對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼低溫貝氏體組織轉(zhuǎn)變及力學(xué)性能的影響。討論了在低溫快速氣體滲氮工藝中介質(zhì)壓力對(duì)滲氮后60Si2Cr彈簧鋼性能的影響機(jī)制,最終確定在520℃、加壓0.4MPa及氮化7h條件下滲氮能得到最大滲層厚度(約200μm)和最佳力學(xué)性能,表層硬度可以達(dá)到600HV,極大提高了60Si2Cr彈簧鋼力學(xué)性能。采用膨脹法確定了60Si2Cr鋼低溫貝氏體轉(zhuǎn)變溫度為265℃-275℃,發(fā)現(xiàn)將低溫快速氣體滲氮與低溫貝氏體處理工藝結(jié)合處理后,該鋼的塑韌性較傳統(tǒng)工藝提高了26%-50%,對(duì)于改善60Si2Cr鋼的生產(chǎn)工藝有深遠(yuǎn)意義。其中,經(jīng)過滲氮與低溫貝氏體工藝結(jié)合處理后,維氏硬度高于工業(yè)用鋼30HV-60HV,沖擊韌性提高了15%,延伸率提高了50%以上,強(qiáng)塑積提高了將近一倍,可以看出,將氣體滲氮與低溫貝氏體化處理工藝相結(jié)合,極大地提高了60Si2Cr彈簧鋼綜合力學(xué)性能。固溶滲氮可以達(dá)到低溫氣體滲氮10倍以上的滲層厚度,固溶滲氮結(jié)合低溫貝氏體化處理工藝可以大幅提高60Si2Cr鋼的塑性,但是長時(shí)間高溫保溫帶來的脫碳也會(huì)不可避免的導(dǎo)致硬度和強(qiáng)度降低。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG142.1;TG156.82
【圖文】：

試驗(yàn)材料試驗(yàn)所用 60Si2Cr 材料是委托石家莊鋼鐵廠專門研制的的規(guī)格為Ф30 的熱軋態(tài)。通過金相觀察可以看出其原始組織為退火后的珠光體和鐵素體的混合組織，學(xué)成分如表 2-1 所示。表 2-1 60Si2Cr 彈簧鋼的化學(xué)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滲氮方法及設(shè)備1 增壓氣體滲氮設(shè)備本文采用了一種雙壓平衡結(jié)構(gòu)的氣體滲氮爐，設(shè)備簡圖如圖 2-1 所示。

32r，保證內(nèi)外爐膽間的爐壁層承受的氣壓內(nèi)外平衡，這樣就大范圍調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)高壓氣體滲氮。體滲氮工藝要用到了兩種氣體滲氮工藝：低溫快速氣體滲氮和固溶滲氮?dú)怏w滲氮工藝在 520℃，加壓 0.1MPa-0.4MPa 的 NH3氛圍中溶滲氮工藝在 1100℃，加壓 0.2MPa 的 N2氛圍中滲氮，滲法與設(shè)備r 鋼相變點(diǎn)的測(cè)定ble 3500 型熱模擬試驗(yàn)機(jī)測(cè)繪 60Si2Cr 鋼的熱膨脹曲線。實(shí)鋼切成Φ6×120 mm 的圓棒并進(jìn)行打磨備用。膨脹曲線測(cè)量

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2734624