影响弹簧钢质量的要素分析

《影响弹簧钢质量的要素分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１１年１２月钢铁研究Ｄｅｃ．２０１１·３０·第３９卷第６期ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＶｏｌ．３９Ｎｏ．６影响弹簧钢质量的要素分析武建民，任江涛（北京中冶设备研究设计总院有限公司，北京１０００２９）摘要：对影响弹簧钢质量的诸要素，如钢中酸溶铝（Ａｌｓ）、脱氧工艺、钢中夹杂物和热处理脱碳层的形成及控制要素等进行了分析，得出以下结论：钢中酸溶铝量值是控制钢水质量的基础数据；从钢水精炼前到铸坯，夹杂物中Ａｌ２Ｏ３的质量分数减少７０％左右，微观夹杂物的数量减少４３％；弹簧钢设计中加入Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等合金元素，可与Ｃ形成稳定的碳化物，减

2、少脱碳层深度；尽可能减小热加工或热处理时间及温度，可减小脱碳层深度。关键词：弹簧钢；质量；夹杂物；脱碳层中图分类号：ＴＧ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１００１－１４４７（２０１１）０６－００３０－０５ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌＷＵＪｉａｎ－ｍｉｎ，ＲＥＮＪｉａｎｇ－ｔａｏ（ＢｅｉｊｉｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｔｄ．ｏｆＭＣＣＧｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒ

3、ａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｙｉｎｃｌｕｄｅ：Ａｌｓｉｎｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌ，ｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｎｄｄｅｃａｒｂｕｒｉｚｅｄｌａｙｅｒ．Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎ：ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＡｌｓｉｎｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓａｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｅｅｌｑｕａｌｉｔｙ；Ｆｒｏｍｍｏ

4、ｌｔｅｎｓｔｅｅｌｒｅｆｉｎｉｎｇｔｏｂｉｌｌｅｔｃａｓｔｉｎｇ，Ａｌ２Ｏ３ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙａｂｏｕｔ７０％ａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ４３％；ＡｄｄｉｎｇａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓＣｒ，Ｍｏ，Ｖｉｎｔｏｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌｃａｎｆｏｒｍｓｔａｂｌｅｃａｒｂｉｄｅｓｗｉｔｈｃａｒｂｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎｌａｙｅｒ；Ｒｅｄｕｃｉｎｇｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｈｏｔｗｏ

5、ｒｋｉｎｇ，ｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎｌａｙｅｒｃａｎｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌ；ｑｕａｌｉｔｙ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚｅｄｌａｙｅｒ弹簧钢是重要的基础零件材料之一，作为结弹簧钢质量的要素分析显得十分重要。构材料广泛应用于机械、航空、汽车、铁路车辆、轨１影响弹簧钢质量的要素道扣件、拖拉机等。弹簧钢品种繁多，常用的有十几个牌号，目前国内以６０Ｓｉ２ＭｎＡ、５１６０Ｈ（美国钢１．１钢中酸溶铝（Ａｌｓ）号）、５０ＣｒＶＡ、５５ＳｉＭｎＶＢ、６０ＣｒＭｎ等为主要钢较高比例

6、的钢种均采用铝或含铝的复合脱氧种。汽车和铁路２大行业需求的弹簧钢材占总量剂脱氧，产生Ａｌ２Ｏ３或含有Ａｌ２Ｏ３的各种夹杂物，的９０％以上。弹簧钢向高性能化方向发展，如一部分铝则溶入金属母液中。随着温度的变化近几年汽车轻量化和铁路的不断提速，悬挂弹簧（冷却），一部分溶入金属母液中的铝和氮结合生的设计应力不断提高，这要求弹簧具有疲劳和抗成ＡｌＮ，成弥散型，保留在固溶体（奥氏体、铁素弹减的优良性能。弹簧在使用中需要承受多种形体）中。钢中酸溶铝Ａｌｓ即是固溶体中的铝和式的应力，包括突然的过载，对弹簧钢的力学性ＡｌＮ。［１］能、疲劳性能等有非常严格的要

7、求。为此影响在弹簧钢生产工艺流程中：ＢＯＦ或ＥＡＦ—作者简介：武建民（１９６０－），男，高级工程师，主要从事炼钢技术研究．第６期武建民，等：影响弹簧钢质量的要素分析·３１·ＬＦ—ＶＤ（或ＲＨ）—ＣＣ，由于每个工艺位置生产ＶＤ（或ＲＨ）真空处理可较大幅度增加钢中［４］工艺条件不同，钢中酸溶铝Ａｌｓ量值不同，钢中全酸溶铝，见图３，是因为在一定真空度条件下，氧不同，两者体现出钢中夹杂物的化学构成、形态炉衬中的Ａｌ２Ｏ３被钢液中的碳还原，使钢液增［６］和数量不同，为此，在工艺过程中，酸溶铝Ａｌｓ量铝。值是控制钢水质量的基础数据，是钢水洁净程度［２］的

8、一个重要指标。文献研究指出，适度控制酸溶铝量值，高碳钢中夹杂物的含量最少，见图１。由图可见，钢中酸溶铝Ａｌｓ过高或过低，都会引起夹杂物总量的增加。当ｗ（Ａｌｓ）小于