[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的55Si2Mn合金鋼

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210188024.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102676935A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮斌
• 申請（專利權(quán)）人: 馮斌
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C21D1/20;C21D1/00;C21D6/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的55Si2Mn合金鋼。?

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背景技術(shù)

55Si2Mn合金彈簧鋼是應(yīng)用廣泛的硅錳彈簧鋼，強(qiáng)度、彈性和淬透性較55Si2Mn稍高。55Si2Mn鋼屬于硅錳系合金彈簧鋼，是在優(yōu)質(zhì)中碳鋼的基礎(chǔ)上提高硅、錳含量而成。硅的作用是提高鋼的硬度、強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和疲勞性能，同時增加鋼的回火穩(wěn)定性。錳的作用在于提高鋼的淬透性和耐磨性。由于具有良好的綜合力學(xué)性能和低廉的價格，55Si2Mn鋼得到了廣泛的應(yīng)用，在我國彈簧鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用比例接近60％。55Si2Mn合金彈簧鋼適于鐵道車輛、汽車拖拉機(jī)工業(yè)上制作承受較大負(fù)荷。55Si2Mn彈簧鋼的扁形彈簧或線徑在30mm以下的螺旋彈簧、板簧也適于制作工作溫度在250℃以下非腐蝕介質(zhì)中的耐熱彈簧以及承受交變負(fù)荷及在高應(yīng)力下工作的大型重要卷制彈簧。具體常用作汽車、拖拉機(jī)和機(jī)車上的減振板簧和螺旋彈簧、氣缸安全閥簧，還可用作250℃以下使用的耐熱彈簧。

常規(guī)的55Si2Mn合金彈簧鋼的化學(xué)成份為：碳?C?：0.52～0.6；硅?Si：1.50～2.00；錳?Mn：0.60～0.90；鉻?Cr：≤0.35；鎳?Ni：≤0.35；硫?S?：≤0.035；磷?P?：≤0.035；銅?Cu：≤0.25。現(xiàn)有的熱處理方式為：高溫淬火+低溫回火。常規(guī)晶相組織為回火屈氏體。55Si2Mn合金鋼硅和錳提高彈性強(qiáng)度和屈強(qiáng)比，提高淬透性，抗回火穩(wěn)定性和抗松弛穩(wěn)定性，過熱敏感性也較小，但脫碳傾向較大，尤其是硅與碳含量較高時，碳易于石墨化，使鋼變脆。而傳統(tǒng)的熱處理工藝不能兼顧高強(qiáng)度與良好塑韌性的要求：若降低回火溫度較低，則塑性較差、易發(fā)生低應(yīng)力脆斷；若提高回火溫度可改善塑性，但強(qiáng)度大幅下降。因此，傳統(tǒng)的熱處理制度雖然可以保證該類合金能夠滿足普通使用環(huán)境的服役條件，但塑性、韌性欠佳或強(qiáng)韌性匹配不足、氫脆與應(yīng)力腐蝕敏感性大等缺點(diǎn)，卻限制了該類合金鋼強(qiáng)韌性潛力的發(fā)揮。尤其是近年來汽車輕量化和高性能化的快速發(fā)展，迫切要求提高彈簧鋼的設(shè)計(jì)應(yīng)力。?

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有55Si2Mn的在滿足強(qiáng)度的同時塑韌性不足的問題，提供了一種改進(jìn)的55Si2Mn合金鋼。?

本發(fā)明的55Si2Mn合金鋼是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

一種改進(jìn)的55Si2Mn合金鋼，其特征在于：其包括以下重量份的組分

碳?C?：0.53～0.57；硅?Si：1.60～1.80；錳?Mn：0.70～0.90；鉻?Cr：0.90～1.10；鈦?Ti：0.10～0.12；稀土：0.20；

并且，其按照以下步驟制備得到：

1）按照鑄件成品的組分重量比配置原料：

2）選取在0.75?t中頻無芯感應(yīng)電爐中熔煉，先熔煉碳素鋼，鉻鐵隨料裝入，爐料熔清后，爐溫達(dá)到1580～1600℃加入硅鐵、錳鐵，料塊應(yīng)盡量小些，以50～60mm左右為宜；用鋁脫氧后出爐；

3）稀土合金、硼鐵破碎至10mm以下小顆粒，鈦鐵破碎至5?mm以下小顆粒，采用包內(nèi)沖入法進(jìn)行復(fù)核變質(zhì)處理；

4）將步驟3）得到的55Si2Mn鋼鑄件加熱至850-860℃，進(jìn)行奧氏體化處理，保溫時間為8-9.5分鐘；

5）然后在55Si2Mn鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行等溫淬火，淬火溫度為210-220℃，保溫時間為1-1.5分鐘；

6）將經(jīng)步驟5）處理后的55Si2Mn鋼在400-420℃的配分溫度下等溫配分熱處理6-7分鐘；

7）將步驟6）得到的鋼件淬火至室溫。

本發(fā)明選取的組分及相應(yīng)作用如下：

碳(C)?:與鑄鋼性能的關(guān)系非常密切,在其它合金元素固定的情況下,改變碳含量,其組織和性能會發(fā)生根本性的變化。

硅(Si)?:能增強(qiáng)鋼的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、但含量過高時,降低鋼的塑性和韌性。

錳(Mn)?:增加鋼的淬透性,強(qiáng)化基體,還能起到脫氧和脫硫的作用,但Mn?又是過熱敏感性元素,過量時增大回火脆性。

鉻(Cr)?:固溶強(qiáng)化、提高鋼的淬透性。

鈦(?Ti)?:細(xì)化晶粒,與硼、稀土等元素配合使用,可提高材料的硬度和耐磨性。

稀土?:可細(xì)化鑄態(tài)組織,改善碳化物和夾雜物的形態(tài)及分布,純凈鋼液,脫氧去氣,提高鋼的韌性。