[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度耐腐蝕彈簧鋼及其熱處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010114488.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111321279A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靈水;曹翁愷;范芳雄;孫永偉;陳亞濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽(yáng)雙瑞特種裝備有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/28
• 分類號(hào): C21D1/28;C21D1/18;C21D6/00;C21D9/00;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種高強(qiáng)度耐腐蝕彈簧鋼及其熱處理工藝，以質(zhì)量百分比計(jì)，其化學(xué)成分為:C:0.35~0.45%，Si:1.8~2%，Mn:0.2~0.4%，S:≤0.01%，P:≤0.01%，Cr:0.9~1.1%，Ni:0.6~0.8%，Cu:0.2~0.4%，Nb:0.03~0.05%，Ti:0.01~0.03%，B:0.001~0.005%，RE:0.02~0.04%，N:≤0.005%，H:≤0.0001%，O:≤0.002%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，通過(guò)正火回火進(jìn)行熱處理，較現(xiàn)有60Si2Mn彈簧鋼具備更為優(yōu)異的耐大氣腐蝕性能、抑制腐蝕坑形成的能力和抗氫致延遲斷裂能力，可在含氯離子的大氣環(huán)境下替代現(xiàn)有60Si2Mn彈簧鋼，提升裝置運(yùn)行的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金鋼領(lǐng)域，具體說(shuō)的是一種高強(qiáng)度耐腐蝕彈簧鋼及其熱處理工藝。

背景技術(shù)

60Si2Mn是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的彈簧鋼，如汽車、鐵路車輛用板簧、螺旋彈簧，以及鋼軌用扣件彈條等，其用量占彈簧鋼總量的50％以上。但60Si2Mn彈簧鋼耐大氣腐蝕性能較差，在潮濕環(huán)境、北方冬季撒鹽融雪等氯離子存在的條件下，易產(chǎn)生腐蝕坑，形成應(yīng)力集中，降低疲勞強(qiáng)度；此外，腐蝕過(guò)程中氫的進(jìn)入，會(huì)導(dǎo)致氫致延遲開裂，致使零部件在遠(yuǎn)小于許用周期或載荷的條件下發(fā)生突然斷裂，給汽車、鐵路的安全運(yùn)行造成巨大隱患。

為解決該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)已開發(fā)出多種耐腐蝕彈簧鋼。專利一(200910011156.9)公開了一種耐大氣腐蝕的高速列車用彈簧鋼及熱處理工藝，合金成分為C:0.47～0.55％、Si:≤0.40％、Mn:0.70～1.10％、Cr:0.90～1.20％、V:0.10～0.25％、Cu:0.15～0.25％、Al:≤0.03％、S:≤0.015％、P:≤0.015％、O≤0.005％、N≤0.010％、其余為Fe。該專利通過(guò)降低C元素含量、添加Cu元素來(lái)提高彈簧鋼的耐大氣腐蝕能力，但該專利Si元素含量較低，其抗彈減性能較差。

專利二(200910263020.7)公開了一種40Si2MnCrNiMoVNbN彈簧鋼及其生產(chǎn)工藝，合金成分為C:0.39～0.45％、Si:1.6～1.9％、Mn:0.6～0.8％、Cr:0.35～0.5％、Ni:0.4～0.6％、Mo:0.15～0.25％、V:0.06～0.12％、Nb:0.015～0.025％、N:0.008～0.015％、S:≤0.0035％、P:≤0.0035％、其余為Fe。該專利通過(guò)降低C元素含量、添加Ni元素來(lái)抑制腐蝕坑的形成，通過(guò)添加V、Nb元素來(lái)提升氫致抗延遲斷裂能力。但因不含抗大氣腐蝕元素(如Cu元素)，其耐大氣腐蝕能力一般，且該合金的S、P元素含量要求很高，生產(chǎn)難度較大。

專利三(201210240788.4)公開了一種高速鐵路扣件用彈條用鋼及其冶煉生產(chǎn)方法，合金成分為C:0.4～0.52％、Si:1.8～2.1％、Mn:0.75～0.85％、Cr:0.6～0.8％、V:0.21～0.25％、Ti:0.02～0.05％、Cu:0.2～0.25％、RE:0.01～0.04％、Ca:0.0001～0.002％、Mg:0.00005～0.0015％、Al:0.002～0.03％、S:≤0.008％、P:≤0.015％、O:≤0.0012％、N:0.002～0.007％、其余為Fe。該專利通過(guò)降低C元素含量、添加Cu元素來(lái)提升彈簧鋼的耐大氣腐蝕能力，通過(guò)添加V、Ti、RE元素來(lái)提升氫致抗延遲斷裂能力，但不含抑制腐蝕坑生成的元素(如Ni元素)，其耐腐蝕疲勞能力一般。

專利四(201610265672.4)公開了一種高強(qiáng)度耐蝕彈簧鋼及其制造方法，合金成分為C:0.5～0.65％、Si:1.35～2.2％、Mn:0.55～1.55％、Cr:0.6～1.7％、Ni:0.2～1.2％、Cu:0.2～1.0％、V:0.05～0.2％、Nb:0.01～0.15％、Al:0.001～0.02％、N:0.002～0.008％、O:0.0007～0.006％、其余為Fe。該專利雖通過(guò)添加Ni元素來(lái)抑制腐蝕坑形成、Cu元素來(lái)提升耐大氣腐蝕能力，V、Nb元素來(lái)提升抗氫致延遲斷裂能力，但其C元素含量較高，會(huì)降低其耐大氣腐蝕性能。