鐵路提速貨車螺旋彈簧余熱淬火組織和性能研究.pdf

1、螺旋壓縮彈簧是鐵路貨車的重要部件，對(duì)整個(gè)車輛起著減震和支撐作用，為了適應(yīng)提速、重載的要求，對(duì)其性能提出了更高的要求。彈簧的熱處理工藝決定其最終使用性能，卷制余熱淬火工藝具有節(jié)約能耗、作業(yè)面積小、生產(chǎn)率高以及細(xì)化晶粒、氧化脫碳少、具有高溫形變強(qiáng)化等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家較多采用該工藝生產(chǎn)彈簧，我國(guó)在貨車提速后由于技術(shù)條件和彈簧鋼材質(zhì)發(fā)生了變化，余熱淬火工藝能否滿足新的要求，還沒(méi)有人研究。 該文以同一批彈簧鋼為試驗(yàn)材料，采用卷制余熱

2、淬火和重新加熱淬火兩種熱處理工藝制成貨車螺旋外圓彈簧和內(nèi)圓彈簧，首先采用光學(xué)顯微鏡、透射電鏡及掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行了金相組織分析，結(jié)果表明：外圓彈簧卷制余熱淬火組織與重新加熱淬火組織相比馬氏體更細(xì)小，表面無(wú)脫碳層，但組織中存在部分針狀貝氏體，組織不夠均勻；外圓彈簧卷制余熱淬火回火組織與重新加熱淬火回火組織相比，滲碳體分布不均勻，顆粒大小也不一致；卷制余熱淬火內(nèi)圓彈簧鋼組織與重新加熱淬火內(nèi)圓彈簧鋼組織相同，但卷制余熱淬火內(nèi)圓彈簧鋼組織更細(xì)小、

3、分布更均勻；彈簧碾尖部位組織與彈簧其它部位組織不同，存在淬火屈氏體組織。 然后，對(duì)不同熱處理的螺旋彈簧進(jìn)行了硬度、拉伸、疲勞等性能試驗(yàn)，結(jié)果表明：彈簧卷制余熱淬火與重新加熱淬火的硬度差較大，淬火工藝使外圓彈簧的硬度分布不均勻，碾尖部位硬度高于圓柱部位，心部硬度低于邊緣，余熱淬火彈簧的硬度不均勻性更明顯，不同淬火工藝的內(nèi)圓彈簧圓柱部分硬度幾乎沒(méi)有差別，碾尖部位的硬度差很大，余熱淬火彈簧碾尖部位的硬度明顯低于重新加熱淬火碾尖部位的硬

4、度；回火處理不僅可減小卷制余熱淬火彈簧與重新加熱淬火彈簧的硬度差，還可消除淬火引起的彈簧硬度分布不均勻現(xiàn)象；卷制余熱彈簧試樣的σb、δ及ψ都略低于重新加熱淬火+回火試樣，差別不明顯；卷制余熱淬火+回火試樣與重新加熱淬火+回火試樣的疲勞性能大體相同，沒(méi)有顯著差異；兩種淬火工藝生產(chǎn)的彈簧實(shí)物疲勞壽命均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；對(duì)已裝車運(yùn)用的7200件卷制余熱淬火彈簧進(jìn)行運(yùn)用考驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足目前鐵路貨車提速的需要，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，可以在提速貨