不同淬火速度對(duì)60Si2CrVAT彈簧鋼微觀組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、60Si2CrVAT是我國(guó)提速列車轉(zhuǎn)向架彈簧的專用彈簧鋼，未來(lái)將向著輕量化、高強(qiáng)度化和高壽命化的趨勢(shì)不斷發(fā)展。如何提高該彈簧鋼的力學(xué)性能及使用壽命，一直以來(lái)都是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本文主要通過采用具有不同冷卻性能的淬火介質(zhì)和利用能精確控制淬火過程中冷卻速度的DIL805A/D熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)60Si2CrVAT彈簧鋼進(jìn)行熱處理試驗(yàn)，研究了不同淬火速度條件下該彈簧鋼力學(xué)性能的變化規(guī)律。并借助光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、背散射電子衍射

2、（EBSD）、透射電鏡（TEM）等技術(shù)手段，觀察和分析了不同淬火速度對(duì)彈簧鋼微觀組織結(jié)構(gòu)中馬氏體亞結(jié)構(gòu)形態(tài)、尺寸，碳化物析出情況的影響。本文的研究結(jié)果表明：
　　60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)不同濃度PAG和15＃機(jī)械油淬火，440℃和480℃回火后，強(qiáng)度和塑性均隨淬火介質(zhì)冷卻速度的降低表現(xiàn)出先提高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)采用冷卻速度適中的13％PAG作為淬火介質(zhì)，可以使該彈簧鋼獲得最佳的綜合力學(xué)性能。經(jīng)440℃回火后，其微觀組織中馬氏體板

3、條寬度隨淬火介質(zhì)冷卻速度的降低而增加，這是由于淬火速度降低引起馬氏體亞結(jié)構(gòu)粗化及馬氏體板條發(fā)生合并、回復(fù)共同作用的結(jié)果。隨著淬火介質(zhì)冷卻速度的降低，細(xì)小碳化物沿馬氏體板條邊界析出的傾向越大。另外，與傳統(tǒng)油淬相比，采用冷速相對(duì)較快的13%PAG淬火介質(zhì)淬火后，更能提高該彈簧鋼的疲勞性能，其疲勞極限提高了近70MPa。
　　在淬火過程中的高溫區(qū)（900℃~300℃），淬火速度從10℃/s增加800℃/s的過程中，強(qiáng)度和硬度先提高后降低

4、再提高，塑性呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)淬火速度為200℃/s時(shí)，其強(qiáng)度和塑性均達(dá)到最大值，這與該淬火速度下得到了最薄的納米孿晶片層結(jié)構(gòu)有關(guān)。此外馬氏體塊、板條的寬度都隨淬火速度的增加而變窄，說明在高溫區(qū)淬火速度主要影響馬氏體亞結(jié)構(gòu)尺寸。在低溫區(qū)（300℃~室溫），隨著淬火速度從0.5℃/s提高到100℃/s，強(qiáng)度和硬度單調(diào)提高，塑性變化規(guī)律復(fù)雜，但在1℃/s時(shí)的塑性最好。淬火速度為0.1℃/s時(shí)有大量細(xì)小碳化物沿著馬氏體塊、板條邊界析出。