60Si2MnA钢弹簧疲劳断裂原因分析

采用直径为4 mm、经油淬和回火的盘条制作的60Si2MnA钢弹簧,在疲劳试验早期断裂。检测了盘条的化学成分和拉伸性能,并对断裂的弹簧进行了断口分析和金相检验。结果表明:盘条的化学成分和拉伸性能均符合要求,但弹簧表面有细微裂纹、机械损伤和脱碳层等缺陷以及马氏体,导致疲劳性能降低从而在疲劳试验时过早断裂。

60Si2MnA弹簧钢板开发

文章介绍了弹簧钢板60Si2MnA的生产工艺流程以及相应的工艺参数,并且通过相应的冷却工艺(4~9℃/s)控制,可以得到产品需要的组织,该组织保证了产品的力学性能。结果表明,以包钢现有的装备及工艺,在合适的铁水条件及其他原料条件下,选择恰当的工艺参数,可以生产出抗拉强度不低于1050 MPa、延伸率不小于13%的60Si2MnA弹簧钢板。另外,通过控制加热炉的气氛,使高碳钢60Si2MnA钢表面脱碳层厚度控制较好,仅为国标GB/T 1222—2016要求的18%。

控轧控冷工艺参数对60Si2MnA线材中珠光体形态的影响

研究了60Si2MnA线材控轧控冷工艺参数对所析出的珠光体的影响.结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,珠光体平均片层间距主要取决于吐丝到集卷过程的冷却,这一过程冷速越快,珠光体平均片层间距越小;珠光体平均片层间距随着吐丝温度或终轧温度的升高呈下降的趋势;终轧后快冷容易出现退化珠光体,并巨其含量随相变区冷速的加快而明显增多;较低的终轧温度使珠光体球团直径明显减小.

轧制工艺参数对60Si2MnA钢静态再结晶影响的数值模拟

利用有限元软件MARC AutoForge3 1并采用二维热力耦合的刚塑性有限元法,研究了轧制工艺参数对60Si2MnA弹簧钢静态再结晶的影响。模拟时考虑了工件与轧辊之间的接触热传导、工件的辐射对流散热以及工件的变形热,并对该热力过程进行了耦合计算,得到了在多种工艺条件下静态再结晶的规律以及静态再结晶量在变形截面上的分布情况。

高品质60Si2MnA弹簧钢的热处理工艺优化

进行了60Si2MnA弹簧钢的奥氏体粗化温度和热处理正交试验,模拟了余热淬火工艺,并确定了最佳热处理工艺。试验结果表明,采用950℃保温20min,随后冷至880℃出炉进行油淬,在400℃回火90min,其综合力学性能最佳,Rm=1810MPa,Rp0·2=1640MPa,A=6·9%,Z=29·1%,AK=19·2J,硬度54·3HRC,均显著超过高品质60Si2MnA弹簧钢的性能指标。将试验得出的余热淬火热处理优化工艺应用于铁道部I型60Si2MnA钢弹条的卷制余热淬火,其各项性能指标均能满足目前高速铁路用弹簧的技术要求。

超低氧钢20CrMOH和60Si2MnA中TiN夹杂的控制

研究了超低氧(10×10^(-6))钢20CrMoH和60Si2MnA转炉终点[C]和LF渣(TiO_2)对转炉终点[Ti]和LF精炼过程△[Ti]的影响,以及[S]、[N]对TiN生成的影响。结果表明,试验钢TiN夹杂有两类:(1)单独TiN;(2)CaS为核心的复合TiN。20CrMoH钢中TiN夹杂较少,60Si2MnA钢中TiN占夹杂总量的50%～60%。随铸坯中S含量的增加,TiN夹杂含量增加;当[Ti]为(69～80)×10^(-6),[N]、[S]分别从(60～74)×10^(-6)和(30～35)×10^(-6)降至(27～35)×10^(-6)和(14～20)×10^(-6)时,TiN个数从4.4～6.1个/cm^2降低到0.4～1.1个/cm^2;当[S]≤0.002%,钢中无CaS-TiN复合夹杂析出。

油温对60Si2MnA钢淬火性能的影响

研究了普通淬火油油温变化对60Si2Mn A钢淬透深度、拉伸性能和变形的影响。结果表明,油温在30℃时钢的淬透深度最大,50℃时钢的抗拉强度和淬火变形达到最大值,然后随油温升高而减小。

60Si2MnA钢弹簧压力试验断裂原因分析

某60Si2MnA钢弹簧在压力试验过程中发生断裂失效,采用断口宏微观分析、扫描电镜及能谱分析、金相分析等方法对其断裂原因进行了分析。结果表明:弹簧表面存在较多的酸洗腐蚀坑,在压力试验过程中成为应力集中点,于腐蚀坑底萌生微裂纹,微裂纹不断扩展最终导致弹簧断裂失效。最后根据弹簧断裂原因提出了改进建议。

高速铁路用弹簧钢60Si2MnA洁净度分析

介绍了采用转炉→LF+VD→CC生产弹簧钢60Si2MnA的冶炼工艺;通过现场取过程样,实验室分析,确定了此工艺生产的弹簧钢夹杂物水平和夹杂物转变过程,钢液中的氧化物在精炼过程中由简单类型转变为多元复合夹杂物MgO-Al2O3-CaO-SiO2,部分夹杂物中含有CaS;对轧材进行夹杂物评级和低倍评级,检测轧材质量水平。通过旋转弯曲疲劳实验,分析疲劳试样断口夹杂物成分,确定引起疲劳断裂的夹杂物类型。

60Si2MnA弹簧钢盘条脱碳层控制工艺的优化

60Si2MnA弹簧钢φ9~φ12 mm盘条的生产流程为100 t BOF-LF-VD-150 mm×150 mm坯连铸-高速线材轧制工艺。讨论了脱碳机理和分析了脱碳的影响因素。通过适当降低二加热段温度,提高均热段温度,铸坯总加热时间由2.7 h降至1.5 h,控制加热炉内氧含量3%~5%,开轧和吐丝温度分别从（1 000±20）℃和（850±15）℃降至（950±20）℃和（820±20）℃,减少727℃以上温度的风冷时间等工艺措施,使60Si2MnA弹簧钢盘条的全脱碳层由0.072 mm降至0,总脱碳层由0.142 mm降至0.063 mm,弹簧的疲劳寿命由17.7万次提高到23.2万次。

乘用车60Si2MnA螺旋弹簧的断裂失效分析

某乘用车60Si2MnA螺旋弹簧在使用过程中出现了断裂,对此进行了失效分析。结果表明:螺旋弹簧的材料成分、硬度均符合相关技术要求;利用扫描电镜对断口进行分析,裂纹起源于次表层位置,且没有夹杂物;对显微组织进行分析,弹簧表面存在约0.38 mm的脱碳层。由于脱碳层的硬度较低,在受到外力作用时容易引起塑性变形,这是导致弹簧断裂的主要原因。对弹簧的热处理工艺进行了改进,避免了显微组织的脱碳,有效解决了螺旋弹簧的断裂问题。

冷拔60Si2MnA弹簧钢制簧过程的断裂分析

φ11.8mm冷拔60Si2MnA弹簧钢(/%:0.58C,1.77Si,0.79Mn,0.15Cr,0.015P,0.005S)的生产流程为80 t LD-LF-VD-热轧至中12 mm盘条-冷拔工艺。对卷簧时断裂弹簧进行金相、力学、组织分析表明,热轧材表面质量和冷拔后弹簧钢的力学性能良好,钢中存在20μm以上大颗粒非金属夹杂和冷拉过程产生的表面划痕是卷簧时弹簧断裂的诱因;控制钢中大颗粒夹杂物产生和改善冷拔润滑避免拔制过程产生深的划痕,可防止断裂发生。

0Cr17Ni14Cu4Nb和60Si2MnA钢实际晶粒度的显示和评定方法

对不同热处理状态下的60Si2MnA钢和0Cr17Ni14Cu4Nb钢试样进行了试验和摸索,获得了这两种材料在常规热处理状态下的实际晶粒度的显示方法,即60Si2MnA钢用饱和苦味酸+3%～5%洗涤剂+新洁尔灭水溶液侵蚀;0Cr17Ni14CuNb钢用高锰酸钾(0.5～1g)+硫酸(8～12ml)+水(90～115ml)热蚀.晶粒显现清晰,解决了60Si2MnA钢和0Cr17Ni14Cu4Nb钢晶界显示和晶粒度评定的难题.

60Si2MnA钢片状弹簧热处理工艺改进

采用渗碳淬火或高频感应加热淬火,可以有效防止60Si2MnA钢片状弹簧表层脱碳,改善表层与心部组织差异及应力状态,使弹簧复位偏差控制在标准范围内。

汽车弹簧钢60Si2MnA热处理过程及力学性能研究

对汽车弹簧钢60Si2MnA的热处理过程和力学性能进行研究。实验结果表明,60Si2MnA弹簧钢的组织由铁素体和珠光体构成,经过热轧加工后粗化珠光体组织变得细小,形成平均粒径较大和分布不均匀的奥氏体晶粒。淬火后生成粗化马氏体,回火将淬火生成的粗化马氏体转化成索氏体。热处理过程中产生的奥氏体晶粒平均粒径和其分布状态的标准偏差与其微观组织层间间距线性相关,微观组织的层间间距对钢的力学性能包括极限抗拉强度、屈服强度、伸长率及断面收缩率等都有影响,当层间间距为200～300 nm时,具有很好的结合强度和塑性,力学性能最佳。

60Si2MnA弹簧钢热轧盘条脱碳层控制工艺研究

为有效控制高铁扣件用60Si2MnA弹簧钢的脱碳,在轧制方坯经过修磨,优化加热炉内各加热段工艺步序、加热温度和控轧控冷工艺的条件下,研究加热炉内时间和方坯涂层,分析不同时间和涂层影响下的脱碳行为。结果表明:加热时间控制在110min以内,60Si2MnA弹簧钢的全脱碳层为0,总脱碳层在0.06mm以内,随着时间的延长,全脱碳和总脱碳深度呈逐渐增加趋势;方坯涂层对脱碳层的控制效果不明显。

汽车悬架系统弹簧钢60Si2MnA的断裂失效分析

用箱式电阻炉研究了不同加热温度和保温时间对弹簧钢60Si2Mn A脱碳层深度的影响。结果表明:随着加热温度和保温时间的增加,脱碳层深度增加,加热温度1 000℃时,脱碳层最大,而随保温时间的增加脱碳层增加速率变缓。调质处理后试样的疲劳试验结果表明,复合夹杂物和脱碳层的存在导致了试样断裂失效。

FEM Simulation of Effect of Process Parameters on Static Recrystallization in 60SiMnA Spring Steel

Two-dimensional rigid-plastic finite element method (FEM) was used for simulation of the effect of process parameterson the static recrystallization of 60SiMnA spring steel using MARC/AutoForge 3.1 software. A thermo-mechanicalcoupled analysis was conducted considering the heat transfer between the workpiece, the roll and the environment,and the heat generation due to plastic work. The static recrystallization laws under different processing conditionsand the predicted distribution of the static recrystallization volume fraction on the deformation cross section arepresented.

弹簧钢60Si2MnA表面脱碳规律研究

研究了加热温度、加热时间对弹簧钢60Si2Mn A脱碳厚度的影响,分析了脱碳组织形貌演化规律,运用菲克第二定律讨论了脱碳厚度与加热温度、保温时间的关系。结果表明:加热温度在低于650℃以下,60Si2Mn A是不发生脱碳的;当加热温度达到700℃以上,脱碳层厚度随着加热温度的升高和保温时间的延长而逐渐增加的;加热温度在700~900℃之间,可以形成明显的全脱碳层,且随着保温时间延长,全脱碳层厚度是逐渐增加的,全脱碳层厚度随着温度的升高是先增大后减小。加热温度为800℃时,全脱碳层厚度达到最大值。

提高汽车稳定杆用钢60Si2MnA疲劳寿命的工艺实践

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪分析汽车稳定杆用钢60Si2MnA(/%:0.56C,1.74Si,0.74Mn,0.011P,0.007S,0.04Cr)疲劳寿命低的原因主要为表面脱碳层较深,表面存在裂纹,淬火组织中有较多铁素体。通过加0.22%Cr,增加连铸坯全修磨工序,150 mm×150 mm铸坯加热温度由1130~1 150℃降至1 080~1 100℃等工艺措施显著降低了淬火后钢中铁素体含量,钢材表面无裂纹缺陷,φ18 mm棒材总脱碳层深度由原128μm降至87.5μm,使该钢的疲劳寿命由6~10万次提高至20~25万次,满足了设计要求。