中碳27SiMn弹簧用板材开发

文章介绍了弹簧钢板27SiMn新产品生产工艺流程及相关的工艺参数。通过合理的轧后冷却参数设定,得到了产品需要的组织,该组织保证了产品的力学性能。用户使用情况表明,充分利用包钢现有的装备,采用合理的工艺参数,在原料及铁水都满足要求的情况下,生产出的27SiMn弹簧钢板性能良好,其抗拉强度不小于800 MPa,延伸率不小于19%。此外,加热炉的气氛对含硅中碳钢的表面脱碳层有重要影响,还原性气氛和加热炉内微正压操作使27SiMn弹簧钢板表面脱碳层只有国标GB/T 1222—2016要求的24%。

淬火工艺对27SiMn钢组织和性能的影响

研究了淬火工艺对27SiMn钢组织和力学性能的影响。实验表明，830-930℃温度范围内“零保温”淬火，随淬火温度升高，27SiMn钢的强度、硬度增加；高于930℃后，强度、硬度逐步下降。该钢“零保温”淬火得到细小的板条状马氏体组织，其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳分布不均匀有关。采用（910±10）℃淬火、（630±10）℃回火的“零保温”调质工艺处理的27SiMn钢缸体，力学性能完全满足技术要求。

27SiMn钢奥氏体连续冷却转变曲线

用Formast-F全自动相变仪测定了27SiMn钢的临界点Ac1、Ac3和在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了27SiMn钢连续冷却过程中过冷奥氏体转变过程及转变产物的组织形态。结果表明:随着冷却速度的提高,显微硬度逐渐提高。

BOF-LF-CC工艺生产27SiMn钢洁净度研究

通过对国内某钢厂BOF-LF-CC工艺生产的27SiMn管坯钢的洁净度进行全流程系统取样、综合分析,结果表明:经过LF精炼后,钢中显微夹杂物的数量由35.0个/mm2降到8.4个/mm2,中间包处理过程中全氧和夹杂物含量都有明显上升,铸坯中T[O]含量基本稳定在(24～30)×10-6,铸坯大型夹杂物为0.487 mg/kg。针对现有生产工艺中影响铸坯洁净度的主要因素:中间包烧氧开浇及不稳定浇注造成的二次氧化及结晶器卷渣等,提出相应的工艺改进措施。

铸态27SiMn钢热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1000~1150℃条件下对铸态27Si Mn钢进行等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律,建立了铸态27Si Mn钢热变形时的本构方程和热加工图。结果表明,铸态27Si Mn钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高;变形激活能为Q=369.0 k J/mol;热变形失稳区域集中在变形温度1000~1060℃、应变速率为1~10 s-1的区域内;最优热加工条件为变形温度1130~1150℃,应变速率4~10 s-1的区域,此时表现为典型的动态再结晶,对应的峰值效率达到35%。

27SiMn钢强韧化的研究

研究采矿支护设备专用钢—27SiMn的强韧化工艺和机械性能。结果表明,27SiMn钢经亚温淬火后,能充分发挥材料强韧化潜力,减轻构件重量(15～20%),降低井下工人劳动强度,具有显著经济效益。采用该工艺生产的单件液压支柱,已通过实验室试验,并投入生产试验。

27SiMn钢空洞型缺陷和组织的演变规律

利用实验室轧制实验研究了不同变形温度和变形量条件下27Si Mn钢空洞型缺陷和组织的演变规律,采用一元非线性函数拟合了空洞平均直径与变形量间的关系,分析了变形温度和变形量对空洞平均直径和组织的影响,利用固态相变热力学和动力学基本原理探讨了变形温度和变形量对组织的影响机理,结果表明：影响空洞闭合的主要变形参数为变形量,变形量与空洞平均直径较好的符合D=9.29＋210.08e-ε/11.78函数关系,随变形温度降低和变形量增加,点链状晶界铁素体（GBF）数量减少而等轴状铁素体数量增加,铁素体体积分数有所提高,组织整体细化,相变驱动力的提高和形核率的增加及其对铁素体相变的诱导作用可很好的解释组织的演变规律,为实现空洞型缺陷和组织均质化集成控制,适宜的变形温度在950℃左右,变形量30%～40%。

27SiMn钢临界温度淬火高温回火后的力学性能

对 2 7SiMn钢在临界温度淬火后高温回火工艺进行了研究 ,并对其力学性能进行了分析。结果表明 ,2 7SiMn钢在 870℃临界温度加热淬火高温回火后 ,可得到满足使用要求的力学性能 ,而且可降低能耗 ,提高加热炉的使用寿命 。

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。

27SiMn在矿井褐煤环境中的电化学行为

研究了 2 7SiMn在煤矿井下褐煤环境中的电化学腐蚀行为 ,结果表明 ,矿井水为中性溶液 ,与褐煤混合后混合物呈酸性 ,这一酸性介质加速了 2

零保温淬火条件下回火对27SiMn钢硬度的影响

采用正交回归设计实验方法,研究了零保温淬火条件下回火温度和保温时间对27SiMn钢硬度的影响规律,建立了硬度回归方程。结果表明,回火温度越高,保温时间越长,27SiMn钢硬度越低。

温度和变形量对27SiMn钢组织影响的热模拟研究

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了煤机用钢27SiMn（／％：0．27C，1．20Si，1．25Mn，0．015Mo，0．021Ti）热轧中190mm棒材的变形量（10％～50％）和温度（850—1000℃）对钢中珠光体、铁素体尺寸和比例的影响。结果表明，随变形量和变形温度的增加，钢中晶粒尺寸减小，尺寸均匀度增加；当27SiMn钢在950℃进行30％形变时，珠光体晶粒尺寸为18—42μm，平均尺寸为28μm，珠光体占54％。

铸态27SiMn钢热成形本构方程的建立

利用热模拟试验机对铸态27SiMn钢在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1 000~1 150℃条件下的热成形流变应力行为进行了等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律。通过线性回归分析计算出铸态27SiMn钢的应变硬化指数n,变形激活能Q,获得了铸态27SiMn钢的热成形流变应力本构方程。

基于正交试验法的27SiMn钢车削力研究

为了研究难加工材料27SiMn钢的切削规律,采用硬质合金车刀,利用正交法对27SiMn钢进行切削实验,得到切削参数在一定范围内（切削深度：0.3-0.8mm,进给量：0.08-0.2mm/r,转速：200-400r/min）与3个方向切削力的关系,结合线性回归方法得到三向切削力的经验模型。实验结果表明,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度影响较小。切削深度和进给量对切削力的影响均是正相关,转速大于320r/min时,切削力随着切削速度的增大而减小。显著性检验结果表明切削力经验公式高度显著。

矿用27SiMn钢等温热处理工艺分析

27SiMn钢是我国自主研发的低合金结构钢,作为矿用支护设备专用钢,其具有优良的强韧性能和力学性能。对27SiMn钢进行不同的等温热处理工艺,对所获得的材料进行微观组织观察和微观硬度测量,并分析其组织和性能。结果表明:450℃等温温度下材料的组织主要为铁素体+珠光体,显微硬度约为202.6HV;410℃等温温度下材料的组织主要为粒状贝氏体+珠光体,显微硬度约为283.1HV;370℃和330℃等温温度下材料的组织主要为贝氏体和板条马氏体组织,显微硬度约为273.8和262.9HV。

25Mn和27SiMn材料焊接性对比研究

根据焊接理论对25Mn和27SiMn的碳当量、冷裂纹指数、热裂纹指数、再热裂纹指数以及层状撕裂敏感指数等焊接性进行了充分的分析对比。针对2种材料拟定了焊接方法,利用该方法对材料进行了焊接评定比较试验,结果表明采用合理的焊接工艺方案,能使焊接合格率达100%。

27SiMn钢与45钢的焊接性能试验

液压缸和柱常用27SiMn钢,缸底、耳环、油口管接头等常用45钢。液压油缸的缸体与缸头、缸体与缸底端面间,缸体与耳环、耳环与铰轴间,缸体与油口接头等均需要焊接组装,而27SiMn钢与45钢的焊装属异种钢焊接。为获得良好的焊接接头,采用CO_2气体保护焊、低氢低碳合金焊材,精选焊接工艺参数、焊前预热、焊后缓冷的焊接工艺。对焊后试件进行试验及工艺评定,无气孔、无裂纹、未熔合、未焊透等缺陷,进行拉伸和弯曲试验,其力学性能合格。结果表明:采用合理的焊接工艺,异种钢27SiMn与45的焊接性能优良,完全满足液压油缸的工作要求。

27SiMn与无烟煤在矿井水中的接触腐蚀

研究了 2 7SiMn与无烟煤在矿井水中的接触腐蚀性能 ,结果表明 ,矿井水为近中性溶液 ,无烟煤促进了阴极氧化 ,加速了 2

考虑相差异的煤矿液压支柱缸体用27SiMn钢组织性能预测

利用JMatPro软件模拟了液压支柱缸体用27SiMn钢凝固和冷却过程的组织与性能。计算时，考虑不同相的组织性能差异，得到室温至熔化温度区间合金中主要相的热物理性能参数和部分力学性能参数，以及27SiMn钢冷却过程的CCT曲线。结果表明：27SiMn钢奥氏体转变温度区间为716-838℃；在900-1453℃，存在MNS相；在1414-1468℃．奥氏体含量开始减小，高温铁素体相增大。当温度低于731．64℃时，有渗碳体析出；当温度低于380℃时，有M7C3形成，室温平衡组织为铁素体＋渗碳体＋M3P＋M7C3。

27SiMn钢的亚温淬火工艺研究

对27SiMn钢进行820℃亚温淬火+高温回火的工艺研究,并对其显微组织和力学性能进行了分析。结果表明:27SiMn钢经820℃亚温淬火+高温回火的力学性能基本上达到了常规调质处理的水平,可满足矿用液压支柱的缸体的使用性能要求,而且可降低能耗,延长加热炉的使用寿命,有一定的应用推广价值。