深冷处理对50CrVA板簧钢冲击韧性和硬度的影响

工程专用自卸车钢板弹簧工况恶劣,经常发生断裂和磨损等失效,更换频繁增加用户使用成本。针对这一现状,在50CrVA板簧钢常规回火工艺前进行深冷处理。对不同处理工艺的冲击试件设计了正交试验方案,采用极差分析获得较优工艺组,再从中选出3组进行洛氏硬度检测。对冲击试件断口进行观测,分析其断裂机理,并采用扫描电镜观察其显微组织。结果表明:在保证50CrVA板簧钢相对于对照(未深冷)组硬度不降低的前提下,试验方案优化的工艺组,即深冷温度-196℃、保冷时间24 h、深冷次数3次,其冲击韧度值比对照组提升了1.86 J·cm-2,硬度比对照组硬度提升了0.16 HRC。冲击断裂为韧窝断裂机制,属于延性断裂。深冷处理受深冷温度、降温速率、保冷时间和深冷次数的影响,试样不同程度析出细长针状下贝氏体和板条状马氏体。

PAG在50CrVA钢板弹簧热处理中的应用

分别用PAG水溶性淬火介质和普通淬火油对24 mm厚50CrVA钢板弹簧进行热处理。对比试验结果表明,使用PAG水溶性淬火介质淬火试样的平均硬度≥57 HRC,回火后其金相组织优于使用普通淬火油热处理试样;使用PAG水溶性淬火介质热处理后试样平均疲劳寿命可达15万次以上,与普通淬火油热处理试样相比,疲劳寿命提高近一倍,较大程度上提高了钢板弹簧的质量。

50CrVA钢扭簧断裂失效分析

对50CrVA钢断裂扭簧的断口进行了观察和能谱分析,并对扭簧的组织进行了检查,测试了扭簧的硬度和氢含量。结果表明,扭簧断口性质为氢致延迟断裂;扭簧氢脆断裂主要与簧丝热处理后镀镉之前簧丝过腐蚀而超量吸氢有关;扭簧硬度(强度)过高、除氢时间过短以及镀镉槽液污染也是导致其氢脆断裂的诱发因素。通过严格控制扭簧镀镉前的表面清理过程,增加镀前除氢处理,适当延长镀镉后的除氢时间,同时在保证扭簧弹力情况下,热处理时尽量降低簧丝硬度,可以预防扭簧氢脆失效。

深冷处理对50CrVA板簧钢耐磨性的影响

工程自卸车用板簧通常处于低频冲击、高频振动工况,极易发生断裂和磨损等失效。本文针对50CrVA板簧钢常规热处理工艺引入深冷处理,以提高板簧材料磨损特性。结果表明:经深冷处理后,试件的磨损量为6.741 mg,相对于常规工艺组的12.241 mg,磨损量减少了44.93%,耐磨性得到显著提升。由机理分析可知,深冷处理后显微组织转为细长针状下贝氏体和板条状马氏体,并伴有大量碳化物颗粒析出和细化,是材料耐磨性提高的主要原因。