55SiCr弹簧钢丝冷卷断裂原因分析

55SiCr弹簧钢丝在冷卷过程中发生断裂。观察断裂位置的宏观和微观形貌,并对断裂试样进行了化学成分、硬度、晶粒度以及金相组织分析。结果表明:悬架弹簧在冷卷过程中发生断裂,宏观观察断裂起源于弹簧外侧表面,弹簧试样表面存在横向擦伤,钢丝冷卷时产生应力集中是其断裂的主要原因。

55SiCr弹簧钢脱碳层厚度工艺优化实践

弹簧钢表面脱碳严重影响弹簧的疲劳性能。通过优化加热工艺,可以有效地将坯料表面的脱碳层通过烧损的方式去除,更有利于降低脱碳层厚度和避免全脱碳层的产生,实现了高温烧损法在55SiCr弹簧钢脱碳层控制上的应用。解决55SiCr弹簧钢表面脱碳形成的贫碳组织在交变应力作用下易萌生表面裂纹,引起弹簧早期失效的问题。

55SiCr弹簧钢表面脱碳的研究

研究了在2%残氧下,加热温度和时间对弹簧钢55SiCr脱碳层深度和组织形貌的影响规律,并运用菲克定律讨论了脱碳层深度与温度、时间的定量关系。结果表明,55SiCr钢在500～1 200℃保温30 min后,总脱碳层深度随着加热温度的升高而增加,没有出现全脱碳;在950℃和1 150℃保温5～80 min,随着保温时间的延长,脱碳层深度呈增大趋势。相对于加热时间而言,加热温度对脱碳层深度的影响更明显。

55SiCr弹簧钢热轧盘条拉拔断裂原因分析

55SiCr弹簧钢热轧盘条在拉拔过程中发生断裂,为查明断裂原因,采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针对试样进行了相关分析。结果表明:盘条芯部马氏体偏析带在拉拔过程中产生的裂纹是断裂起源,这些裂纹沿切应力最大方向扩展,造成了盘条的拉拔断裂。

80tBOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯(/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr)的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R(CaO/SiO_2)为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al_2O_3-SiO_2-MnO和Al_2O_3夹杂将逐渐转变为Al_2O_3-CaO-SiO_2夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al_2O_3-CaO-SiO_2夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^(-6)和26×10^(-6),铸坯T[O]、[N]分别为7×10^(-6)和43×10^(-6),铸坯中夹杂物主要为Al_2O_3-CaO-SiO_2和Al_2O_3,尺寸≤10μm。

脱碳对55SiCr弹簧钢感应热处理后表面组织和硬度的影响

55SiCr弹簧钢通过预热处理，获得了不同形态的表面脱碳。利用高频感应淬火线和回火炉研究了表面脱碳对感应热处理后以及回火后的组织和硬度的影响。结果表明，试样表面出现全脱碳时，在淬火时不能转变为马氏体，淬火、回火后的硬度均在150-300HV之间，因此要避免产生全脱碳。试样表面出现部分脱碳，在淬火过程中转变为板条马氏体，其硬度较低，在后续回火过程中，该马氏体不变化，造成其硬度和基体差距减小。

55SiCr盘条拉拔脆断分析

分析φ6.5 mm 55SiCr盘条拉拔过程发生抽芯断裂的原因。采用热模拟试验测定断裂试样在不同冷却速度下的相变组织:当冷却速率不超过2℃/s时,其显微组织为索氏体、珠光体、少量铁素体;当冷却速率大于3℃/s时,其显微组织为屈氏体、贝氏体、马氏体等异常组织。试验结果表明盘条的异常组织是产生拉拔脆断的主要原因。给出改进措施:(1)对凝固中的钢水进行电磁搅伴,并对最后凝固区附近的一段铸坯进行轻压下来改善铸坯的中心偏析;(2)对轧制控冷程序进行优化,盘条经吐丝风冷进入保温罩前的温度控制在650～700℃。采取以上措施生产的φ6.5 mm 55SiCr盘条,其组织为索氏体、珠光体和少量不连续网状铁素体,经用户使用,未发生断裂现象,可满足用户拉拔生产需要。

弹簧钢55SiCr的夹杂物研究

利用电子探针和氧氮分析仪,对不同的冶炼及成材工艺生产的弹簧钢55SiCr小方坯中的夹杂物,以及小方坯夹杂物对成品盘条的遗传性规律进行了研究。结果表明,55SiCr方坯中的夹杂物成分不受成材工艺的影响,塑性化工艺的主要夹杂物中SiO2含量偏高,而洁净钢工艺中夹杂物Al2O3含量偏高。塑性化工艺下试样的夹杂物尺寸偏大,"二火成材"工艺能够显著降低方坯中夹杂物的尺寸。"洁净钢"+"二火成材"工艺是比较可行的弹簧钢55SiCr生产路线。

55SiCr弹簧钢RH真空脱气过程中夹杂物的去除行为

利用Aspex Explorer夹杂物快速分析仪对55SiCr弹簧钢RH处理过程中T.O含量以及夹杂物的形貌、成分、数量、尺寸大小进行了系统研究。结果表明,钢水的T.O含量和夹杂物数量随RH真空处理时间的增加而降低,但降低速度越来越慢。RH真空处理过程中夹杂物主要为球状、含有少量MgO的SiO2-Al2O3-CaO系夹杂物,其成分向SiO2含量增加、Al2O3含量降低的方向移动,且逐渐转变为液相夹杂物。真空处理25min时,夹杂物的去除率分别达到86.24%和87.85%。1~9μm的小颗粒夹杂物数量随真空处理时间的增加而减少,而尺寸大于9μm的夹杂物数量则先增加后减少,RH真空处理时间为15min时达到最大值。

55SiCr钢铸坯表面孔洞原因分析

55SiCr钢坯在轧制过程中表面出现孔洞现象,影响到了盘条成品的质量。本文利用低倍酸洗、金相观察、能谱分析等手段对钢坯产生孔洞的原因进行了分析。结果表明:铸坯内部存在严重的内部裂纹,铸坯内部缺陷与外部相连通,连铸坯内部存在的穿晶裂纹为铸坯内部较大内应力所致,并在加热和轧制过程中裂纹不断扩展,最终形成孔洞,通过加强冷却均匀性可以控制此类铸坯孔洞。

SiCaBa合金对55SiCr弹簧钢的脱氧脱硫及夹杂物控制研究

针对服役条件要求苛刻的55SiCr气门弹簧钢,采用高温管式炉试验研究了低氧条件下向钢中加入SiCaBa合金的脱氧、脱硫及夹杂物控制规律。结果表明,SiCaBa合金有进一步深脱氧、深脱硫的效果,并可细化夹杂物尺寸;在钢中加入0.48 kg/t钢的SiCaBa合金(49.8%Si-25.6%Ca-11.1%Ba)和Fe2O3含量低于1%的精炼渣能使T[O]和[S]分别降至11×10^-6和8×10^-6。

冷却速度对Si-Cr型55SiCr弹簧钢组织和性能的影响

为研究冷却速度对Si-Cr型55SiCr弹簧钢组织和性能的影响,通过热力学分析计算,研究了冷奥氏体连续冷却转变规律。结果表明:在680℃冷却速度不高于1℃/s时进行等温控制相变,可得到具有均匀索氏体组织和良好的预期性能的Si-Cr型55SiCr弹簧钢。

55SiCr弹簧钢低温渗氮的组织和性能研究

采用喷丸技术作为催渗方法促进渗氮,将经不同喷丸强度处理的55SiCr弹簧钢试样分别在370℃和390℃进行低温渗氮处理12 h,通过金相显微镜、X射线衍射仪和HV-50Z显微硬度仪,对渗层的显微组织、硬度进行分析对比。结果表明:渗氮后弹簧表面硬度提高20%左右,随喷丸强度的提高渗氮层厚度不断加深,最低喷丸强度弹簧试样和最高喷丸强度弹簧试样其渗氮层厚度相差20μm以上。

55SiCr弹簧钢盘条组织偏析对拉拔断裂的影响

针对Φ14 mm规格55SiCr弹簧钢盘条在拉拔过程中发生断裂的问题,采用金相显微镜、扫描电镜、微区成分检验对断裂试样进行了分析。此外,采用微区成分分析法对国内外具有代表性的3个厂55SiCr弹簧钢成分进行电子探针检验,对衡量弹簧钢组织偏析程度与拉拔断裂之间关系的偏析指数进行了归纳总结,结果表明,当Mn、Cr偏析指数达1.50以上,Si偏析指数达1.40以上会加大弹簧钢拉拔断裂倾向。

汽车用细丝径油淬火55SiCr弹簧钢丝的感应回火工艺研究

为得到适配细丝径油淬火弹簧钢丝的感应回火工艺,满足国家绿色发展理念,研究收线速度和感应回火温度对直径5.4 mm油淬火55SSiCr弹簧钢丝微观组织和性能的影响,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、微机控制电子万能试验机等对钢丝的微观组织、力学性能进行测试。结果发现:存在一个较优的感应回火工艺,收线速度、感应加热功率、回火温度分别为5 m/min、4.44 kW和460℃,可使钢丝回火后的组织分布均匀、片层间距致密,针状形貌明显、马氏体特征基本消失,综合力学性能优异。感应回火后弹簧钢丝的抗拉强度为1864 MPa,位于国标中限,屈强比、面缩率分别为0.92和54%,远超国标要求,平均维氏硬度为528 HV,且分布均匀。

55SiCr弹簧钢丝表面结疤的原因

在55SiCr弹簧钢丝的生产过程中,经喷丸除锈和拉拔后,钢丝表面出现结疤现象,通过形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、显微硬度测试等方法对结疤原因进行了分析。结果表明:弹簧钢丝表面结疤是在喷丸除锈过程中形成的;铸钢丸在长期使用过程中产生棱角并发生加工硬化,导致其韧性降低、脆性增加,易开裂而产生残余颗粒;在喷丸除锈过程中,铸钢丸残余颗粒易嵌入钢丝基体中,在后续拉拔过程中在钢丝表面留下划痕并发生变形而形成块状结疤。

坩埚材质对55SiCr弹簧钢中夹杂物的影响

实验采用MoSi 2炉研究了MgO,MgO-CaO两种耐火材料对55SiCr弹簧钢中夹杂物的影响.结果表明,MgO,MgO-CaO两种坩埚冶炼均能使钢种成分控制在目标范围内,但与MgO坩埚相比,MgO-CaO坩埚净化钢液的效果更好:一方面,经MgO-CaO坩埚冶炼的55SiCr弹簧钢,钢中P,S,酸溶铝[Al]s以及全氧T.O质量分数分别降低至56×10^-6,10×10^-6,≤5×10^-6,以及4×10^-6;另一方面,钢中夹杂物的平均直径由1.376μm降低至1.222μm,夹杂物尺寸<2μm的比例由79%上升至89%.这主要是因为碱性MgO-CaO坩埚兼具脱磷、脱硫、脱氧的作用,同时CaO还能与钢中的Al 2O 3夹杂物发生反应,生成熔点更低的复合夹杂物,因此更容易上浮去除,进一步净化钢液.

弹簧钢55SiCr拉拔钢丝延迟断裂原因分析

利用金相显微镜、扫描电镜分析了弹簧钢55SiCr拉拔钢丝延迟断裂的原因,发现钢丝表面存在高碳回火马氏体组织形成的硬化层,且存在细小裂纹;断口呈现脆性断裂特征,在表面异常组织区域存在含F的CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-MnO-Na_(2)O大型复合夹杂和C成分夹杂。追溯此批材料的炼钢过程,发现连铸过程的非稳态控制是造成钢丝表面增碳和卷渣的原因,而夹渣部位形成的异常组织则是55SiCr拉拔钢丝延迟断裂的直接原因。通过稳定浇铸过程,细化操作规程及要求,55SiCr盘条再未发生延迟断裂问题。

乘用车悬架弹簧55SiCr卷簧断裂分析

通过对钢丝断口采用断口学和电镜分析等手段,查找引起钢丝卷簧断裂的具体原因,并提出相应的改进措施。

冷却速率对55SiCr弹簧钢组织和性能的影响

不同的冷却速率对轧制后的55SiCr弹簧钢力学性能和金相组织有较大的影响。在相变前和相变过程中,对55SiCr弹簧钢线材采用不同的冷却速率处理,并取样进行力学性能和金相组织检测,结果表明:随吐丝后高温段冷却速率的提高,试样抗拉强度逐渐增加,断面收缩率先增加后降低,脱碳层深度逐渐降低。而冷却速率过快时,容易产生异常马氏体组织,引起脆性断裂。因此在55SiCr弹簧钢线材轧制后冷却过程中,应先选择适当的冷却速率,快速冷却至690℃左右,然后入保温罩保温,完成相变转变,可以得到性能优异、脱碳层深度小和索氏体化率高的弹簧钢线材。