汽车弹簧钢60Si2MnA热处理过程及力学性能研究

铸造技术

Vo1 . 3 4 NO. 1 0

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0c t . 201 3

汽车弹簧钢 6 0 S i 2 Mn A热处理过程及力学性能研究王升勋(淄博职业学院电子电气工程学院，山东淄博 2 5 5 3 1 4 )摘要：对汽车弹簧钢 6 0 S i 2 Mn A的热处理过程和力学性能进行研究。实验结果表明， 6 0 S i 2 Mn A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品粒。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 2 0 0￣3 0 0 a m时，具有很好的结合强度和塑性，力学性能最佳。关键词：弹簧钢 6 0 S i 2 Mn A;热处理过程；力学性能

中图分类号： T G1 6 2

文献标识码： A

文章编号： 1 0 0 0— 8 3 6 5 ( 2 0 1 3 ) 1 0— 1 2 9 6— 0 4

Re s e a r c h o n He a t Tr e a t me nt Pr o c e s s a n d Me c h a ni c a l Pr o p e r t i e s o f

Ca r S pr i ng S t e e l 6 0 Si 2 Mn AW ANG S h e n g x u n

f I n s t i t u t e o f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g, Z i b o V o c a t i o n a l C o l l e g e, Z i b o 2 5 5 3 1 4, C h i n a )Ab s t r a c t:T h e h e a t t r e a t me n t p r o c e s s a n d me c h a n i c a l p r o p e t r i e s o f a u t o mo t i v e s p r i n g s t e e l 6 0 S i 2 Mn A we r e r e s e a r c h e d . T h e r e s u l t

s s h o w t h a t he t mi c r o s t r u c t u r e o f he t s t e e l i s c o mp o s e d o f f e r r i t e a n d p e a r l i t e;a f t e r h o t r o l l i n g p r o c e s s i n g,t he r o u g h e n e d p e a r l i t e s t r u c t u r e b e c o me s s ma l l,a n d t h e l a r g e r a v e r a g e p a r t i c l e s i z e a n d u n e v e n d i s t r i b u t i o n o f he t a u s t e n i t e g r a i n s f o r m;a f t e r q u e n c h i n g,t he c o a r s e n e d ma r t e n s i t e g e n e r a t e s,a n d he t t e mp e r i n g wi l l ra t n s f o m r q u e n c h i n g— g e n e r a t e dc o a r s e ne d ma r t e ns i t e s i n t o s o r bi t e s .The s t a nda r d de v i ti a on be t we e n t h e a v e r a g e a us t e ni t e g r a i n s i z e a nd i t s di s t r i b ut i o n i n

q u e n c h e d mi c r o s t r u c ur t e a r e l i n e a r l y r e l a t e d t o he t i n t e r l a me l l a r s p a c i n g i n he t mi c r o s t uc r t u r e i n h e a t t r e a t me n t p r o c e s s, t h e i n t e r l a me l l a r s p a c i n g h a s a n i mp a c t o n he t me c h a n i c a l p r o p e r t i e s,i n c l u d i n g u l t i ma t e t e n s i l e s t r e n g t h,y i e l d s re t n g t h, p e r c e n t a g e e l o n g a t i o n a n d p e r c e n t a g e r e d u c t i o n o f

a r e a, wh e n he t i n t e r l a me l l a r s p a c i n g i s 2 0 0~ 3 0 0 n m, he t s t e e l h a s a g o o d c o mb i n a t i o n o f s r t e n g t h a n d d u c t i l i t y, a n d i t a l s o h a s g o o d me c h a n i c a l p r o p e ti r e s . Ke y wo r d s:s p r i n g s t e e l 6 0 S i 2 Mn A; h e a t t r e a t me n t p r o c e s s; me c h a n i c a l p r o p e ti r e s

在汽车弹簧制造过程中，首先将钢加热到奥氏体化温度，然后盘卷。骤然油冷，接着回火到所需硬

大小和形状与弹簧钢的化学成分、结构状态和升温速率等有关l 5 _。本文对汽车弹簧钢 6 0 S i 2 Mn A显微组织和力学性能进行等温变换，然后对其进行淬火、回火处理，从而对弹簧钢热处理过程中的显微组织和力学性能进行研究。

度水平。因此，汽车弹簧最后的微观结构和性能是由热轧和热处理过程决定的。到目前为止，国内外

众多学者对轧制控制、冷却的效果、热轧微观结构、 T艺参数及力学性能等进行了深入的研究此外 . _为了提高弹簧的性能，对与热处理 T艺有关的参数

1实验1, 1实验条件与过程

如奥氏体化温度，奥氏体化时间，回火温度和感应加热等也进行了广泛研究]。然而 .在弹簧钢热轧显微组织与其力学性能之间的关系方面研究的还不够深入。基于上述问题，有必要对弹簧钢热轧参数进行优化并提高弹簧的最终特性通常情况下 . 弹簧钢经过热处理，所形成的微观组织结构、晶粒收稿日期： 2 0 1 3— 0 4— 2 7

使用热轧汽车弹簧钢 6 0 S i 2 Mn A进行实验，其主要化学成分 (%)为： 0 . 6 0 c, 1 . 6 9 S i, 0 . 7 5 Mn,

0 . 1 4 C r, 0 . 0 1 1 P, 0 . 8 S。试样机加工制成 l 2 mm￣ 7 5 mm网柱形。试样加热到 9 5 0℃并保温 3 0 mi n,使钢的

索氏体与铁素体转变成奥氏体，然后进行等温转变，温度分别为 5 6 5, 6 0 0, 6 3 5和 6 7 0℃。设定的时间要足以保证等温转变过程彻底完成，没

作者简介：王升勋( 1 9 6 6一 ),山东潍坊人，硕士，副教授.

有明显的球化。经过等温转变后，在 8 7 0℃对试件进行油淬 .然后在 4 4 0℃进行回火，根据相关

电话： 1 3 3 7 0 6 9 0 8 0 6 . E - ma i l: wa n g s x l l@y e a h . n e t

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