汽车悬架弹簧用55 SiCr热轧盘条的研发

介绍了河钢邯钢试制Φ12mm汽车悬架弹簧用55SiCr热轧盘条的研发过程及用户使用情况。通过采用无铝脱氧、窄成分控制、低过热度恒拉速等炼钢工艺;铸坯角部修磨;轧钢重点控制加热温度和加热时间,避免脱碳层超标等一系列技术措施。开发的55SiCr弹簧钢热轧盘条各项性能指标均满足GB/T1222-2016要求。制成汽车悬架弹簧后,疲劳试验达到17万次未发生断裂,满足用户需求。     

高品质汽车悬架弹簧钢55 SiCr生产工艺实践

采用KR铁水脱硫—130 t BOF—炉外精炼(LF+RH)—320 mm×425 mm大方坯连铸—开坯—热轧工艺生产汽车悬架弹簧钢55SiCr,通过采取控制入炉铁水成分、转炉终点成分、LF终渣碱度、连铸过程全程无氧保护浇注等工艺措施,生产出低倍组织良好、纯净度高的55SiCr弹簧钢,结果表明:钢水中磷、硫的质量分数小于0.010%,氧的体积分数不大于10×10-6,钢中非金属夹杂物A,B类不大于1.0级,C,D类不大于0.5级,满足了用户对汽车悬架弹簧钢的技术要求.     

弹簧钢55SiCrV的微合金化及热处理工艺研究

在弹簧钢55SiCr成分基础上进行钒微合金化处理,获得了55SiCrV,通过淬火+回火正交试验、显微组织观察、力学性能测试和X射线衍射等手段,研究并分析了淬火+回火工艺对弹簧钢55SiCrV微观组织和力学性能的影响,结果表明:0.20%V的添加可使55SiCrV组织中存在大量弥散均匀分布的10～35 nm含钒析出相,强化效果最佳。淬火+回火处理可以改变55SiCrV的显微组织比例,其中的残余奥氏体可以降低强度和增加塑性,55SiCrV获得最佳力学性能匹配(R_m=1 815 MPa、Z=28%)的热处理工艺为900℃淬火+430℃回火,对应其残余奥氏体含量为2.3%。     

弹簧钢盘条脱碳质量改善生产实践

脱碳是评价弹簧钢性能的重要指标之一,表面脱碳会直接影响弹簧成品的疲劳寿命.结合宝钢特钢长材有限公司线材装备特点,针对55SiCr弹簧钢的生产进行脱碳性能优化改进试验.研究表明,通过降低钢坯在炉时间、增加钢坯表面涂层,可有效避免线材表面全脱碳的产生,实现高端冷卷簧产品在宝钢特钢长材有限公司的批量稳定生产.     

60Si2Mn弹簧钢加热温度对表面脱碳的影响

表面脱碳是高速线材生产的重要问题之一.在考虑碳扩散和氧化因素后,理论计算了加热温度对60Si2Mn弹簧钢表面脱碳影响的规律,表明在900～1000℃加热温度下60Si2Mn弹簧钢脱碳层厚度存在最小值,此结果与60Si2Mn弹簧钢氧化脱碳试验结果一致.结合钢的相变进一步分析了不同加热温度下表面脱碳层形貌变化的规律,并简要介绍了脱碳控制的主要途径.     

加热期间弹簧钢55SiCr表面脱碳的影响因素研究

在实验室研究了加热温度、保温时间和加热炉内气氛对弹簧钢55S iCr表面脱碳的影响,并对脱碳反应进行了热力学分析。结果表明：在950℃-1250℃范围随温度升高,弹簧钢完全脱碳层厚度先增加后减小,1200℃时完全脱碳层厚度达到最大值,1250℃时由于氧化速度大于脱碳速度,完全脱碳层消失。弹簧钢完全脱碳层厚度分别随加热时间延长、气氛中CO2含量升高、O2含量升高和H2O（g）含量增加而明显增加。当温度为950℃、气氛中O2含量为1%、加热时间为35 min的条件下,可避免完全脱碳层的形成。     

12Cr1MoV高压锅炉管试制及热处理工艺试验

为满足12Cr1MoV钢管最终热处理制度要求,采用950℃淬火或控制终轧温度(≥950℃)代正火加回火的热处理工艺.介绍了12Cr1MoV高压锅炉管的冶炼、轧管及试验室热处理工艺试验,并按照GB5310-85要求进行了全面性能测试.试验结果表明,成品管采用控制终轧温度(≥950℃)加回火及淬火加回火的工艺,钢管的常规性能均符合标准要求.     

硅脱氧弹簧钢55SiCr旋转弯曲疲劳断口中外来夹杂物的研究

借助SEM-EDS分析1 950 MPa级汽车用悬架弹簧钢丝硅脱氧55SiCr钢的旋转弯曲疲劳断口中疲劳源宏观夹杂物的尺寸、距表面距离与成分。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧55SiCr盘条内生夹杂物成分分布进行检测统计,对比分析认为疲劳断口宏观夹杂物主要是外来夹杂物。通过采用盘条凝固枝晶显示方法,判断了这些外来夹杂物在连铸坯上的分布特点。研究结果表明:外来夹杂物主要来自于结晶器保护渣卷入、水口耐材和中间包渣线耐材的侵蚀剥落;疲劳断口上的外来夹杂物在铸坯中主要分布在大方坯内弧角部位置。     

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SiO_2含量偏高,而洁净钢工艺中夹杂物Al_2O_3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。     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

为了将硅脱氧弹簧钢中SiO_2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明:硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO-SiO_2-(CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO-SiO_2-Al_2O_3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

轿车悬架簧用线材的市场需求与质量要求

根据国内轿车发展趋势,分析了国内轿车工业对悬架弹簧线材的市场需求,预测悬架簧用线材今后15年的需求量.介绍轿车悬架用弹簧的冶炼、轧制和制簧深加工方面的制造工艺过程及其对线材原料的尺寸精度、表面质量、力学性能、金相组织、脱碳等实物质量要求.研究表明,发展轿车用悬架簧线材具有广阔市场前景;高质量的线材是生产优质轿车悬架簧的基础,线材制造厂应不断提高我国轿车用弹簧钢的生产技术水平和原料供应质量.     

汽车悬架系统用55SiCr弹簧钢丝带状组织

 为了研究中心偏析对弹簧钢组织性能的影响,通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针等手段研究了55SiCr弹簧钢的元素偏析行为、带状组织及力学性能。结果表明,带状组织由合金元素偏析引起,其内部锰、铬和硅质量分数为非偏析带2倍以上,合金元素偏析引起带状组织,弹簧钢拉伸试样中裂纹起源于偏析带状组织,并沿垂直于带状组织方向扩展导致最终断裂,带状偏析是影响高强度弹簧钢力学性能的主要因素。     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

摘要：为了将硅脱氧弹簧钢中SiO2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物，在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测，统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异，并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明：硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO SiO2 (CaS)类，尺寸较大，且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化，最终恶化弹簧钢疲劳性能；正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向，CaO SiO2 Al2O3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

Present situation and countermeasure of low-alloy spring steel wire rod for domestic automobile

The variety,inner quality and surface quality of low-alloy spring steel wire rod for domestic automobile is summarized in detail.And according to commercial low-alloy spring steel wire rod variety, product quality level and its actual application situation on automobile supplied by present industrially developed country metallurgy enterprises,it is pointed that the variety of low-alloy spring steel wire rod for domestic automobile can’t satisfy the requirements of automobile industry development,compare with overseas advanced technology,product quality has the following gaps:the first is that steel purity is low,the control level of non-metallic inclusions is not steady,there is often large grain difficult deforming non-deformation inclusions existing,the control level of steel purity has big difference,the level of large steel factory is high,but its steady has a large gap compare with foreign advanced level,not to mention small steel factory which research and development powder is low.The second is surface complete decarburization can’ t be avoided completely.The third is that surface defects are more.The fourth is that composition segregation and structure segregation are not steady,steel wire can’t be drawn normally when the segregation is serious. In all,the segregation of 55SiCrA is superior to 60Si2MnA obviously.The industrialization of domestic high level low-alloy spring steel wire rod can’t seek quick success and instant benefits,independent innovation perseveringly must be adopted,the success may be reached after master core technologies and adopt the science way of step by step.     

Secondary Hardening, Austenite Grain Coarsening and Surface Decarburization Phenomenon in Nb-Bearing Spring Steel

 The secondary hardening, the austenite grain coarsening and the surface decarburization phenomenon of Nb-bearing spring steel were investigated, and the effects of niobium on tempered microstructure was studied using scanning electron microscope. The results show that the micro-addition of niobium increases the tempering resistance and produces secondary hardening. The effect of niobium on the size and distribution of cementite particles is one of the primary reasons to increase the hardness after tempering. The grain-coarsening temperature of the spring steel is raised 150 ℃ due to Nb-addition. Furthermore, both the secondary hardening and the austenite grain coarsening phenomenon congruously demonstrate niobium begins observably dissolving above 1100 ℃ in the spring steel. Besides, niobium microalloying is an effective and economy means to decrease the decarburization sensitivity of the spring steels.     

42CrMo钢表面脱碳行为研究

利用S60/58507型高温热重分析仪研究了加热温度对42CrMo钢脱碳的影响，分析了脱碳组织形貌规律，对传统脱碳模型进行了修正。结果表明，总脱碳深度随加热温度的升高而增加。当加热温度为900℃时，42CrMo钢表面出现完全脱碳层和部分脱碳层，当温度为950℃及以上温度时，42CrMo钢表面只出现部分脱碳层。部分脱碳层中铁素体沿晶界分布，形成网状铁素体组织。由于合金元素的作用，传统的脱碳模型不能适用于42CrMo，修正之后的模型能够较为准确地预测42CrMo钢的总脱碳深度。     

热处理工艺对弹簧钢组织和性能的影响

综述了微合金化、调质热处理、感应热处理、形变热处理对弹簧钢组织和性能的影响。感应热处理加热速度快，钢组织细化，无脱碳，高的强韧性、疲劳寿命和抗弹减性，近年来已广泛应用。     

RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果分析

西昌钢钒厂由于转炉热量不足而以转炉—LF精炼—RH精炼—连铸工艺生产IF钢,为探究RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果,采用生产数据统计、氧氮分析、夹杂物自动扫描、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同脱碳工艺对顶渣氧化性以及钢的洁净度影响进行了详细研究。结果表明:（1）与自然脱碳工艺炉次相比,采用强制脱碳工艺的炉次在转炉结束与RH进站钢中的平均[O]含量更低;（2）两种工艺脱碳结束钢中的[O]含量基本在同一水平;（3）强制脱碳工艺的炉次在RH结束时渣中平均T.Fe的质量分数降低了1.3%。在能满足RH脱碳效果的前提下,尽量提高转炉终点钢液碳含量、降低钢液氧含量,后续在RH精炼时采用强制吹氧脱碳工艺,适当增大吹氧量来弥补钢中氧,可显著降低IF钢顶渣氧化性。自然脱碳工艺与强制脱碳工艺控制热轧板T.O含量均比较理想;与自然脱碳工艺相比,强制脱碳工艺可有效降低IF钢[N]含量,这与强制脱碳工艺真空室内碳氧反应更剧烈所导致的CO气泡更多和气液反应面积更大有关。脱碳工艺对IF钢热轧板中夹杂物类型、尺寸及数量没有明显影响,夹杂物主要由Al₂O₃夹杂、Al₂O₃–TiO_x夹杂与其他类夹杂物组成,以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺寸,以上三类夹杂物平均尺寸分别为4.5、4.4和6.5 μm,且钢中尺寸在8 μm以下的夹杂物数量占比高于75%。在RH精炼过程中,尽量降低RH脱碳结束钢中[O]含量,有利于提高钢液洁净度。      

碳含量和晶粒尺寸对高碳钢表面脱碳类型和深度的影响

摘要：硬线在加热、轧制等过程中会发生表面脱碳，严重影响工件的性能。通过等温加热实验，研究了加热温度和碳含量对硬线60、70和82B钢表面脱碳层类型和深度的影响，及原始奥氏体晶粒尺寸对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳类型和深度的影响。结果表明：保温90min后，60钢在700~750℃时仅存在完全脱碳层，在850~900℃时仅存在部分脱碳层，其完全脱碳层深度随温度增加而逐渐减小，部分脱碳层则相反。70钢仅在850~900℃时存在部分脱碳层。82B钢的脱碳层深度随着温度增加先增加后减少至消失，然后又逐渐增加。硬线在碳含量处于γ单相区时主要发生部分脱碳，且深度随碳含量的升高而增大；碳含量处于α+γ两相区时主要发生完全脱碳，且深度随着碳含量增加先减小后增大。弹簧钢60Si2MnA的完全脱碳层深度随着原始奥氏体晶粒尺寸的增大逐渐减小。