Nb-V微合金化对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳的影响
- 发布时间：2012/12/25 16:22:06
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弹簧的疲劳性能除取决于材料本身的疲劳性能外，还取决于弹簧的表面状态。弹簧钢表面脱碳使其在热处理过程中表面淬火困难，表面脱碳0.1mm就会使其疲劳强度明显下降，大大地降低弹簧的疲劳性能，从而降低弹簧的使用寿命，因此，在生产过程中要尽量减少表面脱碳。本文研究了Nb-V复合微合金化对弹簧钢脱碳敏感性的影响。
实验材料为弹簧钢60Si2MnA与Nb-V微合金化弹簧钢铸坯，合金成分见表1。试样尺寸为15mm×15mm×15mm，将试样端面进行打磨，使任何表面都不存在脱碳层。实验分等时处理和等温处理两部分，工艺参数设定为：当加热温度为850℃时，保温时间分别为20、40、60和90min；当保温时间为60min时，加热温度分别为900、950、1000、1050、1100、1150和1200℃，加热在箱式电阻炉空气气氛下进行。
表1实验用钢的化学成分（质量分数，%）
| 钢种 | C | Si | Mn | Cr | Nb | V | P | S |
| 60Si2MnA | 0.60 | 1.74 | 0.67 | 0.30 | - | - | 0.010 | 0.008 |
| Nb-V钢 | 0.58 | 1.60 | 0.76 | 0.35 | 0.024 | 0.12 | 0.008 | 0.005 |
弹簧钢60Si2MnA和Nb-V钢的脱碳层深度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增加，加热温度比保温时间对钢的脱碳影响要大。Nb-V钢的脱碳层深度明显低于60Si2MnA，表明通过Nb-V复合，可以大大降低60Si2MnA的脱碳敏感性，这主要是由于Nb-V复合增大了碳原子的扩散激活能，降低其活度和扩散系数，进而抑制了脱碳过程中碳原子的扩散，同时也降低了钢中的固溶碳含量，阻止晶粒长大和晶界扩散。