38SiMnVB弹簧钢的强韧化与应用研究
38SiMnVB钢板弹簧疲劳性能及其影响因素
图!
$%&’()*+ 金相组织
较 !%&’()*+- 簧片的弯曲疲劳极限要比 77’()*+簧片高出近 / 倍 ! 效果十分明显 $
表$
,,&’()*+ 簧片的弯曲疲劳极限
屈服强度 . 43 550! 抗拉强度 . 43 550! 疲劳极限 . 43 550!
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!"#$%&’( 钢中的基本合金元素是 #$ "%& 以及 为细化晶粒而加入 的 ’ 和 为 提 高 淬 透 性 而 加 入 的 微量 ( ! #$ 是固溶强化元素 ! 它的原子半径较大 #固溶到
铁素体中可使铁素体晶粒发生畸变 # 从而可以有效 地提高铁素体基体的强度 ! #$ 可以促进钢在回火时 碳化物的析出 # 促进沉淀强化 ! 这不仅提高了弹簧钢 的回火稳定性 # 而且也可以改善弹性松弛抗力 ! 因此 一般弹簧钢中均含有 #$ # 但高 #$ 会增加钢的轧制抗 力 # 对板簧的表面质量也会有不良影响 ! !"#$%&’( 中的 #$ 含量多于 )*#$%&’( 而少于 +,#$-%& # 说明 成分设计时已充分考虑到 #$ 的影响 !
弹簧钢丝和弹性合金丝
弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。
还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。
1 弹性材料的分类1.1 按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。
1.2 按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类：1.2.1 通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。
(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。
(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝1.2.2 弹性合金(1)耐蚀高弹性合金(2)高温高弹性合金(3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金2 弹簧钢和弹性合金的主要性能指标2.1 弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。
公式如下：ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小）E —拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。
工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G）。
E，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G =)+1(2μ比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。
E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=3348nDGd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nDEd 644）。
特钢38SiMnVB弹簧钢控制轧制工艺分析
我有话说查看评论控制轧制与常规轧制工艺主要区别：控制轧制比常规轧制的精轧温度低，吐丝温度也低，同时控制轧制Stelmor冷却采用延迟缓冷方法等。
常规轧制钢的晶粒度主要以8级为主，金相组织为贝氏体（B）+珠光体（P）和少量马氏体（M），硬度较高。
控制轧制钢的晶粒度大于10级(平均5～7μ) ，金相组织为铁素体(F) + 珠光体，硬度不高。
38SiMnVB钢不易于脱碳。
控制轧制比常规轧制的强度低300～500MPa ，延伸率高14%以上，断面收缩率高25%以上，所以控制轧制的钢可以不用退火就可以满足断面压缩率为45%的拉拔，而常规轧制拉拔前必须退火。
3. 分析讨论38SiMnVB 钢的相变点Ac1、Ac3、Ar1和Ar3分别为740℃、835℃、625℃、700℃。
制定控制轧制工艺的重点是根据相变点进行控温轧制。
轧制是在奥氏体相区进行形变，运用动态再结晶与静态再结晶理论特点，使之形核数量快速增加，随后控制冷却速度，抑制晶粒长大，使晶粒细化。
得到理想的细晶组织和良好的力学性能。
在850℃以上的高温晶粒细化是利用热变形与再结晶规律细化奥氏体，主要是以动态再结晶为主，细化作用不明显。
在850℃形变，主要以静态再结晶细化奥氏体。
这是细化奥氏体晶粒的主要阶段。
上道次晶粒的再结晶为下道次提供了原始细的奥氏体晶粒，通过再结晶又进一步细化。
在835℃（Ac3）再结晶困难。
而由奥氏体再结晶温度以下至Ar3=700℃这段（过冷奥氏体）温度轧制时，过冷奥氏体形变不发生再结晶，但在晶内形成大量变形带，冷却时不仅在奥氏体晶界形成铁素体核心，在晶内变形带处由于形变导致相变，也产生大量相变核心。
通过延迟缓冷，发生相变，导致晶粒细化。
在低温吐丝也抑制相变的晶粒张大，结果得到更细晶粒的珠光体组织。
图1（a）为超细晶粒的珠光体组织。
超细晶粒的珠光体组织通过淬火处理，得到细的板条马氏体组织如图2 所示。
常规轧制如图1（b）所示。
图1 38SiMnVB 弹簧钢组织：（a）控制轧制×500；（b）常规轧制×400。
弹簧材料的选择
苏州苏阳成型科技有限公司如何选择弹簧材料选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。
为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。
表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。
实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。
图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。
弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。
钢是最常用的弹簧材料。
当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。
此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。
碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低；低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好；铬钒钢(如50CrV A)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。
1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>10；Ⅱ类N=10～10以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<10。
2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。
3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
弹簧常用材料（摘自GB/T1239.6-92）210 的较大弹簧。
我认为65Mn比较好,不知道你们用弹簧钢做什么产品,请看65Mn,60Si2Mn,50CrV A弹簧钢的区别65Mn1 综述：该钢为常用弹簧钢。
金属材料学 复习总结
名词解释合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
（常用Me表示）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。
碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。
如Cr钢碳化物转变异位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。
（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。
水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。
将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，从而获得获得单相奥氏体组织。
（水韧后不再回火）超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。
晶间腐蚀：沿金属晶界进行的腐蚀（已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化，但实际金属已丧失强度）n/8规律：随着Cr含量的提高，钢的的电极电呈跳跃式增高。
即当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也跳跃式显著下降。
这个定律叫做n/8规律。
黄铜： Cu与Zn组成的铜合金青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜： Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。
弹簧材料比较完整版
弹簧材料比较HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。
为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。
表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。
实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。
图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。
弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。
钢是最常用的弹簧材料。
当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。
此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。
碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低；低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好；铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。
表20-2 主要弹簧材料及其许用应力注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<103。
2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。
3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
高韧性、高淬透性38SiMn VBE新合金钢现状与发展
来到今后相 当长的一段时期内，汽车用材料将紧紧
９６ 、１０前苏联 的 ６ Ｃ Ａ、５ ５ｘＦ ， 国的 ２ ２５ ６ ， ３ ２ ６ ｏ Ｐ 我 Ｆ、
６ Ｓ ２ Ａ、 ５ ｊ ＶＢ、 ０ Ｃ 、 ０ ｉＣ ＶＡ、 ０ Ｖ ０ ｉＭｎ ５ Ｓ Ｍｎ ６ Ｍｎ ｒ ６ Ｓ２ ｒ ５ Ｃｒ Ａ
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学性能欠佳 ； 易脱碳 ， 影响弹簧 的疲劳强度和 弹减 抗力等。 目前对汽车弹簧钢的研究 ， 基本是在现有 传统 中 、 高碳弹簧钢材料潜力 上挖掘 ， 如采用先进 的冶炼设备和工 艺 ， 提高弹簧 钢的冶金质 量 ， 采用
最佳的加工成形 、 热处理等工艺技术。所有这些 ， 均 未能从根本上解决 问题。
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两类弹簧钢丝的组织强韧性及发展趋势
两类弹簧钢丝的组织、强韧性及发展趋势苏德达(天津大学材料学院 300072) 摘 要 对比冷拔弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝的金相组织和性能特点。
分析高强韧性弹簧钢丝的生产技术要点。
依据钢丝强韧化原理,以弹簧市场需求为导向,从钢的合金化、超纯净化、超细化处理等先进技术方面论述弹簧钢丝的发展趋势。
关键词 冷拔弹簧钢丝 油淬火回火弹簧钢丝 金相组织 市场需求Microstructure,Strength2toughness of Tw o K inds of Spring SteelWires and It′s Development T endencySu Deda(Tianjin Univer sity 300072)Abstract T o the microstructures and strength2toughness characteristics of tw o kinds of spring steel wires1The relations and differences between its high strength2toughness and the productive processes are analyzed1According to the requirements for the spring market and the productive techniques for super purifying and super grain size of austenite,the development tendency of the g ood quality spring steel wires are als o discussed1K eyw ords hard drawn spring steel wires; oil2tem pered spring steel wires; rnicrostructure; requirement for the spring market 在金属制品生产中,弹簧钢丝不论在产品数量和质量上都占有很重要的地位。
金属材料强韧化原理及应用ppt课件
Water – icosahedron（二十面体） Ether – dodecahedron（十二面体）
2020/5/3
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9
金属材料强韧化原理及应用 概述 — 金属材料发展历史回顾 人类对材料微观结构认识的发展过程
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21
金属材料强韧化原理及应用
金属材料强韧化机理
物理强韧化：是在金属内部晶 体缺陷的作用和通过缺陷之间 的相互作用，对晶体的力学性 能产生一定的影响，进而改变 金属性能
化学强韧化：是元素的本质决 定的因素以及元素的种类不同 和元素的含量不同造成的材料 性能的改变
物理强韧化
化学强韧化
Q:相交处的强韧 化机制是什么？
固溶强化
弥散强化
2020/5/3
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24
金属材料强韧化原理及应用
金属强化的途径
细晶强化
Grain refine strengthening: 通过细化晶粒而使材料强度提高的方法称为 细晶强化。
Decreasing grain size ⇒ σy increases ⇒ εu vanishes
即为通常所讲的强度上升， 而塑性下降。
未取向，实际强度比理论值小1000倍左右
2020/5/3
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16
金属材料强韧化原理及应用
一些金属材料的理论强度与实际强度
实际材料断裂时的临界分切应力
金属
临界分切应力m （MPa）
实验值 理论值
金属
临界分切应力m （MPa）
实验值 理论值
Al 1.3
4.3
Mn 0.8
弹簧材料比较
选择弹簧资料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。
为了包管弹簧能够可靠地工作，其资料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。
表20-2列出了几种主要弹簧资料及其使用性能。
实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。
图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。
弹簧资料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。
钢是最经常使用的弹簧资料。
当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采取有色金属。
此外，还有用非金属资料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。
碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格廉价、来源方便，但弹性极限低；低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易发生裂纹创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日注：1.按受力循环次数N分歧，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<103Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲτlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲτlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日我认为65Mn比较好,不知道你们用弹簧钢做什么产品,请看65Mn,60Si2Mn,50CrVA弹簧钢的区别65Mn1 综述：该钢为经常使用弹簧钢。
弹簧钢高强度化及合金元素的作用
图 1 冲击韧度随回火温度及硅含量的变化 A 0 $ 1 C D EF < 2 0 < G 0 ? 6? H 0 L < P G G ? N D 6 E I IK 0 G DG E L E 2 0 6 B M B M B G E L E 2 < G N 2 E< 6 OI 0 J 0 P ? 6P ? 6 G E 6 G M
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［ ］ 期开发 的 [ \ V $ %钢的设计应力达到! ! W $ M Z /$ ，
在弹簧钢的研究方面比较活跃， 在引进国外钢种和 技术方面开展了大量工作。关于弹簧钢的研究开发 工作， 大部分是针对汽车用弹簧钢， 这是因为汽车制 造业是弹簧钢用量最大的行业。在日本， 汽车、 摩托
［ ］ 车所用弹簧占弹簧钢生产总量的 $ & # T X ! 。从节能
" 化学成分对弹簧钢性能的影响
弹簧钢高强度化的最主要手段是研究开发新钢 种， 为此必须了解各种合金元素的作用， 科学合理地 设计钢的化学成分， 充分有效地发挥各种合金元素 的作用。 ( F # 碳 碳是钢中的主要强化元素， 溶解在钢中形成固 溶体， 起固溶强化作用， 它与强碳化物形成元素结合 形成碳化物析出时， 起沉淀强化作用。碳对弹簧钢 的强度、 硬度、 塑性、 韧性、 脱碳倾向、 显微组织都有
低碳锰钢强韧化机制的研究
Strengthen ing and Toughen ing M echan ism of L ow Carbon M anganese Steels
L I Long1 , TAN G Zheng2you1 , D ING Hua1, 2 , DU L in2xiu2 , SON G Hong2m ei3 , ZHANG Pi2jun3
用 INSTRON4206电子拉伸试验机测定试验钢的强塑
性指标 。从钢板上纵向截取夏比 V 型缺口冲击试样 ,
依终轧厚度的不同试样尺寸为 (5 mm , 3 mm ) ×10 mm
×55 mm。冲击性能检验根据 GB / T 229—1994《金属
夏比缺口冲击试验方法 》在 JBW 2500屏显冲击试验机 上进行 。钢板的力学性能取 3个试样的平均值 。试样 经研磨 、抛光后用 4%硝酸酒精试剂腐蚀 ,在 LE ICA Q550 IW 金相显微镜下进行金相组织观察 ,用 LE ICA Q550 IW 配带的分析软件测量铁素体晶粒的平均直径 以及铁素体的体积百分数 。在同状态的金相试样上切 取 012 mm 薄片 ,经磨制后在 - 25℃下进行双喷电解 抛光制备透射电镜试样 ,用 EM 2400T透射电镜进行微 观结构的观察和分析 。
3. Technology Center, B aoshan Iron & Steel Group Co. , Shanghai 201900, China)
Abstract: Controlled rolling and controlled cooling experiments under various technology param eters have been carried
(1. School of M aterials and M etallurgy, Northeastern University, Shenyang L iaoning 110004, China;
含铌微合金钢强韧化机理
摘要 :对含 N b 微合金钢 14M n N b q 钢板进行了模拟控轧控冷试验 。
利用光学显微镜 、透射电子显微镜 、力学 性能试验等手段 ,对试验结果进行了分析和研究 。
证明该钢具有较好的强韧化综合性能 ,能满足大型桥梁用 钢的技术要求 ,并指出了细晶强化是 14M n N b q 钢的主要强韧化机制 。
关键词 :14M n N b q 钢 ;铌 ;细晶强化 ;沉淀强化中图分类号 :TF 841 . 6 ; TG 142141 文献标识码 :A 文章编号 :025426051( 2003) 0520015203Strengthen ing an d T oughen ing Mec han ism of Nb Microall o yed SteelXU E Chun 2f a ng 1 ,WAN G Xin 2hua 1 , X IN Y i 2de 2(11Depart ment of Mechanical Engineering ,A r m o r ed Fo r ce Engineering Instit u te ,Beijing 100072 ,China ;21Depart ment of Materials Science and Engineering ,Cho n gqing U n iversit y ,Cho n gqing 400044 ,China ) Abstract :A simulated co n t r olled rolling and cooling fo r steel 14M n N b q was carried o u t in t h is paper . The role of t he microall oyed element N b and it s carbo n it ride N b ( CN ) in t he p rocess of defo r mat i o n and t heir effect s o n mi 2 cro st ruct ures and mechanical p roperties of 14M nN bq steel was analyzed by means of op t ical micro scope , T E M and mechanical p ropert y tester . The result s show t hat t he 14M nN bq steel po ssesses high st rengt h and to u ghness and can meet t he technical require ment s of heavy bridge steel . Also it is pointed o ut t hat t he fine 2grain st rengt hening is t h e p r ima ry mechanism of st r engt h ening and to u ghening of 14M n N b q steel .K ey w ords :14M n N b q steel ; n i o b ium ;f ine 2grain st r engt h ening ;p r ecipitati o n st r engt h ening14M n N b q 钢是一种新型微合金化桥梁钢 ,是为满足国内制造大跨度桥梁用钢的需要而研制的 。
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试验温度，在此温度下连续动态测量试样的硬度随时间变化。
拉伸试验样品为Ｄ。
＝１０ｍｍ的５倍标准试样。
冲击试样为１０ｍｍｘｌ０ｍｍｘ５５ｍｍ的Ｕ形缺口标准样品。
拉伸试验和冲击试验均在室温下进行。
３试验结果与分析
３．１马氏体组织在回火转变过程中的硬度变化图１给出不同回火温度（２５０℃、３００℃、４００ｏＣ）下的马氏体回火组织硬度与回火时间的关系。
试验结果说明，马氏体回火组织的硬度随回火时间的变化有规律地波动，出现了波峰和波谷。
马氏体回火转变速度与回火温度有关。
对比图１中的３条曲线容易发现，随着回火温度的提高，波动幅度减小，回火时间达到一定程度后硬度趋于稳定，说明回火组织逐渐稳定化。
回火组织稳定化时间与回火温度有关，回火温度越高，组织稳定化时间越短。
》
Ｚ
越
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回火时ｌ司／ｍｉｎ
图１回火时间对硬度的影响
３．２回火时间对抗拉强度和塑韧性的影响
试样加热到８９０ｏＣ保温３０ｒａｉｎ后油淬，分别在３００℃和３４０℃回火并保温不同时间，研究回火保温时间与力学性能的关系。
图２～图４分别给出回火保温时间对抗拉强度、塑韧性的影响。
如图２所示，回火时间对力学性能的影响较大，随着回火时间的变化，强度和塑韧性均出
一２一
回火保温时间／ｍｉｎ
图２回火时间对抗拉强度的影响
ｌ
ｌ
飞１
Ｐ
℃
ｄ
回火保温时间／ｍｉｎ
图３回火时间对塑性的影响
１０２０３０４０５０６０７０
回火保温时间／ｍｉｎ
图４回火时间对冲击韧度的影响
现了波峰和波谷。
该结果进一步说明，马氏体回火时
的组织变化是时间过程，回火不同阶段的组织变化
对材料的力学行为有较大的影响。
回火温度对材料的力学性能也有较大影响，提
高回火温度使钢的强度降低，而塑韧性略有改善（图
２～图４）。
３．３马氏体回火组织观察
图５是试样经８９０℃加热保温３０ｍｉｎ后油淬
的马氏体组织，组织形态为条束状，硬度为５４ＨＲＣ。
图５淬火马氏体组织（５００ｘ）
２５０℃回火的组织形态为回火马氏体组织，基
本保持了淬火马氏体的组织形态。
３００℃的回火组
织为回火屈氏体（图６）。
３．４脱碳和晶粒长大倾向
在大气气氛下将钢加热到试验温度保温２０ｍｉｎ，
研究钢的脱碳和晶粒长大倾向性。
图７是加热温度对试样表面总脱碳层深影响的
汽车工艺与材料
图６３００℃回火保温６０ｒａｉｎ（５００×）
暑
｛
越
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谨
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确
加热温度／℃
图７加热温度对脱碳深度的影响
试验。
如图所示，当温度低于９３０℃时，脱碳层深较小；高于９６０℃以上，脱碳速度加快。
表２是加热温度对奥氏体晶粒大小的影响。
当温度高于９３０℃以上，晶粒明显粗化。
袭２加热温度对奥氏体晶粒大小的影响
３．５钢的淬透性与奥氏体化温度对组织转变产物的影响
用端淬法测试钢的淬透性，图８是端淬曲线。
由图可知，该钢的淬硬性为５４ＨＲＣ，淬透性为Ｊ５０／２１。
５６
５５
５４
ｕ５３
管５２
魁５ｌ
隧５０
４９
４８
４７
禹水冷端距离／ｎｕｎ
图８端淬曲线
组织转变产物与奥氏体化温度有关。
试样为１０ｍｍｘｌ０ｍｍｘ２０ｍｍ，加热到试验温度后保温２０ｒｎｉｎ，空冷至室温，观察心部组织。
当温度低于８５０ｏＣ时，空冷组织为铁素体加珠光体（见图９，硬度２６９ＨＢＳ）。
加热温度高于９００ｏＣ以上时，出现了下贝氏体（见图１０），硬度明显升高（４１５－－４４２ＨＢＳ）。
温度达到１０５０ｏＣ时，空冷组织为上贝氏体，硬度下降２００４年第７期（３２０ＨＢＳ）。
图１０９６０℃保温２０ｍｉｌｌ。
空冷１２００×）
３．６冲击断口分析
用扫描电子显微镜观察冲击试样的断口。
分析结果表明，断口微区形态以韧窝形为主（图１１，图１２），说明了该钢在高强度下的断裂机制为塑性断裂。
图１２２号样扫描电子像（ａｋ值７４Ｊ／ｅｒａ２）
４讨论
４．１合金元素对强韧化的影响
３８ｓｉＭｎＶＢ钢在成分设计上采用了多元少量合金化的方法（表１），不仅充分发挥合金元素的作用，而且材料成本也很低。
碳在低合金钢中是主要的强化元素。
研究近年
一３～
38SiMnVB弹簧钢的强韧化与应用研究
作者：高伟， 潘艳春
作者单位：中国第一汽车集团公司技术中心(吉林长春)
本文链接：/Conference_5400471.aspx。