[其他]低碳马氏体型弹簧钢

说明书

本发明属于合金钢领域。主要适用于制造中、重 型车辆的等截面或板截面板簧，也可用作其它机械弹 簧。

钢板弹簧是支承车体重量，缓和震动的重要部 件，它承受一定的负荷、冲击、弯曲、扭转和交变疲劳 等多种应力作用。因此，应具有高强度和高韧性的良 好配合及优良的热成型性和热处理性能。

目前，世界各国弹簧钢的实际碳含量均在 0.4～0.7％(重量百分比)之间。且大多为油淬并 中温回火。例如美国的AISI9260、AISI9255、 AISI6152；英国的En47、En11；日本的SuP₆、SuP₇、 SuP₉、SuP₁₁；联邦德国的60SiMn₆、55Si₇、50CrV₄；我 国的50CrVA、55SiMnVB、60Si₂Mn等。这些钢虽然 都有较高的强度但其共同的缺点是韧性低，表面脱碳 倾向大，因而疲劳寿命不高；另外，热处理必须油淬， 因而消耗了可贵的能源，污染了环境，影响工人的健 康。

本发明的目的在于提供一种强度高、韧性好、表 面脱碳倾向小的水淬弹簧钢。

本发明突破了现有弹簧钢都是中碳含量的传统 局面，应用低碳马氏体理论，首次在弹簧钢中引入低 碳马氏体型钢号，并综合SiMn系和Cr-V系弹簧钢 于一体，在热处理工艺上采取水淬加低温回火，研制 成功了一种新型弹簧钢25Si₂MnCrV。新型弹簧钢 25Si₂MnCrV的具体化学成分(重量百分比)如下： 0.22～0.29％C、2.00～2.30％Si、1.20 ～1.50％Mn、0.60～0.90％Cr、 0.07～0.15％V、RE(稀土)＜0.1％，其余为Fe。

在成分上，碳含量降至0.30％以下，并与适量 的Si配合，是本发明的主要特点之一，其目的是能实 现水淬，避免脱碳和保持高的屈强比，Mn-Cr共用 除提高淬透性外，还有一定的抗腐蚀作用；添加少量 V主要是细化晶粒。

本发明的冶炼和轧制工艺与一般合金弹簧钢相 似，无特殊要求。热处理采用水淬并低温回火，这是 本发明的另一特征。淬火温度为910～950℃，加热 总时间按1～2分钟/毫米板厚计算，淬火介质为 水，水温≤50℃，回火温度为260～310℃，保温时 间≥9分钟/毫米板厚。

按照上述成分和热处理工艺生产钢板，在常温下 具有如下力学性能，即σ_b≥145kgf/mm²， σ_s≥130kgf/mm²、δ≥6％、α_k≥6kg-m/cm²。

上述性能均高于60Si₂Mn和55SiMnVB弹簧钢 的标准规定。此外，单片疲劳寿命比60Si₂Mn和 55SiMnVB弹簧钢高40％以上，且脱碳倾向小，允 许水淬，水淬时的全马氏体深度可达30毫米，故综合 性能良好。

本发明经济效益显著，淬火介质由传统的矿物油 改成水，使生产每吨钢板弹簧可省油12kg，低温回火 比传统的中温回火，每吨钢可节电19度。另外，在下 料时可提高收得率，延长切割刀具的寿命，且无公 害。

实施例

根据本发明的化学成分范围。在电炉上冶炼 3炉钢，3个钢的具体化学成分如表1。经轧制后，在 930℃水淬，300℃回火，所得的力学性能如表2。

表1.实施例钢号的具体化学成分(重量％)

表2.实施例钢号的力学性能