一種提高彈簧鋼力學性能的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種提高彈黃鋼力學性能的熱處理工藝。
【背景技術】
[0002] 熱處理是改善力學性能的主要手段，對于大多數彈黃鋼，其傳統工藝為油渾-中 溫回火，該工藝能保證具有較高的強度和彈性疲勞極限，但由實踐可知該工藝常常出現性 能不穩定的現象。為了使該彈黃鋼具有更好的綜合性能，近年來，科研工作者開發出來了越 來越多的新工藝。本文將采用兩種新工藝與傳統工藝對比來研究送Η種熱處理工藝對該彈 黃鋼組織及性能的影響。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是：提供一種提高彈黃鋼力學性能的熱處理工藝，已解 決現有技術的不足。
[0004] 本發明的技術方案是：一種提高彈黃鋼力學性能的熱處理工藝，彈黃鋼在87(TC 進行渾火，渾火保溫時間為30min，渾火介質采用油冷，然后28(TC鹽浴等溫化，油冷即可或 420°C回火。
[0005] 最佳工藝為；彈黃鋼在87(TC進行渾火，渾火保溫時間為30min，渾火介質采用油 冷，然后28(TC鹽浴等溫化，油冷即可。
[0006] 本發明的有益效果；經過3種不同熱處理工藝處理后的試驗結果表明，工藝2處理 后的60Si2化VAT彈黃鋼綜合力學性能最好，送是由于經工藝2處理的60Si2化VAT彈黃鋼 組織中含有的馬氏體保證了其較高的強度，較多的殘余奧氏體及下貝氏體使其具有了良好 的塑初性。【附圖說明】 圖1為不同熱處理下的60Si2化VAT的顯微組織。
【具體實施方式】
[0007] 本試驗采用的材料是60Si2化VAT彈黃鋼，其化學成分如下表1.
2.熱處理工藝 具體的熱處理工藝如表2.
3.試驗結果及分析 (1)對力學性能的影響 將熱處理后的試樣加工成標準拉伸試樣，然后在INSTRON 8501試驗機上進行拉伸試 驗。試驗結果如表3。
[0008] 由表3可W看出，工藝1 (傳統工藝)雖然保證了材料較高的強度，但是塑初性卻相 對較低低。而經工藝2處理后其沖擊初性、強度和硬度較其他兩個工藝明顯提高，并且也具 有良好的塑性。由于傳統工藝與工藝3均進行了回火處理，在回火過程中，殘余奧氏體大量 分解，使得殘余奧氏體體積分數明顯降低，殘余奧氏體量的減少是導致材料塑初性下降的 主要原因。據文獻可知殘余奧氏體對材料的塑初性起著極重要的作用，一方面是由于相變 誘發塑性的作用，另外在變形過程中，殘余奧氏體可W不斷地吸收相鄰馬氏體板條中的位 錯，使得馬氏體中的平均位錯密度降低，并且殘余奧氏體還可W有效地阻止微裂紋傳播。在 均勻變形階段，殘余奧氏體吸收位錯效應強化了馬氏體相的變形能力，送也是導致材料塑 初性增加的一個重要原因。因此，工藝2中較高的殘余奧氏體含量保證了材料良好的塑初 性。回火過程中馬氏體發生分解，馬氏體中的固溶碳含量降低，在形成回火馬氏體過程中， 鋼的強化機制由固溶強化變成了析出強化，由于第二相析出強化效應低于固溶硬化效應， 因此回火后，鋼的強度、硬度明顯降低。故經工藝2處理后的60Si2化VA彈黃鋼具有良好的 綜合性能。
[0009] (2)對顯微組織的影響 將熱處理后試樣用線切割切成金相試樣，經磨制，拋光后利用4%硝酸酒精進行腐蝕， 最后用金相顯微鏡進行觀察。各個不同熱處理狀態下得到的金相圖如圖1所示。
[0010] 圖1即為Η種熱處理工藝狀態下鋼的顯微組織。利用金相顯微鏡并配合X射線應 力測定儀，結果表明，經工藝2處理的顯微組織主要為馬氏體、少量貝氏體W及薄膜狀的殘 余奧氏體。鋼經奧氏體化后第一次油渾時形成了一定量的馬氏體，并且使鋼的溫度降低，在 隨后的等溫過程中部分未轉變的奧氏體轉變為強初性高的下貝氏體組織。由于本實驗中所 用彈黃鋼中的Si含量較高，Si元素有效地抑制了碳化物的析出，使得在等溫過程中碳從馬 氏體向殘余奧氏體中發生了擴散，使殘余奧氏體富碳，降低了鋼的Ms點，從而提高了殘余 奧氏體的穩定性，冷卻至室溫時獲得了較多的殘余奧氏體量。經傳統工藝處理所得彈黃鋼 的組織為回火馬氏體和少量殘余奧氏體，工藝3處理的彈黃鋼組織是回火屈氏體。
[0011] 經過3種不同熱處理工藝處理后的試驗結果表明，工藝2處理后的60Si2化VAT彈 黃鋼綜合力學性能最好，送是由于經工藝2處理的60Si2化VAT彈黃鋼組織中含有的馬氏體 保證了其較高的強度，較多的殘余奧氏體及下貝氏體使其具有了良好的塑初性。
【主權項】
1. 一種提高彈簧鋼力學性能的熱處理工藝，其特征在于：彈簧鋼在870°c進行淬火，淬 火保溫時間為30min，淬火介質采用油冷，然后280°C鹽浴等溫3h，油冷即可或420°C回火。2. 根據權利要求1所述的一種提高彈簧鋼力學性能的熱處理工藝，其特征在于：最佳 工藝為：彈簧鋼在870°C進行淬火，淬火保溫時間為30min，淬火介質采用油冷，然后280°C 鹽浴等溫3h，油冷即可。
【專利摘要】本發明公開了一種提高彈簧鋼力學性能的熱處理工藝，其特征在于：彈簧鋼在870℃進行淬火，淬火保溫時間為30min，淬火介質采用油冷，然后280℃鹽浴等溫3h，油冷即可或420℃回火。最佳工藝為：彈簧鋼在870℃進行淬火，淬火保溫時間為30min，淬火介質采用油冷，然后280℃鹽浴等溫3h，油冷即可。
【IPC分類】C21D9/02, C21D6/00, C21D1/18
【公開號】CN105525077
【申請號】CN201410517701
【發明人】魏澤民, 郭梅
【申請人】魏澤民
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月30日