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超高强度悬架弹簧用钢55SiCrNb的工业试制

2022-10-21陈焕德孙国才江苏省

金属热处理 2022年9期

陈焕德, 麻 晗, 孙国才, 张 宇 (江苏省

(沙钢)钢铁研究院, 江苏 张家港 215625)

汽车行业快速发展,对减震系统用弹簧钢的性能提出苛刻要求,高强化是其中之一[1-2]。超高强度材料的应用可减轻自重、降低排放。高强化已成为汽车减震系统用弹簧钢的主要发展方向[3-4]。

55SiCr钢是制造汽车悬架弹簧的主要钢铁材料[5-6],悬架弹簧的生产工序为:热轧盘条酸洗/喷丸→拉拔→热处理(淬火+回火)→卷簧→表面处理→入库,其中热处理工艺参数对弹簧的性能尤其是强塑性匹配有重要影响[7]。55SiCr钢经热处理后,制成的钢丝抗拉强度可达1900 MPa,断面收缩率>35%,可满足1860 MPa级弹簧性能需求,但难以满足更高级别产品要求[8]。

微合金化是提升金属材料强塑性的有效手段之一,钒微合金化弹簧钢的研究已经非常广泛[9-10],但铌在中高碳钢中的研究和应用较少。铌作为常见的微合金化元素,强化效果明显,开展铌微合金化超高强度(如抗拉强度>2100 MPa)弹簧钢的研发具有重要意义。

本文设计了一种55SiCrNb钢,测定了其过冷奥氏体连续冷却相变曲线,研究了冷却速率对相变、显微组织演化规律的影响;在工业生产线上进行了φ16 mm热轧盘条的试制,并开展了拉拔及热处理试验,测试了盘条及热处理钢丝的力学性能,分析了显微组织,研究了强化机理;试验结果为批量生产高强度悬架弹簧55SiCrNb钢提供参考依据。

1 试验材料及方法

试验用140 mm方坯由300 mm×390 mm×5500 mm 的大方坯经9道次连轧开坯、修磨而成。大方坯经铁水预脱硫处理、180 t转炉炼钢、钢包精炼、大方坯连铸等工业生产过程;铸坯……

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