65Mn彈簧鋼淬火與回火
2015-08-13 09:35??????點擊：
65MN彈簧鋼淬火與回火處理
摘要：通過對65MN彈簧鋼作為制動彈簧的研究，了解其對熱處理加工工藝的要求。要使彈簧鋼符合作為制動彈簧的要求，要對65Mn作相關的處理以提高其力學性能。研究表明：當此類彈簧鋼進行相關熱處理可以增加其屈服強度以及屈服強度比，提高其壽命，達到作為制動彈簧的要求。
關鍵詞：65Mn；等溫淬火；回火；制動彈簧；噴丸；應用
一. 對65Mn彈簧鋼的了解
1. 65Mn力學性能：如下圖
δs/MPa δb/Mpa δ(%) ψ(%) HRC
≥785 ≥980 ≥9 ≥35 21-24
2. 65Mn化學成分：如下圖
| 牌號 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu |
| 不大于 | ||||||||
| 65Mn | 0.65 | 0.21 | 1.05 | 0.035 | 0.035 | 0.20 | 0.30 | 0.25 |
3.65Mn的臨界點
| 臨界點 | A1 | A2 | A3 |
| 溫度 | 720 | 740 | 270 |
二. 彈簧鋼作為制動彈簧的質量要求：
1. 材料
彈簧材料應為Ⅰ、Ⅱ組碳素彈簧鋼絲繞制而成。
2. 硬度
經淬火、回火處理的冷卷彈簧，其硬度值在44-52HRC范圍內 選取。特殊情況下，其硬度值可擴大選取范圍到55HRC。
3. 外觀質量要求
彈簧表面應經發黑處理，鋼絲表面應光滑，不允許有裂紋、氧化 皮、銹蝕等缺陷；彎鉤轉彎處不得有傷痕；冷卷彈簧不允許有深度超出材料直徑公差之半的個別壓痕、凹坑和刮傷。
4. 有工作極限負荷要求的拉伸彈簧在工作極限負荷下不允許有永久變形。
三. 怎樣做才能達到要求：
1. 材料的選?。禾妓貜椈射?5Mn滿足其要求
2. 熱處理工藝：首先65Mn的等溫轉變曲線于下圖所示：
2-1：對65Mn的淬火處理：
2-1-1：溫度的選擇：由于65Mn彈簧鋼的含碳量為0.63%，屬于亞共析鋼。對于淬火加熱溫度的選取，由于A3臨界溫度為740℃，而亞共析鋼的淬火加熱溫度為t=A3+30~70℃,當選擇840℃時，會使鋼的氧化脫碳嚴重奧氏體晶體粗化，淬火后馬氏體晶粒粗化，從而降低了鋼的硬度，脆性增加。而當選擇820℃以下是還有少部分鐵素體沒有熔化。所以經過綜合考慮選擇830℃最為合適。
2-1-2：淬火冷卻介質的選擇：鹽浴爐中加熱4~5分鐘
2-1-3：采用等溫淬火的方法進行淬火.因為制動彈簧的表面要求較高，而通過等溫淬火可以得到下貝氏體嗎，具有良好的綜合力學性能，其強度，韌性，硬度都較高，最重要的工件不易開裂。
2-1-4：對等溫溫度的選擇：由于是等溫淬火，所以對等溫溫度的選擇應該高于Ms，即溫度>270℃，通過查找資料得出高于280℃時，其有關力學性能出現下降情況，所以我認為去280℃比較合適。
總結：經過上述工藝的選擇加工，將奧氏體化的樣品放入硝鹽介質中等溫7~10分鐘，然后取出空冷.經過加工后的樣品力學性能如下圖
| 溫度 | 抗彎強度 | 硬度 |
| 260 | 5650 | 59 |
| 270 | 5890 | 56 |
| 280 | 6150 | 55 |
| 300 | 5025 | 53 |
注：抗彎強度與撓度可以分別反映強度和塑性，且成正相關。
由圖可知力學性能提高，但硬度不滿足制動彈簧的要求。故還需進一步處理。
2-2：對65Mn的回火處理：
回火溫度和硬度的關系如下：
溫度（℃） 150 200 300 400 500 550
硬度（HRC） 61 58 54 47 39 34
由圖可知，當回火溫度在300~400℃時，可以使彈簧鋼的硬度達到制動彈簧的要求。
由教材所提供的資料，鋼的力學性能隨回火溫度變化曲線可知（雖然為含碳量0.82%鋼曲線，我認為對于含碳量為0.63%65Mn有類似的性質），此時采用的中溫回火可以得到回火托氏體，這時的樣品具有較高的屈服強度比，彈性極限和高韌性。
3. 對于彈簧鋼的高要求表面質量，我們可以采取應力噴丸處理，消除表面或減輕前面熱處理帶來的缺陷，大大提高使用壽命和疲勞極限。
四. 結論：通過對65Mn熱加工處理可以使其具有作為較好制動彈簧 的條件,而且其性能得到大幅度提高，適用壽命也有較大提高。對其使用范圍擴大，對其在汽車方面的應用有加強作用。
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