回火溫度對60Si2CrVAT彈簧鋼組織及性能的影響

隨著汽車的輕量化和高性能化以及高鐵運行速度的不斷提高，對彈簧的使用要求越來越高，彈簧鋼是制造各類彈簧及彈性元件的最主要材料，其中用量最大、應(yīng)用最為廣泛的是中高碳低合金彈簧鋼。60Si2CrVAT鋼屬于中碳低合金彈簧鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能，強度高，主要用來制造承受高載荷、耐沖擊、耐高溫的彈簧。本次工作研究了60Si2CrVAT彈簧鋼對于910℃淬火保溫30min的熱處理條件，不同回火溫度下組織及力學(xué)性能的變化規(guī)律，為優(yōu)化該鋼的熱處理制度提供理論依據(jù)。

試驗用鋼為Φ9mm的60Si2CrVAT彈簧鋼，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為C0.56，Si1.57，Mn0.65，Cr1.14，V0.17，P0.012，S0.007。用線切割機在彈簧鋼上截取一定數(shù)量的試樣，經(jīng)900℃保溫60min退火。材料水淬比油淬發(fā)生開裂現(xiàn)象的概率大，因此將試樣加熱至910℃保溫30min后取出油冷淬火，然后將試樣分別在400、430、460、490和520℃進行回火處理，保溫時間均為60min，試樣出爐后油冷。

所有熱處理試驗均采用箱式加熱爐，將經(jīng)過熱處理后的試樣按照GB/T228.1-2010加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在Instron8501上進行拉伸試驗，檢測不同熱處理工藝下該彈簧鋼的抗拉強度、非比例延伸強度、伸長率、斷面收縮率；在顯微維氏硬度計上測定不同回火溫度下試樣的硬度值；用AMI-21型奧氏體測量儀測定殘留奧氏體量；對制成的金相試樣采用掃描電子顯微鏡觀察分析不同回火溫度下材料的組織形貌。研究結(jié)果表明：

（1）60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)910℃保溫30min油冷淬火+430℃保溫60min油冷回火處理后，綜合力學(xué)性能相對較佳，Rm=1993MPa，Rp0.2=1620MPa，A=9%，Z=32%。

（2）回火溫度為400～520℃，抗拉強度、非比例延伸強度及硬度隨回火溫度的升高而下降，伸長率和斷面收縮率隨溫度升高呈現(xiàn)先升后降的變化。當(dāng)回火溫度為430℃時，應(yīng)變硬化指數(shù)n值最大為0.086。組織均為回火屈氏體，隨回火溫度升高，針葉狀鐵素體有長大趨勢，殘留奧氏體大量分解。