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高速列车用弹簧钢51CrV4、52CrMoV4、60Si2CrVA、60Si2MnA化学成分
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-11-29
近年来随着铁路运行的不断提速，动车组的时速已达350km，特别是货车向高速、重载方向的发展，对车辆零部件的性能提出了更高的要求。其中弹簧装置是铁路机车车辆的重要部件，能够缓和冲击，使车辆运行平稳，对保障货车的安全运行起到极其重要的作用。因而高速列车用钢弹簧同时要求有非常高的强度、刚度、疲劳极限以及一定的塑性和韧性。目前为止，同时提高钢铁材料强韧性的唯一方法便是晶粒细化。弹簧钢在生产中热处理的第一步是奥氏体化，合适的奥氏体化工艺制度是保证材料具有良好性能的前提。因此研究不同弹簧钢的奥氏体化温度对奥氏体晶粒尺寸的影响规律非常必要。
试验材料选用高速列车用4种弹簧钢51CrV4、52CrMoV4、60Si2CrVA、60Si2MnA。4种试验用钢的原始显微组织均为细小的回火屈氏体，具体化学成分见表1。从表1中可以看出，51CrV4和52CrMoV4属于Cr-V系弹簧钢，60Si2CrVA和60Si2MnA属于Si-Mn系弹簧钢，其中60Si2CrVA中含有一定的Cr和V。
表1 4种弹簧钢的化学成分（质量分数%）
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牌号
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
V
|
Mo
|
S
|
P
|
O
|
Al
|
N
|
Fe
|
|
51CrV4
|
0.53
|
0.23
|
0.93
|
1.04
|
0.100
|
0.016
|
0.009
|
0.006
|
0.0014
|
0.024
|
0.0094
|
余
|
|
52CrMoV4
|
0.51
|
0.27
|
1.08
|
1.12
|
0.080
|
0.240
|
0.007
|
0.011
|
0.0008
|
＜0.010
|
0.0073
|
余
|
|
60Si2MnA
|
0.60
|
1.90
|
0.79
|
0.23
|
＜0.002
|
-
|
0.005
|
0.005
|
0.0002
|
＜0.010
|
0.0033
|
余
|
|
60Si2CrVA
|
0.60
|
1.60
|
0.64
|
1.11
|
0.160
|
-
|
0.007
|
0.016
|
0.0008
|
＜0.010
|
0.0042
|
余
|
在4种材料的棒料上切取11mm×11mm×10mm的金相试样，在800～1100℃奥氏体保温1h后油冷淬火。试样经研磨、抛光并用饱和苦味酸＋少量缓蚀剂腐蚀，显示出原奥氏体晶界，在光学显微镜下观察组织形貌，根据GB/T6394采用单圆节点法测定材料的原奥氏体晶粒平均尺寸。透射电镜观察试样在热处理后的试样上切取。样品首先机械研磨至30μm后，用10%高氯酸＋90%冰乙酸电解液在15℃双喷减薄，电压为28V。在Philips TECNAI20透射电镜上观察材料的精细组织结构。试验结果表明：
（1）在800～1100℃温度范围内，51CrV4中的奥氏体晶粒长大趋势最小，52CrMoV4和60Si2CrVA次之，60Si2MnA最大。4种弹簧钢中的奥氏体晶粒均随温度的升高而长大，化学成分的不同导致它们长大趋势不同。
（2）4种弹簧钢中的奥氏体晶粒长大趋势均出现2个阶段，即缓慢长大阶段和快速长大阶段。奥氏体晶粒粗化温度与第二相粒子固溶温度有关，低于固溶温度时未溶第二相粒子钉扎晶界阻碍其长大；高于固溶温度时，第二相粒子溶解，使得未溶第二相粒子减少，不足以阻止晶粒长大，从而出现晶粒的快速增长阶段。
（3）51CrV4中的AlN析出相具有较高的固溶温度，是51CrV4具有最低晶粒长大倾向的根本原因。
以上资料由上海艾荔艾金属材料有限公司提供，欢迎新老客户来电洽购。
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