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2%残氧气氛下硅对65Mn和60Si2Mn弹簧钢氧化速率的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-10-08
利用同步热分析仪，研究了残氧的体积分数为2%的气氛下，硅对弹簧钢氧化速率的影响。
高强化和高抗弹减化是弹簧钢发展的两个重要趋势。由于硅具有强烈的固溶强化作用，同时硅能抑制渗碳体在回火过程中的晶核形成和长大，改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火稳定性，显著提高弹簧钢的强度和弹减抗力，很多弹簧钢以硅为主要合金元素。硅对钢的氧化行为有明显的影响。本课题利用同步热分析仪，研究了残氧的体积分数为2%的气氛下，硅对弹簧钢氧化速率的影响。
试验材料采用65Mn和60Si2Mn热轧盘条，化学成分如表1所示。材料经900℃正火后，加工成Φ4.5mm×6mm的小样，试样初始表面不存在氧化和脱碳。经砂纸打磨并除去表面的水渍和油渍，将加热前的试样称重。利用同步热分析仪（型号STA449C）进行高温加热实验，控制氧的体积分数为2%，其他为氩气。将试样在700～1200℃保温30min，在加热和降温的过程中，都采用纯氩气保护，以避免其在此过程中的氧化。全程监控其质量的变化，利用增重方法分析其氧化过程。同时利用金相显微镜观察了氧化铁皮形貌，并测量了其厚度，利用扫描电镜观察铁皮的微观形貌和成分分析。
表1 实验材料的化学成分（质量分数，%）
| 钢种
|
C
|
Si
|
Mn
|
| 65Mn
|
0.65
|
0.25
|
1.05
|
| 60Si2Mn
|
0.58
|
1.67
|
0.75
|
结果表明：
（1）在氧的体积分数为2%的气氛下，硅元素在1170℃以下对弹簧钢的氧化有阻碍作用，而1200℃时对其有明显的促进作用。
（2）在1170℃及以下，60Si2Mn弹簧钢氧化层和金属基体之间有一硅酸亚铁层，而1200℃时该层呈液态，并渗入氧化铁皮中。
（3）在1170℃及以下，由于硅酸亚铁层的存在，阻碍了铁离子向外扩散，导致了氧化减慢。
（4）1200℃时，由于硅酸亚铁层为液态，促进了氧气或者氧离子向基体扩散，导致了氧化加重。
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