弹簧钢 54SiCr6 mmk

51CrV4是高级优质弹簧钢。相当于弹簧钢标准GB1222—2007中的50CrVA，只是在成分范围上要放宽些，对力学性能要求也要高一些。为了得到较高的弹性极限，弹簧钢的热处理大都采用淬火加中温回火，以便获得较为纯净的回火屈氏体组织。对淬火温度的选择是既要保证充分奥氏体化，又要保持较细的晶粒。晶粒细化能明显提高弹簧钢抗冲击的能力。由于DJ4机车螺旋弹簧用钢除要求较高的强度外，同时要求具有良好的塑性，如何使强度和塑性对立统一，都满足项目标准的要求，这就需要通过大量的试验对热处理工艺进行调整，以获得*好的力学性能，硬度及抗疲劳性能。我公司生产的50CrVA对满足国标GB/T1222—2007中的性能的要求，没有任何问题，但是对满足DJ4机车螺旋弹簧用钢51CrV4就有一定的困难。因为DJ4机车螺旋弹簧用钢51CrV4的要求比国标中50CrVA的要求要高得多，50CrVA要求屈服强度≥1130MPa，抗张强度≥1275MPa，延伸率≥10%，断面收缩率≥40%，而DJ4机车螺旋弹簧用钢51CrV4要求屈服强度≥1200MPa，抗张强度≥1400MPa，延伸率≥10%，断面收缩率≥40%。

采用脱氧控制与合成渣二次精炼相结合的夹杂物成分及形态控制技术，避免钢中形成有害夹杂物，同时能减小氧化物夹杂的粒度。用低碱度渣钢包炉精炼使硅脱氧产物转变成CaO-Al2O3-SiO2多元低熔点夹杂物，这是早被人们认识的事实，并在超纯洁弹簧钢生产中得到应用。控制钢中夹杂物组成包括脱氧控制和合成渣精炼两个方面，仅依靠脱氧控制产生的夹杂物组成有较大的波动性，因此随后的合成渣精炼促进夹杂物转变是必不可少的。钢包渣洗法脱硫脱氧工艺是依靠被钢水乳化的合成渣悬浮效应促进渣钢反应和夹杂物去除钢包精炼时吹氢或电磁搅拌，一方面使钢液中夹杂物聚集和上浮去除，另一方面钢水流动时对渣层的冲刷有可能使渣滴卷入钢杂物液。当夹杂物的去除速度大于卷入的渣滴使夹杂物增加的速度时，钢中总氧量是下降的。经过二次精炼以后，钢中的夹杂物由3部分构成：脱氧产物，卷入钢中的残渣和变性夹杂物。随精炼时间延长，夹杂物中脱氧产物的比例越来越少，变性夹杂物的比例越来越高。这种夹杂物变性过程只对钢中一次脱氧产物和因钢液温度下降脱氧平稳移动产生的二次脱氧产物有效，它不能改变钢水凝固时产生的三次脱氧产物的成分。控制钢液中*终[Al][Ca]含量使钢液凝固析出的三次脱氧产物为具有塑性组成的CaO-Al2O3-SiO2多元低熔点夹杂物是现代夹杂物形态控制技术的关键。

两种不同精炼工艺条件下生产的弹簧钢棒材表层的夹杂物*大厚度分布如图，表明工艺2生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布明显优于工艺1生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布。
工业试验采用两种不同的二次精炼制度，尽管工艺Ⅰ生产的弹簧钢的T低于用工艺Ⅱ生产的弹簧钢的T，但用图象分析仪对这两种工艺生产的棒材中的夹杂物尺寸分布分析表明，工艺2生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布明显优于工艺1生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布。目前，越来越多的钢厂改变过去将ASEA-SKF，VAD主要用来减少夹杂物的做法，而是利用ASEA-SKF，VAD的精炼合成渣来控制夹杂物的组成，形态和分布(变性处理)，消除不变形和有害夹杂物。神户制钢的ASEA-SKF处理工艺是夹杂物变性处理方法的代表。这种工艺用电弧使钢水保持适当温度控制夹杂物，同时采用电磁搅伴去除夹杂物。另外，为了消除不可避免混入的铝产生的不良影响，控制钢水加热和搅伴时钢包顶部渣子的组成。

通过调整渣子碱度，将钢中氧含量控制在*适宜值，可使混入的铝产生的夹杂物由高熔点的Al2O3，CaO·Al2O3，MgO·Al2O3等转变成象CaO·Al2O3·SiO2·MnO这样在热轧时易变形的低熔点复合夹杂物。随着大量塑性夹杂物增加，Al2O3等脆性夹杂物大幅度减少。因此，这种处理方法的关键是控制渣子的碱度以控制钢中的氧含量，同时控制混入的铝和Al2O3。住友金属小仓钢厂*近开发了一种新的超纯洁气门弹簧钢的生产工艺。其工艺特点如下；用硅代替Si2Al脱氧，以减少富Al2O3夹杂物；改变钢包耐火材料的成分，以减少Al2O3夹杂物；使用碱度严格控制的专用合成渣，以控制夹杂物的化学组成；连铸法可细化夹杂物，特别是细化线材表面层的夹杂物。生产结果表明，有害不变形Al2O3夹杂含量明显降低，而且剩余夹杂物组成是低熔点和易变形的CaO·SiO2·Al2O3复合夹杂，表层和中心的夹杂物尺寸明显减小，夹杂物总量下降。住友电气工业公司(SEI)还成功地开发出一种没有加热装置的小容量钢包精炼工艺。其主要特点是渣子快速精炼。钢包炉中进行快速精炼的技术关键是要有高的搅拌能力及合适的精炼渣。低碱度渣可将高碱度渣的极限Al2O3量降低约一半，明显降低线材中大型夹杂物的数量，比高碱度渣的低1/10；盘条中的夹杂物*大尺寸一般小于15m，消除了大夹杂物对疲劳性能的影响。试验表明，采用此工艺，气门弹簧钢丝的疲劳寿命要比以往工艺提高10倍。

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