铝棒感应加热设备调质处理弹簧钢丝的性能特点

        铝棒感应加热设备调质处理弹簧钢丝的性能特点

        以下先容低合金弹簧钢丝55CrSi的性能和用其制造的弹簧的 检测项目的结果。

        铝棒感应加热设备与传统电炉加热调质处理钢丝性能的比较，55CrSi钢丝经感应加热*1000℃油淬火，电炉加热*900℃保温后油淬火后，分别以不同的回火加热方式，进行不同温度的回火处理，将得到的各项性能做如下的对比。

        (1)室温强度性能的对比，室温强度性能主要包括屈服强度、 抗拉强度、弹性极限三项性能，分别以屈强比、弹强比的形式进行 对比：不同加热方法调质处理钢丝的强度性能对比结果。铝棒感应加热设备比电炉加热调质处理的钢丝 有更高的屈服强度和弹性极限。其原因是感应加热可以获得细小的奥氏体晶粒，这是得到高屈服强度和高弹性极限钢丝的关键所在，也是反映弹簧钢丝*重要的强度指标。 

        (2)塑性和韧性的对比，茌相同硬度条件下， 不同加热方法调质处理钢丝的塑性和韧性指标的对比。铝棒感应加热设备比电炉加热调质处理的钢丝具有更高的 塑性和韧性。产生这种现象的原因同样与晶粒度有关，但与此同时 还和回火组织的结构有关。铝棒感应加热设备回火比电炉加热回火组织中细小的索氏体与屈氏体所占比例要高，细小的索氏体与屈氏体能显著地提高强度的同时，还能提高韧性，使钢丝具有很好的强韧比。这是传统加热回火时不能得到的组织结构。

        (3)钢丝的延迟断裂特性的对比，延迟断裂特性试验是将弹簧钢丝在980MPa的应力下，置于20% NH4CNS、50℃的溶液中，进行应力腐蚀试验，观察钢丝持久断裂时间。不同加热方法调质处理的55CrSi钢丝的延迟断裂试验（FIP法）。铝棒感应加热设备回火钢丝晶粒尺寸为120nm， 硬度为50HRC；电炉加热回火钢丝晶粒尺寸为220nm，硬度为 50HRC的一组试样的对比结果可知，前者的断裂时间波动在4～ 20h，后者波动在1～36min。铝棒感应加热设备回火钢丝具有高的韧性，其断裂时间明显比电炉回火钢丝长。对硬度 为53HRC的试样进行电镜断口分析，结果表明：感应加热回火钢丝样品为塑性断裂，电炉加热回火钢丝样品为沿晶界断裂。当钢丝硬度小于56HRC时，感应加热回火钢丝也变为沿晶界脆性断裂。

        综上所述，从钢丝的强度、塑性、韧性和延迟断裂特性等方面的对比结果来看，铝棒感应加热设备调质处理的钢丝优于电炉加热调质处理 钢丝。其主要原因是前者采用快速加热进行油淬与回火处理工艺，可以获得组织细小的回火索氏体与屈氏体混合结构。这种细小的组织结构赋予钢丝高屈服强度、高弹性极限、高疲劳强度和良好的韧性、良好的塑性等综合力学性能。