专利名称:新型水淬弹簧钢35SiMnB及其制造工艺的制作方法
本发明属于合金弹簧钢领域。主要用于制造车辆(包括汽车和火车)的钢板弹簧及其它机械弹簧。钢板弹簧是支承车体重量的重要部件，它承受弯曲、扭转、冲击和交变疲劳应力，故要求具有较高的強度，良好的韧性和好的工艺性能。
目前，世界各国车辆、机械上所用的弹簧钢绝大部分采用硅锰钢，在调质状态下使用。如日本的SUP6、SUP7;美国的SAE9260英国的En45A;苏联的55CГ、60Г;中国的55Si2Mn和60Si2Mn等(见表1)。这些钢的不足之处是(1)強度虽高，但韧性低;(2)碳、硅含量较高，脱碳倾向大，降低了疲劳寿命;(3)为防止淬火过程中的变形和淬裂，必须采用油淬;(4)淬透性满足不了大截面(＞12毫米)的要求。
与本发明相近的钢种有35SiMn(见表1)，但由于淬透性低不适宜做车辆或机械弹簧。
本发明首次在弹簧钢中应用低温回火马氏体的技术理论并结合我国资源情况在化学成分上采取适量的碳、硅、锰和硼的含量，在热处理工艺上采用水淬和低温回火，研制成功了一种新型水淬弹簧钢35SiMnB。它突破了长期来在弹簧钢中采用较高的碳和在回火屈氏体组织状态下使用的传统局面，它与常用的硅锰弹簧钢相比有如下几个优点(1)脱碳倾向小;(2)水淬不淬裂，经济效益显著;(3)淬透截面大，可达30毫米以上;(4)低温回火马氏体旣有高的強度又有良好的韧性，它的综合机械性能和生产工艺性能都优于60Si2Mn和35SiMn钢。
基于上述原理，本发明新型水淬弹簧钢35SiMnB化学成分如下(重量%)
C Si Mn B P S 余为0.30～0.42 1.0～1.6 0.9～1.4 0.0005～0.0035 ＜0.04 ＜0.04 Fe在成分上采取适量的碳、锰和加微量的硼是本发明的主要特点之一，其目的是为了避免脱碳、水淬变形、淬裂和获得适量的板条状马氏体。碳控制在0.30～0.42%;加入硼是为了提高钢的淬透性，硼对过冷奥氏体动力学转变曲线有显著影响，使C曲线往右移，从而提高了钢的淬透性，使淬透截面达到30毫米以上，而常用的60Si2M弹簧钢淬透截面小于12毫米。
工艺上本发明35SiMnB钢可采用电弧炉、氧气转炉或平炉冶炼。炼钢工艺一般;轧钢时开轧温度不超过1200℃，终轧温度大于850℃。热处理采用水淬、低温回火，这是本发明的另一主要特征。淬火温度850～900℃，保温时间2～4分钟/毫米计算，冷却方式采用水冷，水温小于80℃;回火温度为200～350℃，保温时间大于8分钟/毫米，冷却后对板簧进行喷丸处理。
根据上述成分和工艺生产的钢板弹簧具有如下的机械性能σb公斤/毫米2σs公斤/毫米2δ% φ% αk公斤米/厘米2≥180 ≥140 ≥7 50 ＞6上述性能显然优于60Si2Mn和35SiMn钢(见表1)。
实施本发明，经济效果显著。35SiMnB钢与常用的60Si2Mn钢相比，由于成分上采用了适量的碳、锰和添加微量的硼，使其旣具有好的淬透性，较高的強度，又有良好的韧性;热处理时旣可以采用水淬又不发生变形和淬裂的现象，它突破了以往弹簧钢只用油淬，不用水淬的传统的工艺，本发明35SiMnB钢由于采用水淬而不用油淬，生产每吨钢板弹簧至少可省油12公斤，采用低温回火比传统工艺节电19度。按每年生产钢板弹簧20万吨计算，可省油2400吨，节电380万度。此外，实施本发明还可以提高劳动生产率，改善劳动条件，减少环境污染。
实施例在碱性电弧炉上冶炼了5炉本发明钢种，其具体成分如表1。冶炼时氧化期采用矿石-吹氧法脱磷、脱碳、除气，还原期采用碳粉或矽铁粉渣精炼脱氧和合金化。
表1 钢的化学成分
表2 钢的热处理工艺及其机械性能
钢锭开轧温度为1080～1140℃，终轧温度不小于850℃;钢坯开轧温度为1030～1070℃，终轧温度为800～900℃。轧后缓冷。轧后硬度为HB240～249。钢的处理工艺及其机械性能列于表2。
权利要求
1.SiMn系弹簧钢其特征在于控制合适的C、Si、Mn、B的含量，使之具有良好的综合机械性能。
2.根据权利要求
1所述的弹簧钢，其具体成分如下0.30～0.42%C，1.00～1.60%Si，0.90～1.40%Mn，0.0005～0.0035%B，≤0.04%P和S，余为Fe。
3.SiMn系弹簧钢的制造方法为调质热处理，淬火采用水淬，回火采用低温回火。
4.根据权利要求
3所述的制造方法，其特征在于调质处理工艺为淬火温度850～900℃，保温时间2～4分/毫米，水冷，水温小于80℃，回火温度200～350℃，保温时间大于8分/毫米。
专利摘要
本发明属于合金弹簧钢及其制造工艺。主要用于车辆钢板弹簧和其它机械弹簧。本发明通过对C、Si、Mn和B元素含量的控制，突破了硅锰弹簧钢只能油淬，并在回火屈氏体组织状态下使用的传统观念，而是采用水淬和低温回火，获取马氏体组织，从而具有强度高、韧性好的综合机械性能。
文档编号C21D9/02GK85100662SQ85100662
公开日1986年7月30日 申请日期1985年4月1日
发明者刘建纲, 袁一中, 李淑英, 李椿静, 廖代明, 陈德修, 吴观程, 薛欣丽, 李秀贞 申请人:冶金部钢铁研究总院, 重庆红岩汽车弹簧厂, 重庆特殊钢厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan