法国弹簧钢45SiCrV6和54SiCrV6解剖分析.doc

法国弹簧钢45SiCrV6和54SiCrV6解剖分析

摘要本文对法国弹簧钢45SiCrV6和54SiCrV6的化学成分、显微组织、力学性能和非金属夹杂物进行了分析。并将54SiCrV6和国产弹簧钢54SiCr6的各项性能指标进行了对比，进而分析了这两种弹簧钢国产化的可行性。
关键词弹簧钢显微组织力学性能夹杂物

前言
45SiCrV6和54SiCrV6是辽阳克索公司从法国进口的弹簧钢剥皮材。由于进口钢材价格比较昂贵，该公司在国内寻找厂家为其生产这两种钢材。54SiCr6是东北特钢集团公司为辽阳克索公司生产的弹簧钢剥皮材，质量稳定，性能较好，所以克索公司希望这两种钢材能够在我们公司生产。为此，对45SiCrV6和54SiCrV6的化学成分、显微组织、夹杂物和力学性能进行了分析，并与东北特钢集团公司生产的弹簧钢类似品种54SiCr6进行了对比分析，分析了这两种钢材国产化的可行性。
1实验方法
辽阳克索提供的45SiCrV6和54SiCrV6剥皮材的尺寸分别为φ11.25mm和φ14.32mm，东北特殊钢集团公司生产的54SiCr6尺寸为φ14.5mm。用ARL（4660）直读光谱仪和红外C－S分析仪对45SiCrV6和54SiCrV6进行化学元素全分析。54SiCr6的化学成分为实际生产的检验结果。三种钢棒在880℃淬火后在400℃回火50分钟，然后将45SiCrV6制成φ5mm，54SiCrV6和54SiCr6制成φ8mm的标准试样各2支，在万能拉伸机上做拉伸试验，用布氏硬度机测试剥皮材的布氏硬度。在光学显微镜下观察其剥皮材的原始组织和淬、回火后的显微组织，并观察非金属夹杂物形貌，对其进行评级。
2实验结果与分析
2.1化学成分分析
三种弹簧钢的化学成分分析结果见表1。

表1三种弹簧钢的化学成分分析结果/％
钢种CSiCrVMnPSNiCuAlMoTi45SiCrV6实测0.491.460.480.100.870.0050.0120.090.180.0020.02标准0.40
0.501.30
1.700.40
0.800.07
0.250.80
0.90≤
0.025≤
0.02554SiCrV6实测0.581.530.530.110.740.0050.0180.080.170.0020.02标准0.51
0.591.30
1.700.50
0.800.07
0.250.60
0.90≤
0.025≤
0.02554SiCr6实测0.541.380.640.700.0100.0080.060.120.0100.010.006标准0.51
0.591.20
1.600.50
0.800.50
0.80≤
0.015≤
0.015≤
0.20≤
0.250.010
0.040≤
0.05
从表1可以看出，45SiCrV6和54SiCrV6在冶炼时合金元素Si、Cr和V的含量都控制在标准成分的下限，而碳和锰基本上控制在标准成分的上限。这是因为Mn相对于其他元素（Si除外，但是Si含量增加会增加钢中夹杂物的含量）能明显提高钢的强度极限［1］，而强度极限是弹簧的重要力学性能指标。正是因为如此，在铁素体相对含量较高的45SiCrV6中加入了更多的Mn元素，以提高其强度极限。
这两种钢中的杂质元素含量控制的也很低，Al的含量仅为0.002％，冶炼时采用的应该是无铝氧化法，此方法可以大幅度降低钢中杂质（氧化物）的含量，从而能很好地提高钢材的纯洁度和钢材的力学性能。从表1中还可以看出国外进口的这两种弹簧钢冶炼时的化学成分很稳定，45SiCrV6和54SiCrV6虽然是两个不同品种的钢材，但是其残余元素的含量基本相同，而且都很低。稳定的化学成分是保证钢材质量和性能稳定的最基本条件。国内钢材很难做到这一点，即使是同一品种，不同炉次的成分波动也较大，从而引起性能的不稳定。
对比54SiCrV6和54SiCr6的成分，可以看出54SiCrV6的标准成分除含少量的V外，其它的合金元素和54SiCr6的标准成分基本相同。从实际生产来看，东北特钢集团公司生产的54SiCr6的合金成分中除Cr比法国的54SiCrV6高外，其它合金元素控制得相对较低。

10μm
10μm
10μm

(a)45SiCrV6(b)54SiCrV6(c)54SiCr6
图1三种弹簧钢轧态的显微组织
10μm
10μm
10μm

(a)45SiCrV6(b)54SiCrV6(c)54SiCr6
图2三种弹簧钢热处理后的显微组织

2.2显微组织
图1为三种钢材的剥皮材（轧后）的显微组织形貌。从图中可以看出45SiCrV6和54SiCrV6钢的轧后为珠光体和少量铁素体的混合组织，显微组织均匀，而且晶粒比较细小，晶粒度均为8.0级，要细于54SiC