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。

本文介绍了低合金弹簧钢丝55CrSi的性能及其制造的弹簧检测项目的结果。

与传统电炉加热调质处理钢丝性能相比，55crSi钢丝经感应加热至1000℃油淬火，电炉加热至900℃保温后油淬火，分别采用不同的回火加热方式，进行不同温度的回火处理，对得到的各项性能进行如下对比。

(1)室温强度性能的比较，主要包括屈服强度、抗拉强度和弹性极限，以屈强比和弹性强比的形式进行比较:不同加热方法对钢丝的强度性能进行调质。铝棒感应加热设备比电炉加热调质钢丝具有更高的屈服强度和弹性极限。原因是感应加热可以获得细小的奥氏体晶粒，这是获得高屈服强度和高弹性极限钢丝的关键，也是反映弹簧钢丝的重要强度指标。

(2)塑性与韧性的比较，在相同硬度条件下，不同加热方法对钢丝的塑性和韧性指标进行调质。铝棒感应加热设备比电炉加热调质钢丝具有更高的塑性和韧性。造成这种现象的原因也与晶粒度有关，但也与回火组织的结构有关。铝棒感应加热设备的回火率高于电炉加热回火组织中的小索氏体和屈氏体。小索氏体和屈氏体可以显著提高强度和韧性，使钢丝具有良好的韧性。这是传统加热回火时无法获得的组织结构。

(3)对比钢丝延迟断裂特性，延迟断裂特性试验是将弹簧钢丝放入20%NH4CNS和50℃溶液中，在980MPa的应力下进行应力腐蚀试验，观察钢丝的持久断裂时间。55CrSi钢丝延迟断裂试验(FIP法)采用不同的加热方法进行调质。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的一组样品对比结果表明，前者断裂时间波动为4~20h，后者波动为1~36min。铝棒感应加热设备回火钢丝韧性高，断裂时间明显长于电炉回火钢丝。电镜断口分析硬度为53HRC的样品，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晶界断裂。当钢丝硬度小于56HRC时，感应加热回火钢丝也变成了晶界脆性断裂。

综上所述，从钢丝的强度、塑性、韧性和延迟断裂特性的对比结果来看，铝棒感应加热设备的调质钢丝优于电炉加热调质钢丝。其主要原因是前者采用快速加热进行油淬和回火处理，可以获得微小的回火索氏体和屈氏体的混合结构。这种微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。