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金屬Mg對高碳軸承鋼S8Cr4Mo4V碳化物及熱塑性的影響化學(xué)成分力學(xué)性能
S8Cr4Mo4V鋼是一種新型的高碳軸承鋼,由于其具有較高的純度要求(如[O]≤7μg/g,Ti≤40μg/g)及較嚴格的碳化物級別要求(低于5級),故使得該鋼種的使用壽命得到大幅度提高,該鋼在某發(fā)動機的重要部件上得到了廣泛應(yīng)用。為了更好地滿足其各項性能,科研人員通過在鋼中添加不同含量的Mg,改善了碳化物的形態(tài)和分布,而且還使碳化物級別大幅降低,提高了該鋼的高溫塑性及熱加工溫度。
試驗鋼采用雙真空冶煉生產(chǎn),真空感應(yīng)爐冶煉澆鑄Φ250mm電極棒→退火→真空自耗爐重熔Φ406mm錠→退火、扒皮→中切→鍛造Φ90mm線材和110mm方坯→軋制成Φ55mm、Φ50mm。試驗采用3種不同Mg含量的試樣分別進行生產(chǎn),具體成分如表1所示。
表1??3種試樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù),%)
實驗組 |
C |
S |
Cr |
Mo |
V |
Ti |
O |
Mg |
標準 |
0.75~0.85 |
≤0.005 |
3.5~4.2 |
3.5~4.2 |
0.8~1.2 |
≤0.004 |
≤0.007 |
- |
Ⅰ組 |
0.81 |
0.002 |
3.86 |
4.18 |
1.01 |
0.0023 |
0.0004 |
0 |
Ⅱ組 |
0.81 |
0.002 |
3.95 |
4.16 |
1.025 |
0.0024 |
0.0004 |
0.001 |
Ⅲ組 |
0.78 |
0.0015 |
3.92 |
4.07 |
1.0 |
0.0061 |
0.0004 |
0.0035 |
在退火后的3組Φ406mm自耗錠上分別切取30mm厚的試片,在1/4處切取200mm×200mm金相試片,同時沿直徑方向切取高溫拉伸試樣加工成Φ5mm的高溫拉伸試樣,在高溫拉伸機上分別進行950、1000、1025、1050、1075℃高溫瞬時拉伸試驗,并對其組織進行金相觀察。最后,分別對鍛造成品Φ90mm線材及軋制成品Φ55mm、Φ50mm碳化物級別、高倍夾雜物及低倍組織進行測定。
試驗結(jié)果表明:(1)向S8Cr4Mo4V鋼中添加適量的金屬Mg可改善碳化物的形態(tài)分布,可提高鋼的熱塑性(達50%~70%),同時使鋼的塑性區(qū)推向更高溫度。(2)采用鐓拔工藝加大鍛比法,可使生產(chǎn)成本提高,而通過向S8Cr4Mo4V鋼中添加Mg,既可保證改善碳化物形態(tài),不會惡化鋼的冶金質(zhì)量,而且不會使成本升高,是一種理想的方法。
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