60si2mn弹簧等温淬火

60Si2MnA汽车板簧钢热处理工艺设计江晨辉（中国矿业大学材料科学与工程学院，材料科学12-2班14125079）摘要：在传统60Si2Mn钢成分的基础上，通过添加适量元素进行优化；采用木炭包埋的方法在1035℃保温30min板簧组织无明显恶化的情况下进行860℃余热淬火；随后进行400℃×1.5h回火，再强力喷丸并采取低温时效处理。

通过以上热处理工艺，达到减少60Si2MnA钢在加热和保温过程中的脱碳倾向，提高板簧的表面硬度、屈服强度和疲劳强度等性能的作用，同时降低成本和能耗。

关键词：60Si2MnA汽车板簧钢；脱碳；余热淬火；回火；强力喷丸；低温时效0前言随着汽车工业的快速发展，对汽车钢板弹簧钢的需求量不断增加，对其性能与质量的要求也越来越高。

中型或重型汽车的钢板弹簧，承受很大的交变应力和冲击载荷的作用。

因此板簧除了具有高的弹性极限，为了防止疲劳和断裂，还应具有高的屈服强度和疲劳强度。

碳素弹簧钢因淬透性较低，只能用于截面12～15mm以下的小弹簧，而合金钢淬透性较高[1]。

60Si2MnA作为合金弹簧钢中代表性钢号，价格低廉，是我国应用最为普遍的硅锰系合金弹簧材料，广泛用于制造汽车、拖拉机和铁路车辆上的螺旋弹簧、板弹簧及其他高应力下工作的重要弹簧[2]。

弹簧钢的力学性能主要取决于热处理工艺[3]。

本文在对传统材料60Si2Mn 成分优化的基础上，再开展60Si2MnA的表面固碳、喷丸、淬火和回火等热处理工艺的有关探究和优化，探索制造高性能板簧的高效、节能新工艺。

1材料与实验方案1.1材料60Si2MnA是常用的汽车等截面钢板弹簧材料之一，屈服强度及疲劳强度高，淬透性较好，价格低廉，且与其相关的研究较为成熟。

为了进一步提高其作为板簧的性能，通过向材料内添加V、Cr、B元素对其成分进行调整，其中V、Cr 在钢中可形成稳定的碳化物，细小弥散的碳化物可有效阻碍晶界移动，对晶粒长大起到限制作用。

60si2mn弹簧等温淬火
摘要：
I.60Si2Mn 弹簧钢简介
A.弹簧钢的定义和用途
B.60Si2Mn 弹簧钢的特点
II.60Si2Mn 弹簧等温淬火工艺
A.等温淬火的定义和原理
B.60Si2Mn 弹簧等温淬火的具体步骤
C.60Si2Mn 弹簧等温淬火的优势
III.60Si2Mn 弹簧等温淬火的应用领域
A.汽车行业
B.电子产品行业
C.机械制造业
IV.60Si2Mn 弹簧等温淬火的未来发展趋势
A.新材料的研究和开发
B.工艺技术的不断创新
C.环保和可持续发展的要求
正文：
60Si2Mn 弹簧钢是一种高强度、高韧性的合金弹簧钢，具有较高的弹性极限和疲劳强度，广泛应用于各种机械、电子、汽车等行业。

等温淬火是一种热处理工艺，通过在适当的温度和时间下进行淬火，使弹簧钢获得理想的硬度
和韧性。

60Si2Mn 弹簧等温淬火工艺具有以下优势：
1.提高弹簧的硬度：等温淬火可以使60Si2Mn 弹簧钢的硬度达到HRC50 以上，满足高强度、高韧性的要求。

2.保持良好的韧性：等温淬火可以降低弹簧钢的内部应力，提高韧性，保证弹簧在高温、高压等恶劣环境下的稳定性。

3.提高疲劳强度：等温淬火可以改善弹簧钢的疲劳性能，延长弹簧的使用寿命。

4.优化组织结构：等温淬火可以使弹簧钢的组织结构得到优化，改善其性能。

60Si2Mn 弹簧等温淬火广泛应用于汽车、电子产品和机械制造业。

弹簧钢热处理工艺
一、预备热处理
预备热处理是弹簧钢热处理工艺的重要环节，主要包括退火和正火处理。

退火处理的目的是消除钢锭中的内应力，提高钢的塑性和韧性，为后续的成型处理提供良好的材料基础。

正火处理则可以提高钢的硬度和强度，细化钢的组织结构，进一步优化弹簧的性能。

二、弹簧成型处理
弹簧成型处理是将预处理后的钢坯通过各种成型工艺加工成弹簧的形状。

在此过程中，需要控制弹簧的尺寸、形状和精度，确保弹簧的稳定性和可靠性。

常用的成型工艺包括卷制、弯曲、扭转等，成型后需要进行去应力退火处理，以消除成型过程中产生的内应力。

三、表面处理
表面处理是对成型的弹簧进行表面处理，以提高弹簧的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。

常用的表面处理方法包括喷丸强化、渗碳淬火、渗氮等。

喷丸强化是通过高速弹丸打击弹簧表面，使表面产生硬化的表面层，提高弹簧的抗疲劳性能。

渗碳淬火是将弹簧表面渗入碳元素，并进行淬火处理，以提高表面的硬度和耐磨性。

渗氮是将氮元素渗入弹簧表面，形成一层硬化的表面层，提高弹簧的耐腐蚀性和耐磨性。

四、稳定化处理
稳定化处理是指在弹簧的热处理过程中，采取一定的措施消除弹簧在使用过程中由于应力松弛而引起的形状变化。

常用的稳定化处理方法包括加热处理和老化处理。

加热处理是通过将弹簧加热到一定的温度并保持一定时间，使弹簧内部的结构更加稳定，减少应力松弛的可能性。

老化处理是在弹簧使用一段时间后，对其进行重新加热并进行短时间的保温，使弹簧内部的应力得到进一步松弛和稳定。

60Si2Mn弹簧钢的强韧化热处理、硬度、规格、保温时间1、60Si2Mn的锻造及热处理60Si2Mn锻造加热温度1050~1150℃，始锻温度1000~1100℃，终锻温度850℃2、60Si2Mn快速球化退火870℃加热淬火，然后复加热至750℃，保温5min以40℃/h的冷却速度冷却至680℃，保温30min，炉冷至550℃后空冷。

3、60Si2Mn淬火60Si2Mn过热敏感性较强，晶粒易于粗大，所以淬火温度不宜过高，油淬温度860~870℃，水淬温度840~850℃较为适宜。

由于Si为强石墨化促成元素，容易造成表面脱碳，致使耐磨性、疲劳强度显著下降，最好是在保护气氛中加热或用真空炉加热。

如无特殊设备，可采用流动粒子炉或盐浴炉加热。

60Si2Mn若用于冷作模具，采用渗碳炉加热并进行补碳淬火，将会取得很好的效果。

对于没有特殊设备，生产条件简陋的企业，采用箱式电炉并采取防氧化、防脱碳的措施，也较经济。

防氧化脱碳措施有装箱保护法、刷涂防氧化涂料法，还有一种是在炉膛内放入氯化粉（氯化铝、氯化锌、氯化铜等）溶液，加热过程中逐渐在工件表面形成合金氧化膜，此膜可保护工件，使工件避免氧化、脱碳，且膜有一定强度，当工件淬火时能自动剥离脱落，工件表面光洁。

4、60Si2Mn的回火60Si2Mn经870℃加热保温油冷淬火后，最佳回火温度为280℃5、60Si2Mn的强韧化处理对大部分冷冲模和冷镦模而言，其失效方式是由于其韧性不足而造成折断和刃口部位碎裂，采用不同的强韧化处理方法可以解决。

对于弯曲模、成形模，常要求其工作硬度为50~55HRC，此时可采用870℃加热（保温），在240℃等温保留30~40min，处理后模具硬度为52HRC左右。

超高温强韧化60Si2Mn在950℃附近淬火，可获得最好的抗压屈服强度、较高的抗弯抗压强度以及优良的耐磨性能。

60Si2Mn四序冲模采用920~950℃加热淬火，250℃盐浴回火，硬度为57~59HRC，使寿命比采用普通淬火工艺提高2~3倍。

1基本信息60Si2Mn[1]执行标准：GB/T1222-200760Si2Mn弹簧钢美国标准：A29M：2005国际标准：ISO 683-14：2004欧洲标准：EN 10089：20022适用范围60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。

60Si2Mn弹簧钢适于铁道车辆、汽车拖拉机工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250 ℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧以及汽车减震系统等。

3热处方法60Si2Mn热处理方法有等温回火和分级淬火、亚温淬火及高温回火、圆钢图片形变热处理的工艺方法。

使用该方法能有效地提高60Si2Mn弹簧钢的强韧性和使用寿命。

60Si2Mn属于弹簧钢,适宜制作汽车钢板弹簧。

4热处工艺球化退火：采用850度加热、油冷淬火、短时间等温球化工艺（790度加热25Min，急冷到680度保温1H，炉冷到500度出炉），可获得理想的球化组织。

60Si2Mn钢淬火温度正常取850度~870度，油冷。

回火温度视模具零件的硬度要求而取，如400度回火，硬度46HRC;500度回火，硬度40HRC；600度回火，硬度34HRC。

在150~160度之间回火性能得到最佳的配合，注意必须避开300度左右的回火脆性区。

要求有较高韧性的工模具、要求尺寸稳定性好的量具，回火温度可以提高到250度左右，硬度为55~60HRC，有较好的韧性。

AC1-755，Ac3=810，Ar1=700,Ar3=770,Ms-300～305，退火；750C-炉冷-HBS≤222正火；830～860C-空冷-HBS≤302淬火；870C-油-HRC>61不同温度回火后的硬度值HRC：150C-61，200C-60，300C-56，400C-51，500C-43，550C-38，600C-33，650C-29常用回火温度430～480C，水或空气，HRC45～50以下是汽车钢板弹簧热处理的参数淬火加热保温时间与厚度有关：mm/min，6.5/2，8/3，8.5-10/4，12/5回火保温时间与厚度有关：mm/min，<10/25-30，10-15/30-35，15-20/40-45，20-25/45-50。

60si2mn弹簧使用环境温度（实用版）目录1.60Si2Mn 弹簧钢的概述2.60Si2Mn 弹簧钢的加热温度范围3.60Si2Mn 弹簧钢在不同环境温度下的性能表现4.60Si2Mn 弹簧钢的适用范围正文60Si2Mn 弹簧钢是一种高强度、高弹性的弹簧材料，广泛应用于各种机械设备的弹簧制造。

本文将针对 60Si2Mn 弹簧钢的加热温度范围及其在不同环境温度下的性能表现进行探讨，以期为工程师在实际应用中提供参考。

一、60Si2Mn 弹簧钢的概述60Si2Mn 弹簧钢是我国弹簧钢型号中的一种，其中“60”表示该钢种的平均碳含量为 0.6%，“Si”代表硅元素，含量约为 2%，“Mn”代表锰元素，含量约为 1%。

60Si2Mn 弹簧钢具有较高的强度、良好的韧性和耐磨性，适合制造各种高强度、高弹性的弹簧。

二、60Si2Mn 弹簧钢的加热温度范围60Si2Mn 弹簧钢的加热温度范围一般在 1000 多到 1200 摄氏度左右。

具体的加热温度需根据生产工艺和设备要求进行调整，以保证弹簧钢的性能和质量。

三、60Si2Mn 弹簧钢在不同环境温度下的性能表现1.在高温环境下（例如 300 摄氏度以上），60Si2Mn 弹簧钢的强度和硬度会受到影响，出现软化现象，导致弹簧的弹性性能下降。

2.在低温环境下（例如 -50 摄氏度以下），60Si2Mn 弹簧钢的强度和硬度会增加，但韧性和塑性会降低，容易发生脆断。

3.在室温环境下，60Si2Mn 弹簧钢的性能较为稳定，具有良好的弹性、韧性和耐磨性，适合各种机械设备的使用要求。

四、60Si2Mn 弹簧钢的适用范围60Si2Mn 弹簧钢广泛应用于各种高强度、高弹性的弹簧制造，如汽车、摩托车、铁路车辆、纺织机械、农业机械等领域。

在实际应用中，工程师需要根据设备的使用环境和性能要求，选择合适的 60Si2Mn 弹簧钢进行设计和制造。

综上所述，60Si2Mn 弹簧钢在加热温度范围内具有良好的性能表现，同时在不同环境温度下也有较好的适应性。

弹簧钢60si2mn的最终热处理工艺
弹簧钢60Si2MN是一种蒙乃尔体系的钢，由于其具有良好的弹性和耐疲劳性，可用于制造各种弹簧、波纹管等零件。

对60Si2MN弹簧钢的最终热处理工艺应以提高其弹性和耐疲劳性和减少残余温度应力为目标，采用可能比较正确的热处理工艺，可降低因残留应力而引起的脆损失。

60Si2MN弹簧钢的最终热处理工艺一般采用回火加淬火处理，即先将材料淬火至450 - 460 ℃，然后回火至220 ℃或210 ℃，持温时间依具体情况具体考虑，通常可在1H的回火时间内完成回火处理。

然后冷却到大气温度，经撤火、回火及冷却后，该钢可达到优异的精度、强度及耐疲劳性能。

此外，为了提高60Si2MN弹簧钢的弹性和耐疲劳性能，也可以在最终热处理工艺中加入正火、空化或正火后深冷等处理工艺，以使温度均匀分布，确保具有较好的可靠性。

总的来说，60Si2MN弹簧钢的最终热处理工艺一般采用淬火、回火、回火后冷却，和可能加入的正火、空化来进行，通过此热处理工艺，可以提高其耐疲劳性能、强度和降低残余温度应力，为应用特定环境所需的高可靠性提供保证。

60Si2Mn 钢是一种中碳锰硅弹簧钢，其热处理工艺对于钢材的性能和使用寿命具有重要影响。

本文将从以下几个方面探讨60Si2Mn 钢的热处理工艺。

1. 材料特性60Si2Mn 钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的韧性和延展性。

由于含有适量的锰和硅元素，使得该钢具有良好的强度和耐磨性。

对于60Si2Mn 钢的热处理工艺需要充分考虑其材料特性，以使得钢材在使用过程中能够发挥出最佳的性能。

2. 热处理工艺热处理工艺是指通过加热和冷却等方式对材料进行调质、回火等处理，以改善材料的组织结构和性能。

对于60Si2Mn 钢，常用的热处理工艺包括正火、淬火和回火等。

正火能够提高60Si2Mn 钢的硬度和强度，但可能会降低其韧性；淬火则能够大幅增加钢的硬度，但也容易造成脆性增加；回火则能够改善钢的韧性和延展性，但会降低其硬度。

选择合适的热处理工艺对于60Si2Mn 钢至关重要。

3. 热处理参数在进行热处理时，需要考虑的重要参数包括加热温度、保温时间和冷却速度等。

对于60Si2Mn 钢，加热温度的选择要根据钢材的具体组织结构和性能要求进行合理调整；保温时间需要足够，以使得钢材的组织结构得以均匀调整；冷却速度则直接影响到钢材的硬度和韧性等性能。

4. 工艺优化在进行60Si2Mn 钢的热处理工艺时，需要充分考虑各种因素，进行工艺的优化。

可以通过合理设计加热炉和控制回火温度曲线等方式，使得钢材的热处理过程更加稳定和可控，从而获得最佳的性能和使用寿命。

5. 热处理后的性能测试在完成60Si2Mn 钢的热处理工艺后，需要进行各种性能测试，以验证钢材的性能是否符合要求。

可以进行硬度测试、冲击韧性测试和金相组织观察等，以评估钢材经过热处理后的性能表现。

60Si2Mn 钢的热处理工艺对于钢材的性能和使用寿命具有重要影响。

需要考虑材料特性、热处理工艺、热处理参数、工艺优化和性能测试等因素，以使得钢材在使用过程中能够发挥出最佳的性能。

摘要通过对60Si2Mn进行均匀化退火、奥氏体化、正火和回火处理，研究这种材料在高温退火和回火处理下得到的组织，以及对这种材料的力学性能进行测试。

通过光学显微镜(OM),硬度计对60Si2Mn组织和性能进行分析。

结果表明，珠光体的片层间距随转变温度的降低而减小，不受奥氏体化温度和奥氏体晶粒大小的影响。

珠光体是一种硬而脆的组织。

60Si2Mn在均匀化退火后可以得到均匀的组织。

在相同的时间下等温，温度越高60Si2Mn析出的碳化物等组织越多。

关键词：退火，正火，组织，性能ABSTRACTBy 60Si2Mn the homogenization, austenitizing, normalizing and tempering treatment, study the material at high temperature annealing and tempering with the next to get the organization, as well as the mechanical properties of this material for testing. By optical microscopy (OM), hardness and properties of 60Si2Mn analysis. The results show that the pearlite lamellar spacing with the transition temperature decreases, from austenitizing temperature and austenite grain size. Pearlite is a hard and brittle tissue. 60Si2Mn after the homogenization of the tissue can be uniform. At the same time the lower temperature, the higher the temperature carbide precipitation and other organizations 60Si2Mn more.Keywords:Annealing, Normalizing, Organization, Performance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章文献综述 (1)1.1 引言 (1)1.2 60Si2Mn概述 (2)1.3 等温处理 (6)1.4 力学性能 (8)第二章实验方案及过程 (15)2.1 实验方案 (15)2.2 实验过程 (15)2.2.1 试样的制备 (15)2.2.2 均匀化退火 (15)2.2.3 奥氏体化 (16)2.2.4 正火 (16)2.2.5 等温淬火 (17)2.2.6 磨样、抛光、腐蚀及拍金相照片 (17)2.2.7 硬度 (17)第三章结果分析与讨论 (18)3.1 显微组织分析 (18)3.1.1 退火组织分析 (18)3.1.2 正火组织分析 (19)3.1.3 组织比较 (19)3.2 硬度测试 (22)3.2.1 维氏硬度试验 (22)3.2.2 本实验数据及分析 (22)实验结论 (24)参考文献 (25)外文原文 (27)外文翻译 (33)致谢 (44)第一章文献综述1.1 引言60Si2Mn钢具有较强的过热敏感性，易产生淬火裂纹，且由于Si是强石墨化元素，从而呈现较明显的脱碳倾向，即使有轻微的脱碳，也会对耐磨性、疲劳强度有显著影响。