含钒弹簧钢55SiCrV的轧制工艺模拟研究

叶青

doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.027

含钒弹簧钢55SiCrV的轧制工艺模拟研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.027

叶青^{1, 2,}

1.
柳州钢铁集团有限公司技术中心，广西柳州 545616
2.
柳州职业技术学院机电工程学院，广西柳州 545616

基金项目: 柳州钢铁公司科技计划项目（2020BPC-012-02）

详细信息

作者简介:
叶青（1981—），女，汉族，广西鹿寨人，硕士研究生，讲师，长期从事先进金属材料热处理、控轧控冷工艺优化方面的研究，0772-3150237，E-mail：leaf-lzzy@qq.com

中图分类号: TF762, TG335
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出版历程
- 收稿日期: 2020-07-07
- 刊出日期: 2021-04-10

Simulation on rolling process of vanadium-bearing spring steel 55SiCrV

Ye Qing^{1, 2
,}

1.
Technical Center of Liuzhou Iron and Steel Group Co., Ltd., Liuzhou 545616, Guangxi, China
2.
School of Mechanical and Electrical Engineering, Liuzhou Vocational and Technical College, Liuzhou 545616, Guangxi, China

摘要

摘要: 以一种实验室冶炼的含钒弹簧钢55SiCrV为原材料，借助CCT曲线绘制、热模拟试验和金相组织观察等手段研究了55SiCrV轧制变形温度和冷却速度对其力学性能和金相组织的影响，分析确定了其合理的轧制及冷却工艺参数范围。结果表明：55SiCrV 的CCT曲线显示其马氏体生成临界冷速约3 ℃/s，马氏体生成温度Ms点约245 ℃；55SiCrV实际轧制过程中的轧制变形温度应控制低于900 ℃且冷却速度不高于5 ℃/s，这样可以避免显微组织中生成马氏体而显著恶化其疲劳性能的同时保证其获得最佳的强度和韧性匹配。
- 弹簧钢 /
- 55SiCrV /
- 轧制 /
- 变形温度 /
- 冷却速度 /
- 马氏体
Abstract: A new spring steel 55SiCrV smelted in the laboratory was used as the raw material i n this paper to investigate the effects of rolling deformation temperature and cooling speed on the mechanical properties and microstructure of 55SiCrV by means of CCT curve drawing, thermal simulation test and metallographic structure observation, and the reasonable parameters of rolling and cooling process were determined. The CCT curve of 55SiCrV shows that the critical cooling rate of martensite formation is about 3 ℃/s, and the temperature of martensite formation is about 245 ℃. The rolling deformation temperature of 55SiCrV should not be higher than 900 ℃ and the cooling rate should be lower than 5 ℃/s in the actual rolling process, which can avoid the formation of martensite in the microstructure and significantly deteriorate the fatigue performance, while ensuring the best combination of strength and toughness.
- spring steel /
- 55SiCrV /
- rolling /
- deformation temperature /
- cooling rate /
- martensite

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图 1 轧制工艺热模拟试验方案

Figure 1. Thermal simulation experiment scheme of rolling process

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图 2 55SiCrV钢CCT曲线

Figure 2. CCT curve of 55SiCrV steel

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图 3 轧制温度和冷却速度对55SiCrV力学性能的影响

Figure 3. Effect of rolling temperature and cooling rate on mechanical properties of 55SiCrV

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图 4 热模拟后典型试样金相组织

Figure 4. Metallographic structure of typical sample after thermal simulation

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表 1 试样主要化学成分

Table 1. Main chemical conpositions of used samples %

C	Si	Mn	P	S	Cr	V
0.57	1.23	0.74	0.008	0.005	0.65	0.20

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表 2 试验钢力学性能

Table 2. Mechanical Properties of test steel

R_p0.2/MPa	R_m/MPa	Z/%
616	1057	34.5

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表 3 不同冷却速度的金相组织

Table 3. Microstructures of samples after cooling at different cooling rate

冷速/(℃·s⁻¹)	金相组织	冷速/(℃·s⁻¹)	金相组织
40	马氏体	2	珠光体+铁素体
20	马氏体	1	珠光体+铁素体
10	马氏体	0.5	珠光体+铁素体
5	马氏体+珠光体	0.2	珠光体+铁素体

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表 4 控冷工艺对组织的影响

Table 4. Effect of controlled cooling process on structure

变形温度/℃	冷却速度/ (℃·s⁻¹)	显微组织
1000	15	马氏体+下贝氏体+屈氏体，如图4a
1000	10	马氏体+屈氏体+铁素体
1000	5	索氏体+马氏体+珠光体+铁素体，如图4b
1000	1	索氏体+珠光体+铁素体
950	15	马氏体+屈氏体
950	10	索氏体+马氏体+珠光体+铁素体
950	5	索氏体+珠光体+铁素体+少量马氏体，如图4c
950	1	索氏体+珠光体+铁素体，其中铁素体分布不均
900	15	索氏体+铁素体+少量马氏体
900	10	索氏体+马氏体+珠光体+铁素体
900	5	索氏体+珠光体+铁素体
900	1	索氏体+珠光体+铁素体

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