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彈簧鋼
?60CrMnA
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化學(xué)成分:
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C碳
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Si硅
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Cr鉻
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Mn錳
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Mo鉬
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V釩
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W鎢
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Ni?鎳
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P磷
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S硫
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材料名稱：?60CrMnA彈簧鋼
標(biāo)準(zhǔn)：GB/T?1222-1984
●特性及適用范圍：
較高強(qiáng)度、塑性和韌性，淬透性較好，過(guò)熱敏感性比錳鋼低、比硅錳鋼高，脫碳傾向比硅
錳鋼小，回火脆性大。用于車輛、拖拉機(jī)工業(yè)上制作負(fù)荷較重、應(yīng)力較大的板簧和直徑較
大的螺旋彈簧。
●化學(xué)成份：
碳?C?：0.56～0.64
硅?Si：0.17～0.37
錳?Mn：0.70～1.00
硫?S?：≤0.030
磷?P?：≤0.030
鉻?Cr：0.70～1.00
鎳?Ni：≤0.35
銅?Cu：≤0.25
●力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度?σb?(MPa)：≥1225(125)
條件屈服強(qiáng)度?σ0.2?(MPa)：≥1078(110)
伸長(zhǎng)率?δ5?(％)：≥9(供參考)
斷面收縮率?ψ?(％)：≥20
硬度?：熱軋,≤321HB;冷拉+熱處理,≤321HB
●熱處理規(guī)范及金相組織：
熱處理規(guī)范：淬火830～860℃,油冷;?回火460～520℃。
●交貨狀態(tài)：熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態(tài)交貨，冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨。
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焊接工藝
氬弧焊對(duì)焊工藝
為了減小電極的消耗，選擇直流正接進(jìn)行線材的對(duì)焊試驗(yàn)，即選用直流電源，線材接電源的正極，鎢極接電源的負(fù)極。? 含1%或2%氧化釷的鎢極發(fā)射電子效率高，電流承載能力好，且抗污染性能好，引弧容易并且電弧比較穩(wěn)定。為了便于操作，選擇直徑為2?mm的較細(xì)的釷鎢極，并且電極前端磨尖。? 由于氬氣較低的電弧電壓特性對(duì)于薄板和線材的手弧焊特別有益，因此選擇氬氣做保護(hù)氣體。? 試驗(yàn)選用直流手工氬弧焊機(jī)，焊接前，將鋼絲兩端頭仔細(xì)磨平，為防止焊點(diǎn)產(chǎn)生氣孔，用丙酮將端頭油污清洗干凈。將兩端磨平的線材放在平整潔凈的對(duì)正板上，使兩端頭對(duì)正，接頭處不留間隙，用壓鐵壓住接頭兩側(cè)。將線材接焊機(jī)正極，鎢極接負(fù)極，分別將電流調(diào)至20?A，15?A，10?A，8?A進(jìn)行焊接。焊接時(shí)，在接頭旁邊引燃點(diǎn)弧并使之燃燒穩(wěn)定，將電弧移至接頭處使接頭金屬熔化后迅速將電弧熄滅，同時(shí)輕微施加頂鍛力，冷卻后即完成焊接過(guò)程，焊接過(guò)程中不使用填充焊絲。? 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焊接電流為20?A時(shí)，電弧燃燒劇烈，接頭處金屬飛濺嚴(yán)重，焊點(diǎn)塌陷嚴(yán)重。當(dāng)電流調(diào)至15?A時(shí)，電弧燃燒較平穩(wěn)，熔池飛濺少，但焊縫仍有塌陷。但電流降至10?A時(shí)，引弧容易，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫處沒(méi)有塌陷現(xiàn)象。圖2為焊接電流10?A時(shí)，用數(shù)碼相機(jī)在Leica?MZ6型體視顯微鏡下拍下的焊接接頭形狀。可以看出，接頭的圓柱度較好，將其打磨后能滿足線鋸的要求。當(dāng)電流調(diào)至8?A以下時(shí)，引弧困難且電弧不穩(wěn)定，難以完成焊接過(guò)程。?
焊接接頭試驗(yàn)
由于60CrMnA鋼具有過(guò)熱傾向，因此焊接熱影響區(qū)對(duì)接頭的力學(xué)性能影響很大。直徑0.7?mm的65Mn鋼絲經(jīng)氬弧焊對(duì)焊后接頭處非常硬脆，輕輕折彎焊點(diǎn)處，就會(huì)在熔合線或焊縫處脆斷，斷口呈明顯的脆性斷裂形貌。所得接頭由焊縫和熱影響區(qū)組成，沿接頭軸線測(cè)試從焊縫中心至母材各個(gè)區(qū)域的顯微硬度。測(cè)量結(jié)果表明，從母材到熱影響區(qū)及焊縫中部，顯微硬度急劇增加，焊縫中部硬度達(dá)HV?1?060，這說(shuō)明熱影響區(qū)及焊縫中部生成了硬脆組織。對(duì)于這種具有硬脆組織的接頭，為了提高其韌性和塑性，降低其硬度，獲得硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性的適當(dāng)配合，必須對(duì)焊接接頭進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚怼崽幚砗螅瑧?yīng)將熱影響區(qū)的脆性消除，同時(shí)應(yīng)能使母材保持一定的強(qiáng)度和彈性。回火在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行，回火工藝見(jiàn)表1。將回火后的鋼絲焊接接頭處仔細(xì)打磨，使其直徑與母材直徑大致相等，再在WE-50拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。每種回火處理的試樣取三根，取其拉力的平均值。? 由試驗(yàn)可以看出，330℃以上熱處理后，母材彈性基本消失，且斷裂均發(fā)生在母材處，而不發(fā)生在焊點(diǎn)及其熱影響區(qū)，這說(shuō)明熱處理后雖然熱影響區(qū)的脆性完全消失，但母材的強(qiáng)度被大大削落（經(jīng)試驗(yàn)，所用母材的抗拉強(qiáng)度為1?663?MPa）。260℃保溫10?min時(shí)，雖然材料彈性基本不變，但熱影響區(qū)的脆性不能消除。當(dāng)加熱溫度為280℃，保溫10?min時(shí)效果最好，熱影響區(qū)的抗拉強(qiáng)度只比母材降低20%左右，而母材的彈性消失較小。將280℃回火處理的焊頭沿軸線方向測(cè)試縱剖面上各個(gè)區(qū)的顯微硬度，發(fā)現(xiàn)焊縫處的最高硬度值降低到HV?500左右，比未處理時(shí)的硬度降低大約1倍。?焊好的環(huán)形鋼絲不但應(yīng)能滿足一定的強(qiáng)度和彈性要求，而且具有一定的疲勞強(qiáng)度.
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