使其碳当量特厚钢板零割达 08以上

　　实用标准文案 65MN 钢材知识 65MN 钢材知识 65Mn 钢具有较高的硬度,淬透性好,脱碳倾向少,价格低廉, 切削性好等优点,但它有过热敏感性,易产生淬火裂纹,并有回火脆 性，65Mn 钢用途广泛，主要生产成钢丝，钢带、用于制造各种截面 较少的扁，圆弹簧，板簧和弹簧片等。65Mn 钢在汽车业，电子业， 火车等交通运输工具用量很大。它可制造圆锯片，用以高速切削各类 型钢，钢管和钢筋。 关键词：65Mn 焊接 防腐 热处理 章 此种材料的牌号,成分,组织,热处理，性能，用途介绍 1.1 材料牌号：65Mn 美国 ASTM:1566,SEA:1566(1066) 前苏联Г ОСТ:65Г 1.2 材料的化学成分 65Mn 的化学成分 1.3 材料的组织 [2] 1.3.1 相变温度 精彩文档 实用标准文案 1.3.2 时间-温度计-组织转变曲线%, P=0.017%。晶体度为 4 ～8 级。奥氏体化温度为 830℃） 1.3.3 合金组织结构： 65Mn 钢一般是在淬火回火后使用,约 450℃以下回火时为回火马氏 体,450℃以上回火时是回火索氏体. 1.4 热处理工艺： 1.4.1 表面处理工艺：采用表面喷砂处理。65mn 钢圆锯片预先进行 齿部碳氮共渗，以增加碳氮含量，然后再进行常规热处理，以提高齿 部的回火稳定行，从而增加齿部硬度和耐磨性，提高圆锯片的使用寿 命。 1.4.2 热处理工艺参数 见表 1-4 名称 退火 正火 调温回火 淬火 回火 消除应力回火（冷拉弹 簧钢丝） 加热温度/℃ 810 810 680～700 810 360～570 250～ 360 冷却方试 炉冷 空冷 空冷 油/水泠 空冷 空冷 精彩文档 1.5 材料的性能 1.5.1 力学性能 [3] 实用标准文案 1.5.2 密度 ρ=7.81 克/立方厘米 1.5.3 工艺性能 焊接性能：差 1.6 该材料的用途: 该钢可以冷轧成钢板、钢带和钢丝，制作弹簧。 65Mn 也可以制作成如钳工的凿子、划针等工具。65Mn 钢可制作一般 截面尺寸为 8～15mm 左右的小型弹簧如各种小尺寸扁、圆弹簧，底垫 弹簧、弹簧发条，也适于制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹 簧等。65Mnj 是制作各种板弹簧,丝弹簧的材料之一,汽车、电车、火 车等交通运输工具用量很大；在仪表、家具，乃至玩具等制造中 也得到广泛应用。 1。7 Mn 的影响： 一般认为锰的钢中是一种有益的元素。在 65Mn 中，锰大部分溶于铁 素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化，一部分锰也溶于 Fe3C 中，形成合金渗碳体，锰还能增加珠光体相对量，并使它变细，从而 提高钢的强度。锰能与 S 化合成为 MnS，以减轻 S 的有害作用。 第二章 材料的腐蚀情况及防护方法 2.1 材料的腐蚀情况 一 化学腐蚀 65Mn 在高温下的氧化与在常温干燥环境中受二氧化 碳、二氧化硫、氧气、氢等气体的作用，以及在非电解质液体（如汽 精彩文档 实用标准文案 油，润滑油）中引起化学作用，这是 65Mn 的化学腐蚀。 二 电化学腐蚀 65Mn 在工作中常与其它材料发生接触或工件上常 散落有尘土、污物等，在这两个不同状态部位或两种物质接触的部位 均会造成电位差，如果再接触电解质或吸收二氧化硫、二氧化碳及水 分等，就会造成微电池，形成电流，使为负极的金属溶解。在工业大 气中，经常有各种尘土（含酸、碱、盐）和污物落入，材料很快会腐 蚀坏。 2.2 材料的防腐措施 [4] 一 防锈蚀 防止 65Mn 锈蚀，在出时应经过涂覆防腐剂，或经化 学处理生成防护膜，或经镀覆或包装，然后运输入库，（出入时涂油 的材料，如发现已有玷污或油底锈蚀或挥发干涸者应予除污去垢，重 新涂油）验收时，要按规定折箱，不要多折，验收后，要立即恢复包 装。在存放时，库内安放干燥剂，以降潮，降湿度。 二 喷涂防腐 65Mn 一般是露天使用采用喷涂防腐办法，在材料表 面喷涂防腐涂层，可使材料与空气，雨水等腐蚀介质隔绝，消除材料 在保管过程中发生电化学腐蚀机会。特别是 73418 防锈油，它能在钢 材表面形成连续的薄膜，自然干燥后，牢固地粘附在钢材表面，能使 钢材一年不至锈蚀，且成本低，使用方便。 第三章 技术专题报告 3.1 65Mn 钢丝的焊接: [5] 采用钨极氩弧焊的方法对φ0.7 mm 的 65Mn 钢丝进行了焊接试验研 精彩文档 实用标准文案 究。研究表明：当焊接电流为 10 A 时可以得到外形完美的柱状焊接 接头，但接头非常脆硬。采用加热温度 280℃，保温 10 min 的后热 工艺可以大大降低接头脆性及硬度。处理后的焊接接头抗拉强度 达 1 370 MPa，并且有优良的疲劳强度。因此，若在焊好的环形钢 丝上镀敷以金刚石磨料，有可能使之成为一种高效的切割工具。 1 65Mn 钢丝的成分及性能 本研究所用的钢丝为直径 0.7 mm 的 65Mn 冷拉钢丝，其原始组 织为索氏体和少量的铁素体，呈纤维状分布。65Mn 的含碳量为 0.62%～0.70%，Si 与 Mn 的含量分别为 0.17%~0.37%与 0.9%~1.2%。 Mn 使铁碳相图中 S 点和 E 点向左下方移动，降低了 A3 和 A1 线，因 此，锰钢具有过热倾向。65Mn 钢属于高碳钢，加上 Mn 与 Si 的联合 作用，使其碳当量达 0.8%以上。这就使 65Mn 钢具有极大的淬硬倾向， 焊接性极差。 2 65Mn 钢丝的氩弧焊对焊工艺 为了减小电极的消耗，选择直流正接进行线材的对焊试验，即选用直 流电源，线材接电源的正极，钨极接电源的负极。 含 1%或 2%氧化钍的钨极发射电子效率高，电流承载能力好，且抗污 染性能好，引弧容易并且电弧比较稳定。为了便于操作，选择直径为 2 mm 的较细的钍钨极，并且电极前端磨尖。 由于氩气较低的电弧电压特性对于薄板和线材的手弧焊特别有 益，因此选择氩气做保护气体。 试验选用直流手工氩弧焊机，焊接前，将钢丝两端头仔细磨平， 精彩文档 实用标准文案 为防止焊点产生气孔，用丙酮将端头油污清洗干净。将两端磨平的线 材放在平整洁净的对正板上（图 1），使两端头对正，接头处不留间 隙，用压铁压住接头两侧。将线材接焊机正极，钨极接负极，分别将 电流调至 20 A，15 A，10 A，8 A 进行焊接。焊接时，在接头旁 边引燃点弧并使之燃烧稳定，将电弧移至接头处使接头金属熔化后迅 速将电弧熄灭，同时轻微施加顶锻力，冷却后即完成焊接过程，焊接 过程中不使用填充焊丝。 试验发现，当焊接电流为 20 A 时，电弧燃烧剧烈，接头处金属 飞溅严重，焊点塌陷严重。当电流调至 15 A 时，电弧燃烧较平稳， 熔池飞溅少，但焊缝仍有塌陷。但电流降至 10 A 时，引弧容易，电 弧燃烧稳定，焊缝处没有塌陷现象。图 2 为焊接电流 10 A 时，用数 码相机在 Leica MZ6 型体视显微镜下拍下的焊接接头形状。可以看 出，接头的圆柱度较好，将其打磨后能满足线锯的要求。当电流调至 8 A 以下时，引弧困难且电弧不稳定，难以完成焊接过程。 3 焊接接头的热处理与强度试验 由于 65Mn 钢具有过热倾向，因此焊接热影响区对接头的力学 性能影响很大。直径 0.7 mm 的 65Mn 钢丝经氩弧焊对焊后接头处非 常硬脆，轻轻折弯焊点处，就会在熔合线或焊缝处脆断，断口呈明显 的脆性断裂形貌。所得接头由焊缝和热影响区组成，沿接头轴线测试 从焊缝中心至母材各个区域的显微硬度。测量结果表明，从母材到热 影响区及焊缝中部，显微硬度急剧增加，焊缝中部硬度达 HV 1 060， 这说明热影响区及焊缝中部生成了硬脆组织。对于这种具有硬脆组织 精彩文档 实用标准文案 的接头，为了提高其韧性和塑性，降低其硬度，获得硬度、强度、塑 性和韧性的适当配合，必须对焊接接头进行适当的回火处理。热处理 后，应将热影响区的脆性消除，同时应能使母材保持一定的强度和弹 性。回火在箱式电阻炉内进行，回火工艺见表 1。将回火后的钢丝焊 接接头处仔细打磨，使其直径与母材直径大致相等，再在 WE-50 拉伸 试验机上进行拉伸试验。每种回火处理的试样取三根，取其拉力的平 均值。 由试验可以看出，330℃以上热处理后，母材弹性基本消失，且 断裂均发生在母材处，而不发生在焊点及其热影响区，这说明热处理 后虽然热影响区的脆性完全消失，但母材的强度被大大削落（经试验， 所用母材的抗拉强度为 1 663 MPa）。260℃保温 10 min 时，虽 然材料弹性基本不变，但热影响区的脆性不能消除。当加热温度为 280℃，保温 10 min 时效果，热影响区的抗拉强度只比母材降 低 20%左右，而母材的弹性消失较小。将 280℃回火处理的焊头沿轴 线方向测试纵剖面上各个区的显微硬度，发现焊缝处的硬度值降 低到 HV 500 左右，比未处理时的硬度降低大约 1 倍。 焊好的环形钢丝不但应能满足一定的强度和弹性要求，而且具有一定 的疲劳强度. 4结论 （1）采用非熔化极氩气保护焊焊接φ0.7 mm 的 65Mn 钢丝可以得到 外观良好的焊接接头，焊接时可不加填充金属。焊接电流强度以 10 A 精彩文档 实用标准文案 比较合适，电流过大会产生飞溅和塌边现象。电流太小，则引弧困难， 电弧不稳定。 （2） 焊好的接头非常硬脆，因此必须进行适当的热处理。对焊接 接头采用加热温度 280℃，保温 10 min 的回火工艺，可以使接头的 抗拉强度达 1 370 MPa，并且疲劳强度也较高. 3．2 65Mn 钢弹簧支撑的热处理工艺改进 [6] 改进对弹簧支撑热处理工艺,增加工艺孔,使用新的淬火挂具,采用表 面喷砂处理,解决了工件热处理后硬度不均匀,外形变化及表面不清 洁的问题。 65Mn 钢弹簧支撑是本轻型客车车身左右侧支撑衬板用弹簧，要 求淬火后硬度 45～50HRC。针对热处理后引起的硬度不均匀及外形畸 变，且表面不清洁、的锈、盐渍、不易点焊等问题，我们改进了热处 理工艺，使用了新的淬火挂具以及表面进行喷沙处理。实践证明，其 效果显著。 1 65Mn 钢弹簧支撑淬火工艺 65Mn 钢弹簧支撑件在中温盐浴炉进行淬火时，淬火温度为 810～ 830℃，淬火工艺见图 1。经热处理后检验，发现淬火硬度不均，高 低相差悬殊。盐炉所用挂具为铁丝网制作，用兜装件，每次装 20 件。 财政由于件与件之间为点面接触较多。易造成淬火时硬度不均，影响 工件质量，弹性低或无弹性。为此时淬火挂具与工件分别进行了改进。 在弹簧支撑件的边缘 5mm 处（如图 2),加一?mm 的工艺孔,逐件用铁丝 绑扎,件与件之间留一定间隙,每串 20 件,每炉装 4 串,装炉量为 80 精彩文档 实用标准文案 件.如此,不公使工件淬火硬度均匀,而且装炉量增为原来的 4 倍,提 高了工作效率. 2 淬火工艺改进 由于弹簧支撑畸变圈套影响随后焊接,必在 160℃硝盐中保温 3-5min 出炉空冷的分级淬火工艺,淬火后应力及畸变较小,硬度达 58-60HRC, 改进后工艺见如图 3. 3 表面处理 弹簧支撑件在油淬后,表面出现盐渍,不易清洗,长期存放易生锈,在 下道工序点焊时不易焊装.为解决这一问题,工件淬火回火后,下序使 用点焊前,对校长支撑进行喷砂清理,使制件表面清洁,易点焊,达到 了工件的各项技术要求. 第四章 国内国外此种材料的生产、发展现状。 通过试验研究了 65mn 钢圆锯片预先进行齿部碳氮共渗，以增加碳氮 含量，然后再进行常规热处理，以提高齿部的回火稳定行，从而增加 齿部硬度和耐磨性，提高圆锯片的使用寿命。 65mn 钢圆锯片广泛应用与冶金，轧钢，机械，建材等工业领域，用 以高速切割各类型钢，钢管和钢筋。通过齿部预先进行碳氮共渗方法 精彩文档 实用标准文案 以达到提高锯片使用寿命的目的。 65Mn 刚锯片预渗后，沿齿行形成深为 0.7～1.0mm 左右的连续过共析 层，外层厚度 5～10um 的白亮带状碳氮化合层。其内侧含有大量的 粒状碳氮化合物层经淬火回火后，齿部金相组织为均匀的回火屈氏体 和大量的弥散分布的粒状碳氮化合物，而基部组织仅有回火屈氏 体。 65Mn 钢属中碳钢，其回火稳定性较差。在为满足锯片基体的强韧性 而实施中温回火后（300～℃）就会使锯片硬度由 HRC60 以上明显 降至 HRC44～50。而在淬火之前，对锯片齿部进行预先碳氮共渗处理， 可使锯齿部进表层获得过共析成分的碳和一定数量的氮原子，经淬火 后，就会形成大量弥散分布的粒状碳氮化合物，同时，固溶于基体中 大量的碳氮元素也会明显降低钢的马氏体转变点，从而，获得较多的 残余奥氏体，这样的组织再经中温回火，大量存在的碳氮化合物可阻 碍马氏体的分解和已析出碳化物的聚集长大。同时，由于碳，氮元子 的催化作用，而使更多的残余奥氏体具有进一步转变为二次马氏体的 能力。因此，预渗处理明显提高 65Mn 钢的回火稳定性，即在同样的 回火温度下，经预渗处理的 65Mn 钢圆锯片比未经预渗锯片能够保持 更高的回火硬度从而提高齿部的耐磨性。 在国内某钢管进行了批量切割冷拔无缝隙钢管的上机试验，切割的 钢管断口光洁无毛刺、无变形，统计结果证明，预渗处理锯片平均使 用寿命明显高于常规热处理的锯片。 65Mn 钢圆锯片在淬火前进行预先碳氮共渗处理，可明显提高其回火 精彩文档 实用标准文案 稳定性，经中温回火后的锯片齿部获得大量的粒状碳氮化合物和均匀 的回火屈氏体，其硬度比常规热处理锯片高 HRC5～8，耐磨性提高一 倍左右，同时保持基体的强韧性不变。经实验生产应用证明，预渗处 理可有效提高 65Mn 钢圆锯片的使用寿命。 第五章 此种材料的市场发展前景 65Mnj 是制作各种板弹簧,丝弹簧的材料之一,汽车、电车、火车等交 通运输工具用量很大；在仪表、家具，乃至玩具等制造中也得到 广泛应用。这种钢的抗疲劳强度非常好，富有极好弹性，和有相当好 的塑性和硬度。又由于此钢种价格低廉，因而这种材料的前景是光明 的，它在现在和未来都会得到人们的广泛使用。 第六章 个人观点 本人认为 65Mn 在有油污、杂质时，易发生微电池腐蚀，此时 微阳极（铁素体）上反应 有 铁失去 2 个电子生成带 2 个单位正电的铁离子 微阴极（杂质）上反应： 有 2（H+）+2（e-）--(H2) O2+4e-+H2O—2OH本人认为为解决此腐蚀的方法是使（使铁素体）微阳极变成微阴极即 可 方法 一 镀上一种比铁活泼的金属（如锌）应可消除微电池腐 蚀 第七章 个人在材料科学领域的新思路和新观点 精彩文档 实用标准文案 对 65Mn 进行表面处理可对它进行喷丸硬化处理,这是一种加工硬化 处理,从而提高强度和抗腐蚀能力.这种加工硬化能引起残余压应力, 残余压应力不但能防止应力腐蚀裂纹 SCC,而且还能提高疲劳强度,如 果使用旋涡射流也能得到同样的效果,因为用旋涡射流周围的旋涡冲 击能强化材料,也可提高疲劳强度.用旋涡射流在材料表面引起残余 压应力,从而强化金属材料,这比喷丸硬化处理好。所以用这两种方法 都可提高强度和抗腐蚀能力. 弹簧的表面质量对使用寿命影响很大，脱碳可造成应力集中，使弹簧 的疲劳强度降低。对于脱碳可使用可控气氛热处理或真空热处理来实 现防止脱碳。 精彩文档
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