铌对65SiCrV6弹簧钢氧化增重的影响

摘要：

铌对Si-Cr-V系弹簧钢强度和脱碳层特征的影响已受到较多关注,但铌对该系弹簧钢氧化增重影响的研究还较少.以65SiCrV6弹簧钢为研究对象,在其中添加质量分数约0.017％的铌(65SiCrV6Nb).采用SEM+EDS、XRD、TEM、FactSage化学热力学软件、反应扩散理论和数理统计相结合的方法,从研究铌加入是否会对该弹簧钢在炉氧化增重和氧化铁皮物相组成等产生明显影响的角度,对铌加入是否会对该弹簧钢高压水除鳞难易度产生影响进行评价.结果表明,铌的加入提高了锻态65SiCrV6钢中的珠光体和未溶M(C,N)的相对含量,降低了铁素体的相对含量,并细化了组织.在氧气浓度为2％～7％(体积分数)、加热速度为8～20℃/min、保温温度为1 050～1 150℃和保温时间为60～90 min等工艺条件下,铌的加入使65SiCrV6钢的氧化增重明显提高,提高幅度为2.54％～27.82％且具有统计学意义.影响试验钢在炉氧化增重的主次效应依次为保温温度＞保温时间＞加热速度＞氧气浓度,保温温度和保温时间对试验钢在炉氧化增重的影响为正相关,氧气浓度和加热速度对试验钢在炉氧化增重的影响为负相关.65SiCrV6钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7％、加热速度为14℃/min、保温温度为1 050℃和保温时间为60 min;65SiCrV6 Nb钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7％、加热速度为8℃/min、保温温度为1 050℃和保温时间为60 min.影响铌对65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度的主次效应为保温时间＞保温温度＞加热速度＞氧气浓度.铌的加入使65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度最小的工艺为氧气浓度为2％、加热速度为8℃/min、保温温度为1 050℃和保温时间为75 min.由反应扩散控制的氧化固态相变是造成保温温度、保温时间、加热速度和氧气浓度对试验钢在炉氧化增重产生不同影响的主要原因.铌的加入未改变65SiCrV6钢表面氧化铁皮的3层结构特征,氧化铁皮由外向钢基体主要由Fe2O3、Fe3O4和FeO(或FeO+Fe2SiO4)等构成.铌的加入降低了 65SiCrV6钢氧化铁皮中Fe2SiO4的相对含量,对高压水除鳞有利.

关键词：弹簧钢、铌、氧化增重、数理统计、反应扩散、Fe2SiO4、高压水除鳞

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分类号：TG142.1;TQ174.75;TQ534

资助基金：安徽省重大科技专项资助项目201903a05020051

在线出版日期：2022-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：144-156