Page 33 - 理化检验-物理分册2022年第八期
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邓向阳, 等: C70S6 非调质钢胀断连杆的制造工艺及其实物质量



            小于 1050 MPa ( 36MnVS4 , 46MnVS5 )。 最 新 统           能测试、 金相检验、 疲 劳 性 能 测 试 等 方 法 对 C70S6

            计数据显 示: 目 前 国 内 非 调 质 钢 胀 断 连 杆 占 连 杆              非调质钢胀断连杆的品质进行了分析。
            总量的 70% 以 上, 且 这 一 数 据 还 在 逐 年 递 增, 而
            C70S6 非调质钢的使用量又占到连杆非调质钢用                          1 C70S6 非调质钢连杆材料的力学性能
            量的 70% , 是目前 汽 车 发 动 机 连 杆 制 造 的 主 导 钢                 要使 发 动 机 连 杆 在 高 温 环 境 下 高 速、 长 时
            铁材料    [ 3 ] 。                                     间、 稳定地 运 转, 对 连 杆 材 料 的 力 学 性 能 有 很 高
                 笔者对 C70S6 非调质钢的过冷奥氏体 连续冷                      的要 求   [ 4 ] , C70S6 非 调 质 钢 的 力 学 性 能 如 表 1
            却转变( CCT ) 曲线进行了合理测定, 并采用力学性                       所示。
                                                 表 1 C70S6 非调质钢的力学性能
              项目     屈服强度 / MPa   抗拉强度 / MPa  断后伸长率 / %    断面收缩率 / %   布氏硬度 / HBW 铁素体组织占比 / % 晶粒度( 杆部)/ 级

             技术要求       ≥550      950~1050        ≥10          ≥20       260~320        ≤10         细于 5.0
                                                                                         为冷却时铁素体转变
            2  静态 CCT 曲线测定试验
                                                               体向珠光体转变的温度, A r3
                                                                                                           为
                                                               的开 始 温 度, 由 图 2 可 知: C70S6 钢 的 A c1

                 物体因温度增加而发生的体积膨胀现象叫“ 热                        731 ℃ , A c3  为 750 ℃ 。最终选定 C70S6 钢奥氏体
            膨胀”, 物 体 膨 胀 大 小 用 线 ( 体) 膨 胀 系 数 表 示, 线           化的加热温度为 900 ℃ 。


            ( 体) 膨胀系数是温度升高1K 时物体的长度( 体积)
            的相对增加量。热膨胀法是通过测量金属材料热循
            环过程中线性应变与时间和温度的关系, 来研究钢
            铁材料固态相变的一种实用的分析方法。由于钢的
            高温组织和其转变产物具有不同的比热容, 所以钢
            在加热或冷却时, 除了热膨胀、 冷收缩引起的体积变
            化之外, 还有因相变引起的体积变化, 导致正常膨胀
            曲线上出现转折点。根据转折点可以得出钢中各相
            之间相互转化的温度和所需时间。
                 笔者以 C70S6 圆钢为试验材料, 用膨胀法测定                               图 1 C70S6 钢相变点测定试验方案
            其 CCT 曲线, 由此直观描述在一定冷却速率下的临
            界转变点, 以及在不同冷却速率下所经历的各种转
            变和相应的组织。
            2.1  试验方案
                 采用 GLEEBLE3800 型 热 模 拟 试 验 机 开 展

            CCT 曲线测定试验, 在试验前, 需知道 C70S6 材料
            的奥氏体化温度, 因此用 DIL805L 型热膨胀仪准确
            测定材料的相变点, 该仪器使用真空高频感应加热,

            温度 控 制 为 室 温 至 1200 ℃ 。 最 大 加 热 速 率 为



            100 ℃ / s , 最 大 冷 却 速 率 为 10000 ℃ / s , 温 度 控 制               图 2 C70S6 钢相变点的测定结果


            精度为 ±1 ℃ , 冷却气体为氮气。 C70S6 钢相变点                         C70S6 非调质钢的静态 CCT 曲线测定试验方
            测定试验方案如图 1 所示, 将制备的 2 个试样在加                        案如图 3 所示, 取一组 9 个试样, 每个规格( 直径 ×



            热 炉 内 迅 速 加 热 升 温 至 600 ℃ ,随 后 再 以                 长度) 均为 8mm×10mm , 每个试样对应 1 个冷却


            200 ℃ / h 的升 温 速 率 加 热 至 900 ℃ , 并 随 炉 保 温         速率, 将 所 取 试 样 以 10 ℃ / s 的 升 温 速 率 加 热 至


            5min , 最后取 出 试 样 并 快 速 冷 却 至 室 温 ( 20 ℃ )。        900 ℃ , 并保温 5 min , 使材料能够充分奥氏体化,

            C70S6 钢相 变 点 的 测 定 结 果 如 图 2 所 示, 图 2 中            接下来再 以 0.3 , 1 , 3 , 5 , 10 , 20 , 30 , 40 , 50 ℃ / s 等
                                                      为加      9 种不同的冷却速率将材料冷却至室温, 并测定材
            A c1  为加热时珠光体向奥氏体转变的温度, A c3
                                             为冷却时奥氏            料的静态 CCT 曲线       [ 5 ] 。
            热时转变为奥氏体的终点温度, A r1
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