65Mn彈簧鋼

●特性及適用范圍：

65Mn彈簧鋼,，錳提高淬透性，φ12mm的鋼材油中可以淬透，表面脫碳傾向比硅鋼小,，經(jīng)熱處理后的綜合力學(xué)性能優(yōu)于碳鋼,，但有過熱敏感性和回火脆性。用作小尺寸各種扁,、圓彈簧,、座墊彈簧、彈簧發(fā)條,，也可制作彈簧環(huán),、氣門簧、離合器簧片,、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧,。

65mn 強(qiáng)度.硬度.彈性和淬透性均比65號鋼高，具有過熱敏感性和回火脆性傾向,，水淬有形成裂紋傾向,。退火態(tài)可切削性尚可，冷變形塑性低,，焊接性差,。 受中等載荷的板彈簧，直徑達(dá)7-20mm的螺旋彈簧及彈簧墊圈.彈簧環(huán),。高耐磨性零件,，如磨床主軸.彈簧卡頭.精密機(jī)床絲桿.切刀.螺旋輥子軸承上的套環(huán).鐵道鋼軌等

●化學(xué)成份：

碳C ：0.62～0.70

硅Si：0.17～0.37

錳Mn：0.90～1.20

磷P ：≤0.035

鉻Cr：≤0.25

鎳Ni：≤0.30

銅Cu：≤0.25

●力學(xué)性能：

屈服強(qiáng)度σs (MPa)：520~690

伸長率δ10 (%)：14~22.5

斷面收縮率ψ (%)：不大于10

硬度：熱軋,≤302HB;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℃±20℃,油冷; 回火540℃±50℃(特殊需要時,±30℃)。

金相組織：屈氏體,。

●臨界點溫度（近似值）Ac1=726℃,，Ac3=765℃，Ar3=741℃,，Ar1=689℃,，Ms=270℃。

●正火規(guī)范:溫度810±10℃,，空氣冷卻,。

●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,。

●供貨規(guī)格：

軋材：Φ16～160mm

鍛材：Φ160～450mm

65Mn密度

65Mn密度 ρ=7.85克/立方厘米,，該鋼可以冷軋成鋼板、鋼帶和鋼絲,，制作彈簧,。65Mn也可以制作成如鉗工的鑿子、劃針等工具,。65Mn鋼可制作一般截面尺寸為8～15mm左右的小型彈簧如各種小尺寸扁,、圓彈簧,，底墊彈簧、彈簧發(fā)條,。

氬弧焊對焊工藝

為了減小電極的消耗,，選擇直流正接進(jìn)行線材的對焊試驗，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正板上（圖1）,，使兩端頭對正,，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,，在接頭旁邊引燃點弧并使之燃燒穩(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,，同時輕微施加頂鍛力,，冷卻后即完成焊接過程，焊接過程中不使用填充焊絲,。

試驗發(fā)現(xiàn),，當(dāng)焊接電流為20 A時，電弧燃燒劇烈，接頭處金屬飛濺嚴(yán)重,，焊點塌陷嚴(yán)重,。當(dāng)電流調(diào)至15 A時，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,，引弧容易,，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫處沒有塌陷現(xiàn)象,。圖2為焊接電流10 A時,，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?？梢钥闯?，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,，引弧困難且電弧不穩(wěn)定，難以完成焊接過程,。

焊接接頭試驗

由于65Mn鋼具有過熱傾向,，因此焊接熱影響區(qū)對接頭的力學(xué)性能影響很大。直徑0.7 mm的65Mn鋼絲經(jīng)氬弧焊對焊后接頭處非常硬脆,，輕輕折彎焊點處,，就會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,，沿接頭軸線測試從焊縫中心至母材各個區(qū)域的顯微硬度。測量結(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,，這說明熱影響區(qū)及焊縫中部生成了硬脆組織,。對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,，必須對焊接接頭進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?。熱處理后，?yīng)將熱影響區(qū)的脆性消除,，同時應(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拉伸試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗,。每種回火處理的試樣取三根，取其拉力的平均值,。

由試驗可以看出,，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)生在焊點及其熱影響區(qū)，這說明熱處理后雖然熱影響區(qū)的脆性*消失,，但母材的強(qiáng)度被大大削落（經(jīng)試驗,，所用母材的抗拉強(qiáng)度為1 663 MPa）。260℃保溫10 min時,，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時效果比較好，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試縱剖面上各個區(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.

冷拔退火

傳統(tǒng)周期性球化退火工藝,，退火溫度750℃,，保溫2h，爐冷到溫度（680±10）℃,，保溫3h,再爐冷到550℃以后,，出爐空冷。生產(chǎn)效率低,，氧化脫碳率達(dá)22%-40%,，表面硬度及彈性達(dá)不到要求,。不*退火新工藝，退火溫度（740±10）℃,，保溫4h,爐冷到550℃以后,，出爐空冷?？估瓘?qiáng)度600-620Mpa,、伸長率53.5%-40%，硬度209-214HBW金相組織為球化珠光體+少量點狀珠光體,，縮短了生產(chǎn)周期,，節(jié)省能源。

退火新藝

傳統(tǒng)退火工藝,，退火溫度730℃,，保溫13h,再爐冷到650℃以后，出爐空冷,。退火新工藝：退火溫度（860±10）℃,，保溫45-60min，爐冷到（750±10）℃,，保溫3-3.5h,在爐冷至650-660℃以后,，出爐堆冷或入保溫坑緩冷。金相組織符合要求：珠光體組織2.5-6級,，以4級左右為佳,，該工藝提高效率80%-100%。

65Mn低合金圓鋼的酸洗處理廣泛地應(yīng)用于冷軋板材坯料即熱軋板材的表面氧化鐵皮的去除,，如熱軋65Mn低合金圓鋼需進(jìn)行磷化或鍍層等表面處理加工前去除氧化鐵皮,；焊接管材在鍍鋅或進(jìn)行其它熱浸鍍、電鍍加工前的表面預(yù)處理,；退火處理后的鋼材如管材,、65Mn低合金圓鋼、線材等冷拔加工前的表面處理,；鋼鐵加工件進(jìn)行電鍍,、電刷鍍前的除銹處理以及不銹鋼和特殊鋼生產(chǎn)過程中的類似處理。當(dāng)前酸洗仍是65Mn低合金圓鋼生產(chǎn)和鋼鐵表面處理時*的工藝過程,。但是,，65Mn低合金圓鋼酸洗處理工藝的采用也帶來如下的一些問題：

【1】大量消耗65Mn低合金圓鋼材料和酸

在酸洗的過程中，有的主要通過酸與鐵皮的化學(xué)反應(yīng),，溶解相應(yīng)的65Mn低合金圓鋼氧化物的溶解作用來除去鐵皮,。有的，如使用硫酸進(jìn)行65Mn低合金圓鋼酸洗時,，還要借助于酸與65Mn低合金圓鋼發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣泡的剝離作用來除去氧化鐵皮,。因此在酸洗過程中,，大量消耗酸是必然的。雖然在酸洗中使用酸洗緩蝕劑可以降低65Mn低合金圓鋼的金屬消耗,，但是仍有相當(dāng)量的金屬鐵損失掉,。

【2】可能降低65Mn低合金圓鋼的物理性能

在酸洗過程中，65Mn低合金圓鋼和酸之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣,。由于酸洗液中的氫的化學(xué)位高于被酸洗的65Mn低合金圓鋼中氫的化學(xué)位,，生成的氫會滲入鋼中并積存起來造成 氫脆，從而影響65Mn低合金圓鋼的機(jī)械性能或以后的加工處理,。

【3】會帶來一系列的環(huán)境污染問題

采用酸洗工藝對65Mn低合金圓鋼或零件進(jìn)行表面處理,，由于65Mn低合金圓鋼的品種、產(chǎn)品的規(guī)格和生產(chǎn)的規(guī)模各不相同,，從而造成了在生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)環(huán)境方面有著很大差別,。如酸洗槽體的密封、對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕,、酸洗車間的通風(fēng)排風(fēng),、酸霧的排出和處理以及污水的處理和排放等方面，處理方法和處理水平相差懸殊,。從而會帶來許多環(huán)境保護(hù)方面的問題,，而需要一一加以處理和解決。

【4】廢酸和鐵鹽的處理問題

鋼的酸洗在消耗大量金屬鐵的同時還產(chǎn)生大量的廢酸液與相應(yīng)的酸和氧化鐵或生成的鐵鹽溶液,。為了回收和利用這些廢酸液和鐵鹽,，需要較大的投資來建設(shè)相應(yīng)的回收和處理設(shè)備。特別是對于一些小型的,、小批量的65Mn低合金圓鋼進(jìn)行酸洗處理時,，往往會出現(xiàn)酸洗廢液難以集中進(jìn)行處理的情況，一旦發(fā)生直接排放的情況,，就會對對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。