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2%殘氧氣氛下硅對(duì)65Mn和60Si2Mn彈簧鋼氧化速率的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-10-08
利用同步熱分析儀，研究了殘氧的體積分?jǐn)?shù)為2%的氣氛下，硅對(duì)彈簧鋼氧化速率的影響。
?高強(qiáng)化和高抗彈減化是彈簧鋼發(fā)展的兩個(gè)重要趨勢。由于硅具有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用，同時(shí)硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大，改變回火時(shí)析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài)，提高鋼的回火穩(wěn)定性，顯著提高彈簧鋼的強(qiáng)度和彈減抗力，很多彈簧鋼以硅為主要合金元素。硅對(duì)鋼的氧化行為有明顯的影響。本課題利用同步熱分析儀，研究了殘氧的體積分?jǐn)?shù)為2%的氣氛下，硅對(duì)彈簧鋼氧化速率的影響。
試驗(yàn)材料采用65Mn和60Si2Mn熱軋盤條，化學(xué)成分如表1所示。材料經(jīng)900℃正火后，加工成Φ4.5mm×6mm的小樣，試樣初始表面不存在氧化和脫碳。經(jīng)砂紙打磨并除去表面的水漬和油漬，將加熱前的試樣稱重。利用同步熱分析儀（型號(hào)STA449C）進(jìn)行高溫加熱實(shí)驗(yàn)，控制氧的體積分?jǐn)?shù)為2%，其他為氬氣。將試樣在700～1200℃保溫30min，在加熱和降溫的過程中，都采用純氬氣保護(hù)，以避免其在此過程中的氧化。全程監(jiān)控其質(zhì)量的變化，利用增重方法分析其氧化過程。同時(shí)利用金相顯微鏡觀察了氧化鐵皮形貌，并測量了其厚度，利用掃描電鏡觀察鐵皮的微觀形貌和成分分析。
表1?實(shí)驗(yàn)材料的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
| 鋼種
|
C
|
Si
|
Mn
|
| 65Mn
|
0.65
|
0.25
|
1.05
|
| 60Si2Mn
|
0.58
|
1.67
|
0.75
|
?
結(jié)果表明：
（1）在氧的體積分?jǐn)?shù)為2%的氣氛下，硅元素在1170℃以下對(duì)彈簧鋼的氧化有阻礙作用，而1200℃時(shí)對(duì)其有明顯的促進(jìn)作用。
（2）在1170℃及以下，60Si2Mn彈簧鋼氧化層和金屬基體之間有一硅酸亞鐵層，而1200℃時(shí)該層呈液態(tài)，并滲入氧化鐵皮中。
（3）在1170℃及以下，由于硅酸亞鐵層的存在，阻礙了鐵離子向外擴(kuò)散，導(dǎo)致了氧化減慢。
????（4）1200℃時(shí)，由于硅酸亞鐵層為液態(tài)，促進(jìn)了氧氣或者氧離子向基體擴(kuò)散，導(dǎo)致了氧化加重。
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