加热期间弹簧钢55SiCr表面脱碳的影响因素研究

55SiCr是应用于汽车悬架弹簧的高档用钢，悬架弹簧在汽车行驶过程中承受往复压缩运动，起着缓冲和减震作用，对钢的性能有很高的要求。脱碳是弹簧钢热加工过程中存在的主要问题之一，弹簧钢表面脱碳将严重损害弹簧的疲劳性能，特别当弹簧钢表面出现铁素体的全脱碳时，弹簧的疲劳极限可降低50%。目前，有关弹簧钢表面脱碳的研究报道主要针对加热温度和加热时间两个影响因素，而就加热炉气氛对弹簧钢脱碳的影响研究报道较少。北京科技大学的研究人员参考现场加热炉实际生产条件，在实验室研究了加热温度、保温时间和加热炉内气氛对弹簧钢55SiCr表面脱碳的影响，并对脱碳反应进行了热力学分析。结果表明：在950℃～1250℃范围随温度升高，弹簧钢完全脱碳层厚度先增加后减小，1200℃时完全脱碳层厚度达到最大值，1250℃时由于氧化速度大于脱碳速度，完全脱碳层消失。弹簧钢完全脱碳层厚度分别随加热时间延长、气氛中CO2含量升高、O2含量升高和H2O(g)含量增加而明显增加。当温度为950℃、气氛中O2含量为1%、加热时间为35分钟的条件下，可避免完全脱碳层的形成。