CN114134303A - 一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,涉及钢铁生产技术领域,包括以下工艺流程:电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装,步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1210‑1270℃,总加热时间≥300min;连续退火炉退火,炉温710±10℃,到温到出炉时间7‑8小时。本发明生产的弹簧钢组织均匀、致密,综合性能满足高铁弹簧用弹簧钢技术要求,表面质量好,无缺陷,提升材料疲劳性能;大压缩比轧制,改善铸坯原始表面对成品表面的影响,提高成品弹簧钢表面质量,解决潜在的进口高铁弹簧卡脖子问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法。
背景技术
高铁动车组转向架弹簧是动车组车辆转向架系统重要零部件之一,51CrV4是高铁动车组转向架弹簧用钢。高铁技术开发初期,高铁动车组转向架弹簧全部进口,随着高铁技术国产化的推进,开启了高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢钢国产化进程。
高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢有高的要求:氧含量≤12ppm,氢含量≤1.2ppm;力学性能:Rp≥1200Mpa、R0.2:1350~1650Mpa、A≥6%、Z≥30%;冲击功(20℃)AKU(J)≥10J(5mm缺口);奥氏体晶粒度≥7级;表面质量:粗糙度≤2.5um,无缺陷。
如何从纯净度、组织均匀性、表面质量控制等方面控制,提高弹簧钢疲劳性能,满足高铁弹簧使用要求,是目前的技术难点所在。
发明内容
本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,包括以下工艺流程:电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装,步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1210-1270℃,总加热时间≥300min;连续退火炉退火,炉温710±10℃,到温到出炉时间7-8小时。
本发明进一步限定的技术方案是:
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,采用剥皮+磨光的银亮加工方式,磨削量0.06-0.10mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1210-1230℃,总加热时间336min,高温保温时间150min;连续退火炉退火,炉温705℃,到温到出炉时间7小时,磨削量0.06-0.07mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1250-1270℃,总加热时间310min,高温保温时间160min;连续退火炉退火,炉温710℃,到温到出炉时间7.8小时,磨削量0.08-0.09mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,脱碳为0;退火组织中渗碳体细小,弥散分布;成品试样经860℃保温60min奥氏体化,晶粒细小;成品材表面光亮,无缺陷;钢材低倍组织致密,组织级别低,无缺陷。
本发明的有益效果是:通过加热采用高温长时加热,改善钢中化学成分偏析,改善钢材性能;通过适当的退火工艺控制,退火后钢中渗碳体细小,分布均匀,有利于后道热处理工艺控制;成品钢材无脱碳,表面无缺陷;对弹簧钢内部组织及均匀性、纯净度、脱碳、表面缺陷影响疲劳性能的关键指标进行全面控制,解决潜在的进口高铁弹簧卡脖子问题。
附图说明
图1为脱碳示意图;
图2为退火组织示意图;
图3为奥氏体晶粒示意图;
图4为银亮材表面示意图;
图5为钢材低倍组织示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,包括以下工艺流程:EBT电炉冶炼→LF精炼炉→VD处理→大方坯连铸→步进炉加热(均热温度1210-1230℃,总加热时间336min,高温保温时间150min)→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火(炉温705℃,到温到出炉时间7小时)→矫直、剥皮→磨光(磨削量0.06-0.07mm)→探伤(超声+漏磁)→检验→涂油、包装。
本流程生产成品材理化检测性能优良,表面状态良好(轧制号:M10493001):
(1)低倍
中心疏松 | 一般疏松 | 锭型偏析 | 缺陷 | |
标准要求 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | 无缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等有害缺陷。 |
试验结果 | 0.5/0.5 | 1.0/0.5 | 0.5/0.5 | 无以上缺陷 |
(2)脱碳层深度
标准要求 | 无脱碳 |
检验结果 | 0 |
(3)晶粒度
热处理温度及保温时间:860℃保温60min
标准要求 | ≥6级 |
试验结果 | 8.5级 |
(4)力学性能
(5)硬度
标准要求 | ≤248HBW |
试验结果 | 207/210/208 |
(6)表面质量
表面粗糙度:Ra:1.2um;表面无缺陷。
实施例2
本实施例提供的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,包括以下工艺流程:EBT电炉冶炼→LF精炼炉→VD处理→大方坯连铸→步进炉加热(均热温度1250-1270℃,总加热时间310min,高温保温时间160min)→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火(炉温710℃,到温到出炉时间7.8小时)→矫直、剥皮→磨光(磨削量0.08-0.09mm)→探伤(超声+漏磁)→检验→涂油、包装。
本流程生产成品材理化检测性能优良,表面状态良好(轧制号:M10528901):
(1)低倍
中心疏松 | 一般疏松 | 锭型偏析 | 缺陷 | |
标准要求 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | 无缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等有害缺陷。 |
试验结果 | 0.5/0.5 | 0.5/0.5 | 0.5/0.5 | 无以上缺陷 |
(2)脱碳层深度
标准要求 | 无脱碳 |
检验结果 | 0 |
(3)晶粒度
热处理温度及保温时间:860℃保温60min
标准要求 | ≥6级 |
试验结果 | 8.0级 |
(4)力学性能
(5)硬度
标准要求 | ≤248HBW |
试验结果 | 203/206/210 |
(6)表面质量
表面粗糙度:Ra:1.1um;表面无缺陷。
生产的51CrV4高铁动车组转向架弹簧用钢:脱碳为0(见图1);退火组织中渗碳体细小,弥散分布(图2);成品试样经860℃保温60min奥氏体化,晶粒细小(见图3);成品材表面光亮,无缺陷(见图4);钢材低倍组织致密,组织级别低,无缺陷(见图5)。
可见,本发明生产的弹簧钢组织均匀、致密,综合性能满足高铁弹簧用弹簧钢技术要求,表面质量好,无缺陷,提升材料疲劳性能;大压缩比轧制,改善铸坯原始表面对成品表面的影响,提高成品弹簧钢表面质量。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,包括以下工艺流程:电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装,其特征在于:步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1210-1270℃,总加热时间≥300min;连续退火炉退火,炉温710±10℃,到温到出炉时间7-8小时。
2.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,其特征在于:采用剥皮+磨光的银亮加工方式,磨削量0.06-0.10mm。
3.根据权利要求2所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,其特征在于:步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1210-1230℃,总加热时间336min,高温保温时间150min;连续退火炉退火,炉温705℃,到温到出炉时间7小时,磨削量0.06-0.07mm。
4.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,其特征在于:步进炉加热采用高温及长时加热,均热温度1250-1270℃,总加热时间310min,高温保温时间160min;连续退火炉退火,炉温710℃,到温到出炉时间7.8小时,磨削量0.08-0.09mm。
5.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法,其特征在于:脱碳为0;退火组织中渗碳体细小,弥散分布;成品试样经860℃保温60min奥氏体化,晶粒细小;成品材表面光亮,无缺陷;钢材低倍组织致密,组织级别低,无缺陷。
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李作贤 等: "汽车悬挂弹簧钢丝60Si2CrA的生产与研制" * |
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