【摘 要】
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转向架弹簧60Si2Cr VAT作为高速铁路的关键零部件之一,在列车运行时承受多种载荷作用,从而要求其具有优良的力学性能。一直以来,许多学者致力于通过改变常规热处理工艺参数来优化60Si2Cr VAT钢的力学性能,但鲜有关于该钢循环热处理工艺的研究报道。本文对60Si2Cr VAT钢进行循环热处理试验,并借助OM、SEM、BSE、EBSD、XRD、热膨胀法、拉伸试验机及硬度仪,研究了不同循环工艺参
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转向架弹簧60Si2Cr VAT作为高速铁路的关键零部件之一,在列车运行时承受多种载荷作用,从而要求其具有优良的力学性能。一直以来,许多学者致力于通过改变常规热处理工艺参数来优化60Si2Cr VAT钢的力学性能,但鲜有关于该钢循环热处理工艺的研究报道。本文对60Si2Cr VAT钢进行循环热处理试验,并借助OM、SEM、BSE、EBSD、XRD、热膨胀法、拉伸试验机及硬度仪,研究了不同循环工艺参数,包括循环次数、加热温度与冷却速率,对该钢组织与力学性能的影响。主要研究结论分为以下两部分。首先,通过调控不同的加热温度、循环次数与冷却速率,对60Si2Cr VAT钢的高温激光共聚焦试样做模拟循环淬火试验,获得的结论为:（1）通过统计奥氏体晶粒尺寸发现,增加循环次数与增大冷速后再进行循环淬火均有利于晶粒细化。（2）循环次数增加与加热温度升高,奥氏体化更充分,淬火后产生更多马氏体,且经多次循环后,组织更细小、均匀。（3）显微硬度值取决于淬火后的组织,循环次数增加、加热温度升高与冷速增大,贝氏体、马氏体更容易生成,硬度增大。其次,将60Si2Cr VAT钢的实际棒状样在不同循环次数与加热温度下油淬,并于430℃回火1h,所得结果为:（1）增加循环次数,晶粒尺寸减小;升高加热温度,晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势。（2）加热温度升高和循环次数增加,未溶碳化物数量逐渐减少但更细小、均匀。循环次数增加使马氏体板条长度略微增加,但宽度明显变窄、分布更均匀,回火后产生细小的回火屈氏体。加热温度升高,马氏体尺寸先减小后增大。（3）循环次数增加,残余奥氏体含量增加和碳化物数量减少,抵消了晶粒细化与固溶强化的作用,硬度变化不明显;而加热温度升高,硬度先增大后减小,这与碳与合金元素的固溶以及奥氏体晶粒大小有关。（4）强度随循环次数增加而增大,随加热温度升高先增大后减小,这主要与晶粒大小、马氏体板块尺寸和析出碳化物等密切相关。增加循环次数与升高加热温度均降低60Si2Cr VAT弹簧钢的Ms点,从而促进奥氏体稳定性提升,使室温组织中残余奥氏体含量增多,塑性提高。在900℃下保温30min循环淬火3次,并在430℃保温回火1h所得力学性能最佳,强塑积为18304.72MPa·%。
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