65Mn彈簧鋼板

　　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，經熱處理后的綜合力學性能優于碳鋼，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、彈簧發條，也可制作彈簧環、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧等。

　　產品介紹

　　執行標準：GB/T 1222-2007

　　特性及適用范圍：

　　65mn 強度.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7-20mm的螺旋彈簧及彈簧墊圈.彈簧環。高耐磨性零件，如磨床主軸.彈簧卡頭.精密機床絲桿.切刀.螺旋輥子軸承上的套環.鐵道鋼軌等

　　化學成分

　　碳 C ：0.62～0.70硅 Si：0.17～0.37

　　錳 Mn：0.90～1.20

　　硫 S ：≤0.035

　　磷 P ：≤0.035

　　鉻 Cr：≤0.25

　　鎳 Ni：≤0.30

　　銅 Cu：≤0.25

　　力學性能：

　　抗拉強度σb (MPa)：825~925

　　伸長率 δ10 (%)：14~22.5

　　斷面收縮率 ψ (%)：不大于10

　　硬度：熱軋,≤302HB;熱軋+熱處理,≤321HB

　　熱處理

　　熱處理規范及金相組織：

　　熱處理規范：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℃。

　　正火規范:溫度810±10℃，空氣冷卻。 [1]

　　交貨狀態：熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態交貨，冷拉鋼材以熱處理狀態交貨。

　　供貨規格：

　　盤圓：Φ5.5～16mm

　　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、彈簧發條。

　　760℃×30min保溫，再以20℃/h的冷速冷至700℃×6h再爐冷，得到完全的球化組織，尺寸均勻。

　　焊接性能

　　氬弧焊對焊工藝

　　為了減小電極的消耗，選擇直流正接進行線材的對焊試驗，即選用直流電源，線材接電源的正極，鎢極接電源的負極。

　　含1%或2%氧化釷的鎢極發射電子效率高，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定。為了便于操作，選擇直徑為2 mm的較細的釷鎢極，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氣體。

　　試驗選用直流手工氬弧焊機，焊接前，將鋼絲兩端頭仔細磨平，為防止焊點產生氣孔，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。將線材接焊機正極，鎢極接負極，分別將電流調至20 A，15 A，10 A，8 A進行焊接。焊接時，在接頭旁邊引燃點弧并使之燃燒穩定，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。

　　試驗發現，當焊接電流為20 A時，電弧燃燒劇烈，接頭處金屬飛濺嚴重，焊點塌陷嚴重。當電流調至15 A時，電弧燃燒較平穩，熔池飛濺少，但焊縫仍有塌陷。但電流降至10 A時，引弧容易，電弧燃燒穩定，焊縫處沒有塌陷現象。圖2為焊接電流10 A時，用數碼相機在Leica MZ6型體視顯微鏡下拍下的焊接接頭形狀。可以看出，接頭的圓柱度較好，將其打磨后能滿足線鋸的要求。當電流調至8 A以下時，引弧困難且電弧不穩定，難以完成焊接過程。

　　焊接接頭試驗

　　由于65Mn鋼具有過熱傾向，因此焊接熱影響區對接頭的力學性能影響很大。直徑0.7 mm的65Mn鋼絲經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組成，沿接頭軸線測試從焊縫中心至母材各個區域的顯微硬度。測量結果表明，從母材到熱影響區及焊縫中部，顯微硬度急劇增加，焊縫中部硬度達HV 1 060，這說明熱影響區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、強度、塑性和韌性的適當配合，必須對焊接接頭進行適當的回火處理。熱處理后，應將熱影響區的脆性消除，同時應能使母材保持一定的強度和彈性。回火在箱式電阻爐內進行，回火工藝見表1。將回火后的鋼絲焊接接頭處仔細打磨，使其直徑與母材直徑大致相等，再在WE-50拉伸試驗機上進行拉伸試驗。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，且斷裂均發生在母材處，而不發生在焊點及其熱影響區，這說明熱處理后雖然熱影響區的脆性完全消失，但母材的強度被大大削落(經試驗，所用母材的抗拉強度為1 663 MPa)。260℃保溫10 min時，雖然材料彈性基本不變，但熱影響區的脆性不能消除。當加熱溫度為280℃，保溫10 min時效果最好，熱影響區的抗拉強度只比母材降低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的顯微硬度，發現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。 焊好的環形鋼絲不但應能滿足一定的強度和彈性要求，而且具有一定的疲勞強度.

　　冷拔退火

　　傳統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。生產效率低，氧化脫碳率達22%-40%，表面硬度及彈性達不到要求。不完全退火新工藝，退火溫度(740±10)℃，保溫4h,爐冷到550℃以后，出爐空冷。抗拉強度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，縮短了生產周期，節省能源。

　　傳統退火工藝，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%。

　　典型實例

　　1、可用于普通磨具彈簧鋼

　　2、冷沖模具凸模

　　3、可用于塑膠模、壓鑄模的整體淬火頂桿用鋼。

　　酸洗工藝

　　65Mn低合金圓鋼的酸洗處理廣泛地應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行其它熱浸鍍、電鍍加工前的表面預處理;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;鋼鐵加工件進行電鍍、電刷鍍前的除銹處理以及不銹鋼和特殊鋼生產過程中的類似處理。當前酸洗仍是65Mn低合金圓鋼生產和鋼鐵表面處理時不可或缺的工藝過程。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反應，溶解相應的65Mn低合金圓鋼氧化物的溶解作用來除去鐵皮。有的，如使用硫酸進行65Mn低合金圓鋼酸洗時，還要借助于酸與65Mn低合金圓鋼發生化學反應產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生化學反應并產生氫氣。由于酸洗液中的氫的化學位高于被酸洗的65Mn低合金圓鋼中氫的化學位，生成的氫會滲入鋼中并積存起來造成 氫脆，從而影響65Mn低合金圓鋼的機械性能或以后的加工處理。

　　【3】會帶來一系列的環境污染問題

　　采用酸洗工藝對65Mn低合金圓鋼或零件進行表面處理，由于65Mn低合金圓鋼的品種、產品的規格和生產的規模各不相同，從而造成了在生產裝備和生產環境方面有著很大差別。如酸洗槽體的密封、對生產設備的腐蝕、酸洗車間的通風排風、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。從而會帶來許多環境保護方面的問題，而需要一一加以處理和解決。

　　【4】廢酸和鐵鹽的處理問題

　　65Mn低合金圓鋼的酸洗在消耗大量金屬鐵的同時還產生大量的廢酸液與相應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相應的回收和處理設備。特別是對于一些小型的、小批量的65Mn低合金圓鋼進行酸洗處理時，往往會出現酸洗廢液難以集中進行處理的情況，一旦發生直接排放的情況，就會對對環境造成嚴重污染。