高性能弹簧扁钢38SiMnVB的试制及应用
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1、主要技术要求 38SiMnVB弹簧钢是在低碳弹簧钢的基础上适当提高碳含量以及调整合金元素含量而开发的新钢号，其化学成分要求如表1，具有脱碳敏感倾向小、钢材轧态表面硬度低、生产成本低等优点，同时具有较高的淬回火硬度和强度，以及较好的塑性和韧性，σb≥1800MPa；ψ≥45%；δ≥8%，A、B、C、D类夹杂物均不大于2.5级。 表1 38SiMnVB弹簧钢的化学成分要求
2、试制工艺 试制工艺流程：60t或18t电弧炉EBT+LF/VD-3t锭850初轧开坯一半连轧机组成材。 初炼炉使用氧化法冶炼，EBT无渣出钢，炉后造渣，初炼炉外合金化，出钢随钢流加入纯Al块沉淀脱氧。LF/VD精炼，采用“入LF喂Al线预脱氧，VD真空前喂Al线终脱氧，并进行真空处理”的脱氧制度。在成分控制上，在LF将C、Mn、Si、S、V等成分调整至目标植；VD真空后，在一定为温度条件下，加Fe-Ti调整Ti，搅拌，加Fe-B，软吹Ar后起坑浇注。 850初轧机开130mm方坯经430半连轧机组轧制成（75-120）mm *（7-35）mm的扁钢。钢坯在推钢式连续加热炉加热，加热温度控制在1160-1180℃。 热处理制度对组织性能影响试验的炉号为26D235、规格90mm*18mm，化学成分如表2。 表2 26D235炉号的化学成分分析结果
3、检验结果及分析讨论 3.1 氧含量及纯净度的控制 在高硬度下使用弹簧，非金属夹杂物将成为弹簧失效的重要因素[1]。为了有利于降低钢中氧含量及夹杂物级别，初炼炉严格控制出钢碳量，实行无渣出钢；出钢时随钢流加Al块进行沉淀脱氧，精炼炉采用在入LF后及时喂Al线预脱氧、同时加入一定的SiC粉进行渣面脱氧，尽可能在LF将氧含量降至20*10-6以下，入VD工位后根据钢中残Al量喂Al终脱氧，同时保证总真空吹氩处理25min以上，并在高真空度下保持10min以上，使脱氧产物Al2O3等夹杂物充分上浮。此次试验炉号的氧含量均较低，平均11.3*10-6，最低7.6*10-6。A、B类夹杂物平均级别均不大于1.5级，C、D类夹杂物均为0级。 3.2 表面脱碳的控制 控制表面脱碳采用的生产措施有：在钢坯加热时尽量缩短脱碳高峰区温度（1130℃左右）的钢坯停留时间，钢坯涂层保护、控制加热炉炉膛气氛、控制轧后冷却速度。此次脱碳一般控制在厚度的1%左右，其中采用了钢坯涂层保护的扁钢（规格为90mm*21mm）脱碳层深度达到0.05-0.16mm的较好水平。 4、应用情况 大冶特钢生产的38SiMnVB弹簧扁钢由河南焦作弹簧厂制成汽车高应力少片簧前簧和后簧，发往一汽、南京、芜湖等汽车厂家，进行台架和装车道路试验，效果较好。其中一汽弹簧总成分架试验少片前钢板弹簧疲劳寿命达到10万次以上（一汽要求8万次以上），少片后钢板弹簧疲劳寿命在11.5-14.2万次之间。从台架试验数据和失效分析结果看，完全可以用在重型车上（而重型汽车少片钢板簧在我国是首次试制，在国外亦不多见）；南京汽车车辆厂使用该钢种制成的高应力少片簧，试验疲劳寿命达15万次以上。用户认为该钢种是国内新一代超高强度弹簧钢，可以用于生产重型、轻型汽车及轿车用板簧等。 5、结论 （1）38SiMnVB弹簧扁钢强度σb在1800MPa以上，断面收缩率ψ大于45%，冲击韧性值ak在70J/cm2左右，用该钢种生产的汽车少片板簧通过几家汽车厂的台架和道路试验效果很好。 （2）38SiMnVB弹簧扁钢性能试样热处理最佳工艺为：800℃ 30min淬火+（280-340）℃ 90min 回火，其组织为板条状回火马氏体加弥散分布的碳化物。 参考文献： 1、张健军.汽车悬架弹簧用钢的弹性衰减抗力.特殊钢，1997，18（3）:1 作者：李德胜 叶婷 黄小萍 肖爱平 汪质刚 （大冶特殊钢股份有限公司，黄石435001） 李德胜，男，37岁，高级工程师。1988年毕业于武汉科技大学压力加工毕业，从事合金钢品种开发及生产工艺研究工作。
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