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高強化和高抗彈減化是彈簧鋼發(fā)展的兩個重要趨勢。由于硅具有強烈的固溶強化作用，同時硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大，改變回火時析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài)，提高鋼的回火穩(wěn)定性，顯著提高彈簧鋼的強度和彈減抗力，很多彈簧鋼以硅為主要合金元素。硅對鋼的氧化行為有明顯的影響。本課題利用同步熱分析儀，研究了殘氧的體積分數(shù)為2%的氣氛下，硅對彈簧鋼氧化速率的影響。
試驗材料采用65Mn和60Si2Mn熱軋盤條，化學(xué)成分如表1所示。材料經(jīng)900℃正火后，加工成Φ4.5mm×6mm的小樣，試樣初始表面不存在氧化和脫碳。經(jīng)砂紙打磨并除去表面的水漬和油漬，將加熱前的試樣稱重。利用同步熱分析儀（型號STA449C）進行高溫加熱實驗，控制氧的體積分數(shù)為2%，其他為氬氣。將試樣在700～1200℃保溫30min，在加熱和降溫的過程中，都采用純氬氣保護，以避免其在此過程中的氧化。全程監(jiān)控其質(zhì)量的變化，利用增重方法分析其氧化過程。同時利用金相顯微鏡觀察了氧化鐵皮形貌，并測量了其厚度，利用掃描電鏡觀察鐵皮的微觀形貌和成分分析。
表1 實驗材料的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）
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鋼種
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C
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Si
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Mn
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65Mn
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0.65
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0.25
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1.05
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60Si2Mn
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0.58
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1.67
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0.75
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結(jié)果表明：
（1）在氧的體積分數(shù)為2%的氣氛下，硅元素在1170℃以下對彈簧鋼的氧化有阻礙作用，而1200℃時對其有明顯的促進作用。
（2）在1170℃及以下，60Si2Mn彈簧鋼氧化層和金屬基體之間有一硅酸亞鐵層，而1200℃時該層呈液態(tài)，并滲入氧化鐵皮中。
（3）在1170℃及以下，由于硅酸亞鐵層的存在，阻礙了鐵離子向外擴散，導(dǎo)致了氧化減慢。
（4）1200℃時，由于硅酸亞鐵層為液態(tài)，促進了氧氣或者氧離子向基體擴散，導(dǎo)致了氧化加重。（心遠）
彈簧展-2016第十七屆廣州國際彈簧工業(yè)展覽會-全球最大彈簧展會-巨浪展覽-The 17th China(Guangzhou)Int’l
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