| 作者： | 周英豪 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张晓燕;郭蜀伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 关键词： | 弹簧钢;有害杂质元素;力学性能;疲劳寿命 |
| 摘要： | 首钢贵阳特殊钢有限公司承担国家科技支撑计划中弹簧钢生产的相应课题，目前弹簧钢的发展趋势是向高纯洁化、高性能化、经济化方向发展，抗疲劳破坏和抗弹性减退为弹簧钢研究的主题；而五害元素虽然在钢中的含量不高，但由于它们原子半径大，多在晶界与表面富集，分布不均匀，因而对钢的加工及性能带来极大的危害：增加钢的热脆倾向；造成低温脆性和高温回火脆性；降低钢的热塑性、导致连铸坯表面开裂；降低钢材的抗腐蚀性能；As、Sb对疲劳性能产生较大影响。 贵钢公司采用电炉生产弹簧钢，其中主要的原材料是生铁和废钢，然而由于工业欠发达，机加工行业少，贵钢在本地采购的废钢在多为社会废钢，Pb、Sn、Sb等有害元素普遍较高；同时，贵州省铁矿资源少，铁矿石品位低，含 As较高，在0.04％～0.15。贵钢公司生产的产品中As、Sn、Sb、Pb等有害元素相对较高：As约0.03％，Sn约0.012％，Sb约0.008％，Pb约0.003％。 本论文针对贵钢公司废钢、生铁的资源情况，对不同的废钢、生铁质量和配比控制，进行51CrV4/50CrVA弹簧钢的生产对比试验，通过对不同有害元素（主要是 As、Sn、Sb、Pb）含量的弹簧钢进行力学性能检测，以及弹簧钢疲劳寿命试验，分析有害元素含量对力学性能及疲劳寿命的影响，评价贵钢公司现有有害元素含量水平对弹簧钢性能影响，提出有害元素的控制措施，指导生产。 实验结果表明： （1）通过对废钢、生铁等原材料质量的严格控制，钢材材料中有害元素可以得到大幅降低和有效的控制，这是降低钢材中有害元素最有效的方法，其可控范围在％As≤0.01，％Sn≤0.010，％Sb≤0.005％，Pb≤0.005； （2）影响目前贵钢公司生产的弹簧钢疲劳寿命的主要原因还是非金属夹杂。 （3）当弹簧钢晶粒度控制在8级以上时，在目前贵钢公司生产的弹簧钢低熔点有害杂质元素含量范围内，％As≤0.030，％Sn≤0.015,％Sb≤0.010，％Pb≤0.005，不是影响力学性能的主要因素。 （4）建议贵钢生产51CrV4/50CrVA时，有害元素控制为：％As≤0.025，％Sn≤0.010,％Sb≤0.008，％Pb≤0.005； |