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1、65MN钢材知识 65MN钢材知识65Mn钢具有较高的硬度,淬透性好,脱碳倾向少,价格低廉,切削性好等优点,但它有过热敏感性,易产生淬火裂纹,并有回火脆性，65Mn钢用途广泛，主要生产成钢丝，钢带、用于制造各种截面较少的扁，圆弹簧，板簧和弹簧片等。65Mn钢在汽车业，电子业，火车等交通运输工具用量很大。它可制造圆锯片，用以高速切削各类型钢，钢管和钢筋。 关键词：65Mn焊接防腐热处理 第一章此种材料的牌号,成分,组织,热处理，性能，用途介绍 1.1材料牌号：65Mn美国ASTM:1566,SEA:1566(1066)前苏联:65 1.2材料的化学成分 65Mn的化学成分 1.3材料的组织2 1
2、.3.1相变温度 1.3.2时间-温度计-组织转变曲线 （用钢成分为C=0.64%,Mn=0.92%,Si=0.18%,S=0.005%, P=0.017%。晶体度为48级。奥氏体化温度为830） 1.3.3合金组织结构： 65Mn钢一般是在淬火回火后使用,约450以下回火时为回火马氏体,450以上回火时是回火索氏体. 1.4热处理工艺： 1.4.1表面处理工艺：采用表面喷砂处理。65mn钢圆锯片预先进行齿部碳氮共渗，以增加碳氮含量，然后再进行常规热处理，以提高齿部的回火稳定行，从而增加齿部硬度和耐磨性，提高圆锯片的使用寿命。 1.4.2热处理工艺参数见表1-4 名称退火正火调温回火淬火回火消
3、除应力回火（冷拉弹簧钢丝） 加热温度/810810680700810360570250360 冷却方试炉冷空冷空冷油/水泠空冷空冷 1.5材料的性能 1.5.1力学性能3 1.5.2密度=7.81克/立方厘米 1.5.3工艺性能 焊接性能：差 1.6该材料的用途:该钢可以冷轧成钢板、钢带和钢丝，制作弹簧。65Mn也可以制作成如钳工的凿子、划针等工具。65Mn钢可制作一般截面尺寸为815mm左右的小型弹簧如各种小尺寸扁、圆弹簧，底垫弹簧、弹簧发条，也适于制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧等。65Mnj是制作各种板弹簧,丝弹簧的材料之一,汽车、电车、火车等交通运输工具用量很大；在仪表、家具，
4、乃至儿童玩具等制造中也得到广泛应用。 1。7Mn的影响： 一般认为锰的钢中是一种有益的元素。在65Mn中，锰大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化，一部分锰也溶于Fe3C中，形成合金渗碳体，锰还能增加珠光体相对量，并使它变细，从而提高钢的强度。锰能与S化合成为MnS，以减轻S的有害作用。 第二章材料的腐蚀情况及防护方法 2.1材料的腐蚀情况 一化学腐蚀65Mn在高温下的氧化与在常温干燥环境中受二氧化碳、二氧化硫、氧气、氢等气体的作用，以及在非电解质液体（如汽油，润滑油）中引起化学作用，这是65Mn的化学腐蚀。 二电化学腐蚀65Mn在工作中常与其它材料发生接触或工件上常散落有尘土、污
5、物等，在这两个不同状态部位或两种物质接触的部位均会造成电位差，如果再接触电解质或吸收二氧化硫、二氧化碳及水分等，就会造成微电池，形成电流，使为负极的金属溶解。在工业大气中，经常有各种尘土（含酸、碱、盐）和污物落入，材料很快会腐蚀坏。 2.2材料的防腐措施4 一防锈蚀防止65Mn锈蚀，在出厂时应经过涂覆防腐剂，或经化学处理生成防护膜，或经镀覆或包装，然后运输入库，（出入时涂油的材料，如发现已有玷污或油底锈蚀或挥发干涸者应予除污去垢，重新涂油）验收时，要按规定折箱，不要多折，验收后，要立即恢复包装。在存放时，库内安放干燥剂，以降潮，降湿度。 二喷涂防腐65Mn一般是露天使用采用喷涂防腐办法，在材料
6、表面喷涂防腐涂层，可使材料与空气，雨水等腐蚀介质隔绝，消除材料在保管过程中发生电化学腐蚀机会。特别是73418防锈油，它能在钢材表面形成连续的薄膜，自然干燥后，牢固地粘附在钢材表面，能使钢材一年不至锈蚀，且成本低，使用方便。 第三章技术专题报告 3.165Mn钢丝的焊接:5 采用钨极氩弧焊的方法对0.7mm的65Mn钢丝进行了焊接试验研究。研究表明：当焊接电流为10A时可以得到外形完美的柱状焊接接头，但接头非常脆硬。采用加热温度280，保温10min的后热工艺可以大大降低接头脆性及硬度。处理后的焊接接头抗拉强度最高达1370MPa，并且有优良的疲劳强度。因此，若在焊好的环形钢丝上镀敷以金刚石磨
7、料，有可能使之成为一种高效的切割工具。 165Mn钢丝的成分及性能 本研究所用的钢丝为直径0.7mm的65Mn冷拉钢丝，其原始组织为索氏体和少量的铁素体，呈纤维状分布。65Mn的含碳量为0.62%0.70%，Si与Mn的含量分别为0.17%0.37%与0.9%1.2%。Mn使铁碳相图中S点和E点向左下方移动，降低了A3和A1线，因此，锰钢具有过热倾向。65Mn钢属于高碳钢，加上Mn与Si的联合作用，使其碳当量达0.8%以上。这就使65Mn钢具有极大的淬硬倾向，焊接性极差。 265Mn钢丝的氩弧焊对焊工艺 为了减小电极的消耗，选择直流正接进行线材的对焊试验，即选用直流电源，线材接电源的正极，钨极
8、接电源的负极。 含1%或2%氧化钍的钨极发射电子效率高，电流承载能力好，且抗污染性能好，引弧容易并且电弧比较稳定。为了便于操作，选择直径为2mm的较细的钍钨极，并且电极前端磨尖。 由于氩气较低的电弧电压特性对于薄板和线材的手弧焊特别有益，因此选择氩气做保护气体。 试验选用直流手工氩弧焊机，焊接前，将钢丝两端头仔细磨平，为防止焊点产生气孔，用丙酮将端头油污清洗干净。将两端磨平的线材放在平整洁净的对正板上（图1），使两端头对正，接头处不留间隙，用压铁压住接头两侧。将线材接焊机正极，钨极接负极，分别将电流调至20A，15A，10A，8A进行焊接。焊接时，在接头旁边引燃点弧并使之燃烧稳定，将电弧移至接
9、头处使接头金属熔化后迅速将电弧熄灭，同时轻微施加顶锻力，冷却后即完成焊接过程，焊接过程中不使用填充焊丝。 试验发现，当焊接电流为20A时，电弧燃烧剧烈，接头处金属飞溅严重，焊点塌陷严重。当电流调至15A时，电弧燃烧较平稳，熔池飞溅少，但焊缝仍有塌陷。但电流降至10A时，引弧容易，电弧燃烧稳定，焊缝处没有塌陷现象。图2为焊接电流10A时，用数码相机在LeicaMZ6型体视显微镜下拍下的焊接接头形状。可以看出，接头的圆柱度较好，将其打磨后能满足线锯的要求。当电流调至8A以下时，引弧困难且电弧不稳定，难以完成焊接过程。 3焊接接头的热处理与强度试验 由于65Mn钢具有过热倾向，因此焊接热影响区对接头
10、的力学性能影响很大。直径0.7mm的65Mn钢丝经氩弧焊对焊后接头处非常硬脆，轻轻折弯焊点处，就会在熔合线或焊缝处脆断，断口呈明显的脆性断裂形貌。所得接头由焊缝和热影响区组成，沿接头轴线测试从焊缝中心至母材各个区域的显微硬度。测量结果表明，从母材到热影响区及焊缝中部，显微硬度急剧增加，焊缝中部硬度达HV1060，这说明热影响区及焊缝中部生成了硬脆组织。对于这种具有硬脆组织的接头，为了提高其韧性和塑性，降低其硬度，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合，必须对焊接接头进行适当的回火处理。热处理后，应将热影响区的脆性消除，同时应能使母材保持一定的强度和弹性。回火在箱式电阻炉内进行，回火工艺见表1。将
11、回火后的钢丝焊接接头处仔细打磨，使其直径与母材直径大致相等，再在WE-50拉伸试验机上进行拉伸试验。每种回火处理的试样取三根，取其拉力的平均值。 由试验可以看出，330以上热处理后，母材弹性基本消失，且断裂均发生在母材处，而不发生在焊点及其热影响区，这说明热处理后虽然热影响区的脆性完全消失，但母材的强度被大大削落（经试验，所用母材的抗拉强度为1663MPa）。260保温10min时，虽然材料弹性基本不变，但热影响区的脆性不能消除。当加热温度为280，保温10min时效果最好，热影响区的抗拉强度只比母材降低20%左右，而母材的弹性消失较小。将280回火处理的焊头沿轴线方向测试纵剖面上各个区的显微
12、硬度，发现焊缝处的最高硬度值降低到HV500左右，比未处理时的硬度降低大约1倍。 焊好的环形钢丝不但应能满足一定的强度和弹性要求，而且具有一定的疲劳强度. 4结论 （1）采用非熔化极氩气保护焊焊接0.7mm的65Mn钢丝可以得到外观良好的焊接接头，焊接时可不加填充金属。焊接电流强度以10A比较合适，电流过大会产生飞溅和塌边现象。电流太小，则引弧困难，电弧不稳定。 （2）焊好的接头非常硬脆，因此必须进行适当的热处理。对焊接接头采用加热温度280，保温10min的回火工艺，可以使接头的抗拉强度达1370MPa，并且疲劳强度也较高. 3265Mn钢弹簧支撑的热处理工艺改进6 改进对弹簧支撑热处理工艺
13、,增加工艺孔,使用新的淬火挂具,采用表面喷砂处理,解决了工件热处理后硬度不均匀,外形变化及表面不清洁的问题。 65Mn钢弹簧支撑是本公司轻型客车车身左右侧支撑衬板用弹簧，要求淬火后硬度4550HRC。针对热处理后引起的硬度不均匀及外形畸变，且表面不清洁、的锈、盐渍、不易点焊等问题，我们改进了热处理工艺，使用了新的淬火挂具以及表面进行喷沙处理。实践证明，其效果显著。 165Mn钢弹簧支撑淬火工艺 65Mn钢弹簧支撑件在中温盐浴炉进行淬火时，淬火温度为810830，淬火工艺见图1。经热处理后检验，发现淬火硬度不均，高低相差悬殊。盐炉所用挂具为铁丝网制作，用兜装件，每次装20件。财政由于件与件之间为
14、点面接触较多。易造成淬火时硬度不均，影响工件质量，弹性低或无弹性。为此时淬火挂具与工件分别进行了改进。在弹簧支撑件的边缘5mm处（如图2),加一?mm的工艺孔,逐件用铁丝绑扎,件与件之间留一定间隙,每串20件,每炉装4串,装炉量为80件.如此,不公使工件淬火硬度均匀,而且装炉量增为原来的4倍,提高了工作效率. 2淬火工艺改进 由于弹簧支撑畸变圈套影响随后焊接,必在160硝盐中保温3-5min出炉空冷的分级淬火工艺,淬火后应力及畸变较小,硬度达58-60HRC,改进后工艺见如图3. 3表面处理 弹簧支撑件在油淬后,表面出现盐渍,不易清洗,长期存放易生锈,在下道工序点焊时不易焊装.为解决这一问题,
15、工件淬火回火后,下序使用点焊前,对校长支撑进行喷砂清理,使制件表面清洁,易点焊,达到了工件的各项技术要求. 第四章国内国外此种材料的生产、发展现状。 通过试验研究了65mn钢圆锯片预先进行齿部碳氮共渗，以增加碳氮含量，然后再进行常规热处理，以提高齿部的回火稳定行，从而增加齿部硬度和耐磨性，提高圆锯片的使用寿命。 65mn钢圆锯片广泛应用与冶金，轧钢，机械，建材等工业领域，用以高速切割各类型钢，钢管和钢筋。通过齿部预先进行碳氮共渗方法以达到提高锯片使用寿命的目的。 65Mn刚锯片预渗后，沿齿行形成深为0.71.0mm左右的连续过共析层，最外层厚度510um的白亮带状碳氮化合层。其内侧含有大量的粒状碳氮化合物层经淬火回火后，齿部金相组织为均匀的回火屈氏体和大量的弥散
