汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)連桿用鋼45M5UA2高硫鋼的研制

劉占東，崔 波

（建龍北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

汽車(chē)連桿用45M5UA2屬于高硫鋼合金元素少，有強(qiáng)度、塑性、有較高的疲勞壽命要求。在汽車(chē)零部件的生產(chǎn)加工過(guò)程中，切削費(fèi)用占整個(gè)加工費(fèi)用的50%。故降低切削費(fèi)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是全部汽車(chē)生產(chǎn)廠的迫切要求。

1 材料設(shè)計(jì)

（1）成分設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明控制C、Mn是為了減少鋼材軋制后的表面硬度，使鋼材更易于加工；提高Cr含量是為了保證減少的C、Mn成分后，鋼材的淬透性仍然滿足鋼材的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)，保證鋼材的使用性能。淬透性作為鋼材的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，對(duì)鋼材后續(xù)加工成零件后的機(jī)械性能影響很大。淬透性是鋼材經(jīng)過(guò)淬火后檢驗(yàn)其淬硬層深度的能力。鋼材在使用及加工過(guò)程中，需保證零件的整個(gè)截面被淬透，這樣保證了零件的整個(gè)截面上的力學(xué)性能的均勻性。高硫鋼45M5UA2歐標(biāo)及優(yōu)化成分見(jiàn)表1。

表1 高硫鋼45M5UA2化學(xué)成分設(shè)計(jì)

（2）試制工藝。采用電爐冶煉+LF、VD精煉→連鑄→軋制工藝。電爐冶煉采用熔氧結(jié)合，及早造泡沫渣埋弧操作，出鋼吹氬，防止鋼水氧化。精煉使用Al線預(yù)脫氧，輔以C粉、Al粉擴(kuò)散脫氧。連鑄采用四機(jī)四流弧形連鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄及電磁攪拌技術(shù)。軋制采用側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式加熱爐及平立交替的23架連軋機(jī)軋制成成品尺寸。

2 檢驗(yàn)分析

（1）淬透性。提高Cr含量保證了因C、Mn的減少造成的性能降低，使鋼材的淬透性仍然滿足鋼材的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)，保證鋼材的使用性能。模擬鋼材加工成零件后的熱處理制度，并檢測(cè)末端淬透性。熱處理制度：正火溫度850±10℃，淬火溫度850±5℃。淬透性檢驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從淬透性結(jié)果可以看出歐洲45M5UA2原成分超出設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)成分優(yōu)化后的45M5UA2，無(wú)論從滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)方面，還是從淬透性均勻性方面都要比原成分要好。在相同熱處理工藝及相同設(shè)備的條件下，原成分淬透性的差值在約1HRC，且值高于設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求；成分經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，其淬透性的差值約為0.5，且全部滿足設(shè)計(jì)要求

圖1 淬透性檢驗(yàn)結(jié)果

（2）帶狀。45M5UA2鋼帶狀照片如圖2所示。經(jīng)過(guò)100倍下金相顯微鏡觀察，3個(gè)試樣的帶狀組織均無(wú)明顯的鐵素體條帶，帶狀級(jí)別1級(jí)。

圖2 高硫鋼45M5UA2帶狀照片

（3）非金屬夾雜物。對(duì)三組試樣進(jìn)行非金屬夾雜物檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 非金屬夾雜物檢驗(yàn)

從標(biāo)2中可以看出非金屬夾雜物檢驗(yàn)均低于0.5級(jí)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)試制結(jié)果來(lái)看，我們通過(guò)對(duì)C、Mn成分進(jìn)行控制，提高Cr含量，減少Ni、Mo等殘余成分含量，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的淬透性指標(biāo)。通過(guò)對(duì)冶煉過(guò)程的設(shè)計(jì)及控制，保證了產(chǎn)品高倍（夾雜物等）及淬透性指標(biāo)，進(jìn)而保證客戶的使用性能。