曲軸作(zuò)為(wèi)發動機中(zhōng)承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件,在工(gōng)作(zuò)中(zhōng)要承受交變載荷所引起的彎曲和剪切應力,對疲勞、耐磨和強度等性能(néng)指标都有(yǒu)非常高的要求[1-2]。因此,在曲軸生産(chǎn)中(zhōng)對材質(zhì)以及毛坯加工(gōng)技(jì )術、精(jīng)度、表面粗糙度、熱處理(lǐ)和表面強化、動平衡等要求都十分(fēn)嚴格。曲軸用(yòng)鋼具(jù)有(yǒu)組織緻密、晶粒細、承受載荷大、耐熱性好、硬度均勻性好等特點,為(wèi)了提高曲軸加工(gōng)過程中(zhōng)的切削性能(néng),需要添加一定量的硫,以減小(xiǎo)切削加工(gōng)過程中(zhōng)刀(dāo)具(jù)的磨損,而硫化物(wù)的形态直接影響鋼材的力學(xué)性能(néng)和切削性能(néng)。硫以(Mn、Fe)S的形式存在于鋼中(zhōng),主要分(fēn)成三類[3-6]:I類為(wèi)大小(xiǎo)不同的球形;II類在鋼的晶界以很(hěn)細的鏈條狀析出,屬于晶界硫化物(wù);III類形狀為(wèi)塊狀的單相夾雜物(wù),在鋼中(zhōng)分(fēn)布無規則。
由于鋼中(zhōng)MnS夾雜物(wù)隔斷了基體(tǐ)的連續性和應力集中(zhōng)源作(zuò)用(yòng)而使車(chē)削易斷,同時硫化物(wù)的潤滑作(zuò)用(yòng)使刀(dāo)具(jù)的磨損減小(xiǎo),從而改善了鋼材的切削性能(néng)。鋼中(zhōng)MnS的形态、分(fēn)布對鋼材的性能(néng)有(yǒu)很(hěn)大的影響,而研究表明夾雜物(wù)呈球狀或紡錘狀比線(xiàn)條狀更有(yǒu)利于切削性能(néng)的提高,因此用(yòng)戶希望鋼中(zhōng)的MnS的組織形态呈紡錘狀或近似球狀。
本鋼技(jì )術研究院成功開發了成分(fēn)均勻、力學(xué)性能(néng)穩定、易切削的曲軸用(yòng)鋼S45CrS,以滿足高端用(yòng)戶産(chǎn)品要求。
1. 實驗
1.1 實驗材料
随機取1爐易切削S45CrS曲軸鋼試樣,其化學(xué)成分(fēn)組成(質(zhì)量分(fēn)數,%)如表1所示。切取規格為(wèi)ϕ90 mm的成品鋼材試片,經過熱酸腐蝕,低倍組織如圖1所示。