Nb-V復合彈簧鋼60Si2CrVAT過冷奧氏體連續冷卻轉變研究

60Si2CrVAT是鐵道部《鐵路貨車提速轉向架用圓柱螺旋彈簧鋼供貨技術條件》中指定的提速列車轉向架專用彈簧，而轉向架是提速列車實現高速運行的關鍵部件之一。隨著鐵路運行的第六次提速，鐵道部對2000年制訂的貨車轉向架彈簧技術條件進行了修訂，修訂后的技術條件對60Si2CrVAT鋼的力學性能及其他各種指標提出了更高要求，其力學指標調整為Rm≥1900MPa，Rp0.2≥1700MPa，A≥9%，Z≥30%，而目前60Si2CrVAT彈簧鋼普遍表現強度不穩定，塑性偏低，采用Nb、V和Ti等元素的微合金化技術是提高中碳鋼的強韌性的有效方法之一。在鋼的強韌化機理中，晶粒細化是改善鋼的強韌性和提高疲勞性能最有效的方法，也是改善彈簧鋼、非調質鋼等的綜合性能的重要手段。

Nb是其中最有效的細化晶粒的微合金化元素。近年來，Nb微合金化技術在中、高碳的特殊鋼中獲得了應用，研發了Nb-V/Ti復合微合金化特殊鋼。同時，在鋼液凝固和高溫變形過程中，Nb、V等元素在鋼中的固溶和析出，對奧氏體相的成分有強烈的調整作用，對奧氏體的相變分解有強烈調控作用。

利用DIL805A淬火變形膨脹儀測定了提速列車用Nb-V復合微合金化彈簧鋼60Si2CrVAT過冷奧氏體的連續冷卻轉變曲線，并結合金相—硬度法探討了不同冷速下試驗鋼組織的變化，分析了Nb含量對60Si2CrVAT過冷奧氏體的連續冷卻轉變的影響。結果表明：

隨著Nb含量的增加，促進了高溫與中溫轉變，且珠光體轉變區間隨之變寬，Ms點依次降低;鐵素體消失的冷速由0.3℃·s-1提高到0.5℃·s-1，珠光體消失的冷速由2℃·s-1提高到3℃·s-1，貝氏體消失的冷速也相應地由3℃·s-1提高到5℃·s-1。

隨著Nb含量的增加，三組試驗數據出現貝氏體的冷速分別為0.4℃·s-1、0.5℃·s-1和0.6℃·s-1，即使在空冷條件下也會得到大部分貝氏體組織，應采用緩冷，冷速應小于0.4℃·s-1。三組試驗數據得到完全馬氏體的臨界冷速不大于5℃·s-1，因此熱處理淬火后可采用冷卻速度較慢的介質冷卻，以避免產生較大的內應力。