16MnCr5滲碳鋼是重型汽車柴油機(jī)活塞銷常用鋼。采用國內(nèi)某鋼廠的16MnCr5滲碳鋼在MC系列重型柴油機(jī)活塞銷上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。

16MnCr5滲碳鋼理化性能檢驗(yàn)

用國內(nèi)某鋼廠生產(chǎn)的16MnCr5滲碳鋼。該鋼經(jīng)爐外精煉和真空脫氣處理，對其理化性能進(jìn)行了檢測。

1化學(xué)成分檢驗(yàn)

化學(xué)成分檢驗(yàn)結(jié)果如表1。從表1可以看出，鋼中主要元素的含量均在技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi),氣體[O]、[H]含量較低。

2淬透性檢驗(yàn)

淬透性能檢驗(yàn)結(jié)果如表2。從表2可以看出，淬透性能符合技術(shù)要求。

3非金屬夾雜物檢驗(yàn)非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果如表3。從表3可以看出，鋼中A、B、C、D各類非金屬夾雜物均達(dá)到技術(shù)要求，說明該鋼非金屬夾雜物數(shù)量少，均勻，且細(xì)小、彌散分布。

4 心部偏析檢驗(yàn)

心部偏析檢驗(yàn)結(jié)果如表4。從表4可以看出，C、S心部偏析符合技術(shù)要求。

活塞銷用鋼的奧氏體晶粒度檢驗(yàn)是根據(jù)德國MAN公司標(biāo)準(zhǔn)M3403《活塞銷用圓鋼的供貨技術(shù)條件》:試樣加熱至950℃，保溫8h，油冷淬火后,進(jìn)行晶粒度的檢驗(yàn)。晶粒度檢驗(yàn)結(jié)果為7.0 ~8.0級(jí)。

對活塞銷進(jìn)行了熱穩(wěn)定性試驗(yàn)。用4支活塞銷進(jìn)行熱穩(wěn)性檢驗(yàn)。首先檢測室溫狀態(tài)下的4支活塞銷的外徑，然后2支加熱至180℃，2支加熱至220℃,保溫4h后,空冷至室溫,進(jìn)行測量外徑。測量位置在活塞銷的兩端及中部，如圖4，測量結(jié)果如表6。

淬透性能

鋼的淬透性是汽車活塞銷用鋼的重要性能指標(biāo)之一，它主要是保證活塞銷淬火時(shí),心部可以得到全部的低碳板條馬氏體組織，具有高的整體強(qiáng)度。

汽車活塞銷用鋼的淬透性和淬透性帶寬的控制，主要決定于化學(xué)成分和化學(xué)成分的均勻性。也就是對淬透性影響大的元素如C、Cr、Mn、Mo等元素進(jìn)行控制，根據(jù)鋼中碳和合金元素對淬透性各點(diǎn)硬度值的影響，確定該鋼的內(nèi)控成分范圍。目前對淬透性帶的控制:4HRC ~6HRC。

鋼的淬透性過高，使?jié)B碳淬火后表層組織中殘余奧氏體含量高，從而降低活塞銷工作時(shí)的體積穩(wěn)定性。所以，如16MnCr5的淬透性選用HL帶，技術(shù)要求和檢驗(yàn)結(jié)果如表2。從表2可以看出，淬透性能符合技術(shù)要求。

16MnCr5的淬透性能、滲碳淬火組織檢驗(yàn)結(jié)果表明，材料的淬透性能符合HL帶的要求;滲碳淬火組織是細(xì)針狀馬氏體，沒有大塊、網(wǎng)狀的碳化物，說明選擇的滲碳溫度、氣體碳勢、淬火溫度和淬火液的冷卻能力各工藝參數(shù)是適宜的，符合活塞銷滲碳組織的質(zhì)量控制要求。活塞銷的體積穩(wěn)定性要求，在恒定的溫度下加熱4h后，外徑尺寸增量為:180℃體積恒定,220℃最大0.010mm。熱穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明，滲碳淬火組織中殘留奧氏體不大于5%,滿足活塞銷的體積穩(wěn)定性能要求。

結(jié)論

16MnCr5HL滲碳鋼*符合活塞銷用鋼的要求,采用的滲碳淬火工藝及表面加工工藝滿足活塞銷的各項(xiàng)性能要求。16MnCr5HL滲碳鋼制成的活塞銷具有高的可靠性和疲勞壽命，*MC系列重型柴油機(jī)的使用要求。(參考文獻(xiàn)略)