易切削曲轴钢S45CrS中氧含量对硫化物形态的影响

供稿|张群，阚开 / ZHANG Qun, KAN Kai

曲轴作为发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在工作中要承受交变载荷所引起的弯曲和剪切应力，对疲劳、耐磨和强度等性能指标都有非常高的要求[1-2]。因此，在曲轴生产中对材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。曲轴用钢具有组织致密、晶粒细、承受载荷大、耐热性好、硬度均匀性好等特点，为了提高曲轴加工过程中的切削性能，需要添加一定量的硫，以减小切削加工过程中刀具的磨损，而硫化物的形态直接影响钢材的力学性能和切削性能。硫以(Mn、Fe)S的形式存在于钢中，主要分成三类[3-6]：I类为大小不同的球形；II类在钢的晶界以很细的链条状析出，属于晶界硫化物；III类形状为块状的单相夹杂物，在钢中分布无规则。

由于钢中MnS夹杂物隔断了基体的连续性和应力集中源作用而使车削易断，同时硫化物的润滑作用使刀具的磨损减小，从而改善了钢材的切削性能。钢中MnS的形态、分布对钢材的性能有很大的影响，而研究表明夹杂物呈球状或纺锤状比线条状更有利于切削性能的提高，因此用户希望钢中的MnS的组织形态呈纺锤状或近似球状。

本钢技术研究院成功开发了成分均匀、力学性能稳定、易切削的曲轴用钢S45CrS，以满足高端用户产品要求。

实验

实验材料

随机取1炉易切削S45CrS曲轴钢试样，其化学成分组成(质量分数，%)如表1所示。切取规格为φ90 mm的成品钢材试片，经过热酸腐蚀，低倍组织如图1所示。……