非调质钢
2 非调质钢的主要应用
最近几年,非调质钢在我国汽车工业广泛用于生产制造汽车发动机连杆、曲轴、转向节等零件,主要是铁素体2珠光体型非调质钢,常用钢种有40MnVN、48MnV、并增加其体积分数。最近日本新开发了0.30C20.25Si21.5Mn20.30Cr十微合金化的连杆用钢,采用这一成分, 可使0.45C20.25Si20.8Mn钢的Ac1从730℃降至717℃〔理论值〕,而连续冷却时可使Ar1从650℃下降至570℃。MnS2VN复合粒子可使组织有效细化,这些复合粒子可以作为形成在奥氏体晶粒内的转变铁素体的结晶核心,在冷却后得到以MnS2VN复合粒子为结晶核心的铁素体。德国和美国等国家利用这一技术开发了高碳微合金非调质钢涨断法生产连杆技术,德国大众的Jetta轿车发动机连杆牌号为C7056,其成分特点为:低硅、低锰,用V微合金化并加入易切元素硫,合金元素含量很窄,这一新开发的非调质钢,降低了碳含量,适当加入并提高了Si、S和V的含量,改善了切削性能和强度,并用于涨断连杆的制造。连杆的大头采用涨断工艺,采用这种工艺生产的连杆,可以解决连杆装配失圆的问题,同时缩短机加工工序,降低了生产成本。裂解连杆制造技术在欧洲广泛应用,主要系列有德国的C70S6BY、法国的SPLITASCO系列高碳钢连杆及欧洲其它公司的70MnSV4、80MnS5[24]。一汽曾分别与北满钢厂、大连钢厂合作进行冶炼,并在捷达发动机连杆上进行了试验,但由于材料的稳定性较差,还没有实现本地化。一汽现在开发的6DL系列柴油发动机连杆采用的是裂解工艺,材料用高碳非调质钢FAS70S2,目前是从国外进口,FAS70S2非调质钢本地化试验
工作正在进行。该钢种主要技术特点是化学成分范围窄、钢材表面质量要求高,国内钢厂生产还存在一定问题。70年代初,德国蒂森特钢公司开发了非调质钢49MnVS3,首先用于汽车曲轴,代替40Cr钢。硫元素不仅有助于切削性能的改善,而且还有助于组织细化,提高非调质钢的韧性。我国目前已在上海大众轿车、江西五十铃4JBI发动机曲轴上应用这种材料,我国相应的牌号为49MnVS、48MnV。目前,宝钢股份特殊钢分公司生产的38MnVS5、22MnVS5非调质钢已为上海爱知锻造公司批量供应,所生产的曲轴、连杆批量出口印尼、泰国达100万支;天润曲轴公司采用48MnV钢批量生产了重载汽车用康明斯C系和上柴D6114发动机曲轴11万多支;一汽采用研发的FAS2230非调质钢生产的重载汽车用轴头已通过总成台架试验,正在生产中少批量使用,并纳入企业新产品标准中。20世纪80年代,由法国、德国、意大利生产的Nb2V非调质钢利用了Nb的晶粒细化、降低珠光体片层间距、析出强化3种作用开发了含Nb非调质钢METASASAFE钢,应用于悬架、车轴、轮毂[25]。欧洲近来已开发出METASASAFE1000钢(0.45%C、0.3%Si、1.5%Mn、0.12%V、0.04%Nb),热轧或热锻态强度稳定超过1000MPa[26],目前,国际先进国家研制开发生产了大量的V2Nb复合微合金化的非调质钢,在汽车零件的使用率已达60%以上[26]。近年来,热锻后空冷高强度贝氏体钢成为非调质钢的重要方向,研究结果表明,在同样的碳当量下,贝氏体钢的抗拉强度比铁素体2珠光体钢高200MPa以上,具有明显的优势。阿塞洛公司开发的中碳Mn2Si2Cr 系空冷贝氏体钢在实验室获得的最佳性能为抗拉强度1150MPa,伸长
率20%,而韩国浦项公司开发的低成本空冷微合金化低碳贝氏体钢的抗拉强度为825MPa,伸长率11.1%(0.15%C、1.8%Mn、0.002%B),满足汽车转向节拉杆的技术要求[26]。我国汽车工业应用较多的低碳贝氏体钢为12Mn2VB、12Mn2VBS,由清华大学方鸿生发明的,主要做前桥、转向臂、弯直臂等,已在一汽、二汽、江铃汽车厂使用。马氏体非调质钢具有良好的强韧性配合,可用于制作汽车连轴节臂等零件,低碳马氏体非调质钢已逐渐应用于工业生产,目前,我国开发的自回火低碳马氏体非调质钢已试用于汽车水泵轴。
3.非调质钢的力学性能
为国内外非调质钢产品,其中Chaparral、新日铁、SMNC40V2的非调质钢为高强高韧型,抗拉强度分别达到1053～1400MPa、995～1340MPa、994MPa,冲击吸收功分别达到46～75J、70J(V型)、57.6J/cm2(U型缺口冲击功的单位是J、弯曲疲劳极限为525MPa)。国内钢厂的非调质钢抗拉强度普遍为800～900MPa。
4 非调质钢的强韧化途径
4.1优化成分,提高强韧性
碳是最有效的强化元素,它可使金属材料的韧性下降;锰、铬以固溶强化方式强化铁素体和珠光体,减少珠光体片间距,提高淬透性,增加强韧性;微量元素钒、铌、钛以细晶强化和沉淀强化方式提高强韧性;硫可以细化晶粒,促进晶内铁素体析出,提高强韧性,同时也可以改善切削性能。
4.2晶粒细化法
细化晶粒可以提高材料的韧性,又可以保持材料的高强度,非调质钢中常加入铝、钛等元素,通过析出AlN、TiN来钉扎奥氏体晶界,提高奥氏体晶粒长大激活能,在加热时阻止晶粒长大;在变形时抑制奥氏体再结晶,细化晶粒。微合金元素复合加入比单独加入更有效,如用Ti2V合金化,控制晶粒尺寸更好。
4.3沉淀强化法
微合金元素(如Nb、Ti、V)在钢中除了细化晶粒强化外,还有很强的沉淀强化作用,作用大小取决于这些合金化合物在奥氏体中的固溶度、沉淀析出速度、沉淀析出物的数量、尺寸和分布。
4.4促进晶内铁素体(IGF)组织形成
非调质钢锻件在冷却过程产生相变时,铁素体沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,损害韧性,通过控制冶金工艺,在奥氏体晶内提供大量铁素体形核位置,使其不仅在晶界,而且在晶内析出,分割奥氏体晶粒,形成细小均匀的等轴铁素体,能显著改善钢的韧性。非调质钢研究发展方向
1)优良的成分设计通过合理调整钢中化学成
分,开发出成本低、性能更优良的非调质钢,诸如通过调整C、Mn、Nb、V、Ti含量的新型非调质钢的开发。
2)复相组织开发继铁素体2珠光体型、贝氏体型、马氏体型非调质钢开发应用之后,铁素体2贝氏体型、铁素体2马氏体型复相组织非调质钢因成本低、性能优良正被引起重视。
3)工艺的变革包括纯净钢冶炼技术、精炼技术、硫化物细化及均匀分
布技术、铸坯成分偏析控制技术、控轧(锻)控冷技术和晶内铁素体控制技术研究。
4)采取措施确保非调质钢成分与性能控制精度、非调质钢产品质量保证与控制能力。
5)非调质钢应用技术等的研究,开发出具有良好强韧性配合、高疲劳性能并且能满足高速切削的重载用非调质钢及其成套工业生产技术,满足国内外对高性能非调质钢不断增长的需求。
6)各方协调,加强用户推广,扩大重型机械、桥梁、石油化工、建筑等行业的应用范围。
调质钢与非调质钢简介
调质钢与非调质钢简介 一、调质钢 1、简介 所谓调质钢，一般是指含碳量在0.30～0.60%的中碳钢。一般用这类钢材制作的零部件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高强度的同时，又具有很好的塑性和韧性，传统方法往往是使用“调质处理”来达到这个目的，所以习惯上就把这一类钢称作调质钢。 各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢，它是零件淬火后在500～650℃温度范围内进行回火处理的钢。经调质处理后，钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。碳素钢、低合金钢及中合金钢，调质处理后的金相组织是回火索氏体。各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。 2、性能特点 除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构钢，有焊接性能要求的调质钢则为低碳合金结构钢，具有很高的塑性和韧性，少数沉淀硬化型调质钢，属高强度和超高强度调质钢。 3、分类 常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类： ①低淬透性调质钢
②中淬透性调质钢 ③较高淬透性调质钢 ④高淬透性调质钢 以下介绍两种最典型的调质钢： A、45碳素调质钢 45钢是中碳碳素结构钢，含碳量在0.42-0.50%，现执行标准为《优质碳素结构钢》，即GB/T 699-2015，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且生产成本较低，价格低，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56～59（洛氏硬度），截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。45钢淬火后的高温回火，加热温度为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而对于齿轮类、带键槽的轴类等零件，因调质后还要进行车、插、创、铣、钻等机加工，硬度要求就低些。 B、40Cr合金调质钢 40Cr钢是中碳合金结构钢，含碳量在0.37-0.44%，含Cr量在0.80-1.10%，现执行标准为《合金结构钢》，即GB/T 3077-2015。 以40Cr为代表的合金调质钢广泛用于制造汽车、摩托车、柴油机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、转向节、半轴、连杆、螺栓等。调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度、良好的塑性和韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同
调质钢
碳含量0.3－0.5%，并含有一种或几种合金元素，具有较低或中等的合金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。 热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃-650℃回火。热处理后的金相组织是回火索氏体。这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合。 调质钢的质量要求 除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求处，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度（σ0.2）在490-1200Mpa。以焊接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为490-800Mpa，有很高的塑性和韧性。少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400Mpa以上，属高强度和超高强度调质钢。 分类 常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类： ①低淬透性调钢； ②中淬透性调质钢； ③较高淬透性调质钢； ④高淬透性调质钢。 力学性能 1．合金元素对力学性能的影响 淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度基本相同，硬度与抗拉强度大致成直线关系。 各种成分的合金钢调质到各种硬度值时，硬度值为400HB(抗拉强度约为1400MPa)时，屈强比值最高，约为0．9，淬火状态的组织对屈强比有很大影响。 调整增加钢材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉强度和屈服强度。因此，在选择合金元素时应优先选择增加淬透性能作用显著而价格较低的元素，如硼、锰、铬等。但是合金元素不同的钢要调质到相同的硬度所采用的回火温度各不相同，即各种钢的抗回火性能不同。 淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度和屈服强度虽基本相同，但是脆性破坏倾向差别很大，低温冲击试验尤为明显。成分不同的钢
微合金非调质钢的发展及现状
微合金非调质钢的发展及 现状 Revised by Jack on December 14,2020
微合金非调质钢的发展及现状 刘瑞宁1，2，王福明1，李强2 (11北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；21石家庄钢铁公司技术中心，河北石家庄050031)摘要:介绍了微合金非调质钢的发展及其应用现状，开发微合金非调质钢符合钢铁产业发展政策和石钢公司的“边缘-精进”战略。 关键词:微合金；非调质钢；发展；应用 1前言 石家庄钢铁有限责任公司是中国汽车用钢(棒材)专业化生产企业，现年产钢能力近260万t，产品结构以优质碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢等五大系列汽车用钢(棒材规格为Φ14～180mm)为主，其热轧汽车棒材主要供锻造厂锻造成汽车零配件(如汽车前桥、半轴、转向节、发动机曲轴、连杆等)。微合金非调质钢是一种理想的节约能源、节约资源的经济型新材料，符合钢铁产业发展政策要求，其用途十分广泛:凡是加工过程中需要调质的钢(如45，40Cr等)均可用非调质钢替代；省略调质工序，可省去占调质钢生产总成本6%的热处理(淬火+高温回火)费用，德国人估计用49MnVS3非调质钢代替调质钢做连杆可节约总成本的38%。日本爱知公司分析，微合金非调质钢因省略调质处理这一工序，就可使热锻产品的成本降低18%[1]。 2微合金非调质钢的发展 微合金非调质钢强化机理不同于调质钢。调质钢是将轧、锻后钢材重新加热淬火再经高温回火获得所需组织性能。而微合金非调质钢是在轧制温度下，使钢中V，Nb，Ti等合金碳氮化合物较充分溶入奥氏体，使奥氏体充分合金化，在轧、锻冷却过程中析出大量微细弥散分布的合金碳氮化合物，并发生沉淀强化及先共析铁素体呈细、小、弥散析出，分割和细化奥氏体晶粒使钢的强度与硬度增加，基体组织显着强化。为此，获得相当调质钢经调质处理后的综合力学性能，由于省去了调质处理工序，因此称之为微合金非调质钢。 国外微合金非调质钢的开发及应用 20世纪60年代发展起来的微合金化技术为非调质钢的产生提供了理论和生产基础，70年代初期发生的能源危机直接促成非调质钢的出现及发展。1972年德国THYSSEN公司开发了第一个非调质锻钢49MnVS3(铁素体-珠光体，抗拉强度850MPa)取代了调质CK45钢制造汽车曲轴，提高了锻件成品率、切削加工性能、疲劳性能、生产效率，降低了成本，此钢种很快在德国、瑞典等欧洲国家用于汽车曲轴、连杆等锻件的生产。德国奔驰汽车曲轴使用非调质钢代替40CrMn调质钢制造，瑞典Volvo汽车制造厂在20世纪90年代初期年用量就3万多吨，其目标是除渗碳件外，所有锻件全部采用非调质钢生产。随后英国钢铁公司建立了Vanard(850～1100MPa)热锻用非调质钢系列，法国SAFE公司开发了一系列METASAFE钢(800～1000MPa)[2]。此外，美国福特、意大利菲亚特及俄罗斯伏尔加汽车都采用非调质钢制造汽车的曲轴、连杆等零件。近年来日本研究微合金非调质钢最为活跃，处于世界先进水平，新日铁、神户制钢、爱
号钢调质处理
号钢调质处理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
45#（号）钢和40C r钢的工艺是淬火加高温回火的双重，其目的是使工件具有良好的综合。 有和合金二大类，不管是还是，其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高，后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在~%。 调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞，一般只作，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。 工件调质处理的操作，必须严格按工艺文件执行，我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。 1、的调质 是中碳，冷热加工性能都不错，较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45号钢低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，迅速转变为造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 45号钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45号钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 2、40C r钢的调质处理 Cr能增加钢的，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用C r钢。但C r钢有第二类回火脆性。
非调质钢
质处理就是淬火以后，再高温回火。调质处理是一种常用的工序。这样的处理，既提高了强度，又保持了材料的韧性，还改善了材料的切削加工性。45＃钢是最常用的调质钢。 大量使用的结构钢制品通常都要进行淬火热处理，这样既耗费能源又给热处理件带来弊病，如 变形、淬裂等。 非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却而减小，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳 化物和氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出。这些析出物与母相保持共格关系，使钢 强化。这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能右接近达到一般质状态的力学性能 水平，因此，在应用时可省略掉调质处理工序，既缩短了生产周期，又节省了能源。非调质钢 的力学性能取决于基体显微组织和析出相的强化。非调质钢分为热锻用非调质钢、直接切削用 非调质钢、冷作强公非调质钢和高韧性非调质钢。热锻用非调质钢用于热锻件(如曲轴、连杆等)，直接切削用非调质钢用热轧件直接加式成零件，冷作强化非调质钢用于标准件(如螺栓、螺母等)，高韧性非调质钢用于要求韧性较高的零部件。由于非调质钢不经热处理在锻造或轧制状态，即 具有优良的综合性能的新型结构钢，故广泛的应用在汽车、拖拉机、摩托车、机床、油田钻井、石油输送管线、模具、标准件、船板、建筑钢筋、炮弹等方面。参考相关标准：GB/T 15712-1995 我国从1982年开始研制“珠光体—铁素体型”非调质钢，并于随后制定GB/T 15712-1995标准，列入9个钢种，属V系，Mn-V系，强度为700~800MPa级，大多用于汽车行业制造产品零件。至今批量生产零件仅6个，年产量钢不足6万吨，占我国汽车用合金钢量约1~2%。 而与我国几乎同时代研制非调质钢的日本国，用于汽车行业批量制造零件的状况，据2003~2004年统计，其品种达23个，用钢量达204万吨，占日本汽车用合金钢量约64%，其非调质钢钢种覆 盖V系，Mn-V系，Mn-V-Nb系，Mn-V-B系，强度700~1000MPa级，与英，法，意大利，德国等非调质钢的研制与应用水平相当。 相比之下我国在非调质钢发展进程中与日本有较大差距，其原因除在推广阶段来自各方面阻力 而外，我国研制的非调质钢强度级别偏低也是其中一个重要因素。 冰冷雨天在文中提到的中国找不到（或者不用）非调质钢，那主要是因为：1）非调质钢价格较高；2）模具坯料需要用到的钢材尺寸太大，国内轧钢厂没有那么大的坯料供应。大坯料需求量小，国内钢厂还没有实力雄厚到亏本买卖也做的程度。我们需要大坯料找不到轧制件，一般就 用普通铸钢或锻件来代替，由此导致机加工切削量大，原材料成本增加，这也是老冰文中提到 中国的大模具价格优势不明显的原因之一。
非调质钢简介及牌号
非调质钢简介 (整理点资料) 1)名称: 非调质钢，西方国家把它叫作MICROALLOYED STEEL,译成中文意思是微合金钢。 2) 成份和优点：所谓非调质钢，是指在中碳钢中加入微量的V、Nb、Ti 等合金元素而行成的一种新钢种。在大多数情况下加入的微合金的总量一般不超过百分之零点二五（0.25％）。 世界上第一个非调质钢是由德国的GERLACH公司在1970年推出的，这家公司用他们自己刚刚研制成功的非调质取代原来使用的调质钢CK45钢生产曲轴，取得了很好的效益。由於使用非调质钢生产锻件可以省去调质处理即(淬火＋高温回火)过程中的两次加热而耗费的能量，因此具有节能和环保的优点，被称为绿色钢种。 1973年中东战争暴发，石油价格高起，迫使人们更加关注节能降耗，在这种背景下非调质钢的开发和利用在西方掀起了高潮，各国相继推出了自己的非调质钢。到1984年日本有60%的曲轴和50%的连杆都是用非调质钢锻成的。德国人说，使用49MnVS3非调质钢代替调质钢生产连杆可以省去占总成本6%的热处理费用，日本爱知公司说，用非调质钢可以使成本下降18%。 3)非调质钢的强化机理： 无论是用调质钢还是用非调质钢生产锻件，锻件在锻成后如果不经过强化处理是不能使用的，不同的钢，强化的机理是不同
的。调质钢的强化机理是：先通过淬火。让钢变成马氏体组质，然后再通过回火处理使马氏体变成回火索氏体，回火索氏体是一种稳定组织，具有良好的综合机械性能。而非调质钢的强化机理是：首先，非调质钢中的V、Nb、Ti等合金元素形成的合金碳氮化合物在锻造前的加热过程中充分地溶入到了奥氏体中，然后，在锻后的冷却过程中这些合金碳氮化合物又从奥氏体中析出，形成无数个微小而且弥散分布的合金碳氮化合物，随着温度的进一步下降发生沉淀强化。与此同时，从钢中析出的细小铁素体通过分割和细化奥氏体使得钢的强度和硬度得以提高。在上述两种力的综合作用下使钢得到了强化。 4)非调质钢的发展过程： 非调质钢的发展经历了三个阶段，第一代非调质钢是铁素体—珠光体型非调质钢。第二代是贝氏体型非调质钢，第三代是低碳马氏体型非调质钢。 4.1）铁素体—珠光体型非调质钢是目前用量最大的非调质钢，，约占总用量的60%以上。与调质钢相比，它的强度有余而韧性不足，因此，必需在保证强度的前题条件下设法提高韧性。日本钢铁公司的研究人员发现通过适当控制生产工艺，让奥氏体晶体内行成大量的铁素体成核核心P1，然后在相变时铁素体不仅在晶界上形成，也在奥氏体晶包内形成。这些细小，而且分布均匀的铁素体，使得钢的韧性显著提高。
非调质钢及其锻造成型概况
非调质钢及其锻造成型概况 一、非调质钢概况 1.1 定义 非调质钢是通过微合金化、控制轧制（锻制）和控制冷却等强韧化方法，取消了调质处理，达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量结构钢。1.2 分类 根据非调质钢加工工艺，可分为：热轧、热锻非调质钢、易切削非调质钢、冷作硬化非调质钢。热锻用非调质钢用于热锻件（如曲轴、连杆等），直接切削用非调质钢用热轧件直接加工成零件，冷作强化非调质钢用于标准件（如螺母等）。 根据非调质钢显微组织的不同，可分为：铁素体加珠光体型非调质钢、贝氏体型非调质钢、马氏体型非调质钢。 根据非调质钢性能，可分为：高强度微合金非调质钢，高韧性微合金非调质钢，高强高韧微合金非调质钢，表面强化微合金非调质钢。 另外还有轧制型材、切削加工性能等分类标准。 1.2.1 铁素体加珠光体型非调质钢 根据铁素体是沿原奥氏体晶界析出还是晶内析出，可以分为普通的铁素体加珠光体型非调质钢和晶内铁素体型非调质钢。 普通的铁素体加珠光体型非调质钢由德国蒂森钢公司率先于1972 年开发，目前国内外非调质钢的应用类型主要以此为主。这是因为此类非调质钢所含合金元素少，生产工艺简单，而社会效益却很显著。铁素体加珠光体型非调质钢的强度水平在600～900 MPa 之间，但因其韧性较差，使用范围受到很大限制。此类钢主要用于生产轴类零件以及机床的丝杠、汽车上的曲轴、连杆和轮毂。 铁素体加珠光体型非调质钢在控制冷却过程中发生相变时，铁素体易沿过冷奥氏体晶界析出，形成网状铁素体，使钢的韧性降低。近年来，将氧化物冶金技术应用于非调质钢，开发出晶内铁素体型非调质钢。具有晶内铁素体组织的非调质钢，其抗拉强度可达1 000 MPa ，并具有良好的韧性，是一种非常适合于制
常用国标调质钢简介
1、中碳钢：代表钢种有30、35、40、45，也有ML30、ML35、ML40、ML45，有较稳定的室温性能，用于中小结构件、紧固件、传动轴、齿轮等。 2、锰钢：代表钢种40Mn2、50Mn2。有过热敏感性、高温回火脆性，水淬易开裂，淬透性较碳钢高。 3、硅锰钢：代表钢种35SiMn、42SiMn。疲劳强度高，有脱碳和过热敏感性及回火脆性。用于制造中速、中高等负荷但冲击不大的齿轮、轴、转轴、连杆、蜗杆等，也可制造400℃以下紧固件。 4、硼钢：代表钢种40B、45B、50BA、ML35B。淬透性高，综合机械性能高于碳钢，与40Cr相当用于制造截面尺寸不大的零件、紧固件等。 5、锰硼钢：代表钢种40MnB。淬透性稍高于40Cr，高的强度、韧性及低温冲击韧性，有回火脆性。40MnB常用来代替40Cr制造大截面零件，代替40CrNi制造小件；45MnB代替40Cr、45Cr；45Mn2B代替45Cr和部份代替40CrNi、45CrNi作重要的轴，也有ML35 MnB用于紧固件生产。 6、锰钒硼钢：代表钢种20 MnVB 、40MnVB、。调质性能和淬透性优于40Cr，过热倾向小，有回火脆性。常用来代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的调质件，也有用中小规格10.9级以下螺栓的、ML20 MnVB。 7、锰钨硼钢：代表钢种40MnWB。良好的低温冲击性能，无回火脆性。与35CrMo、40CrNi 相当，用于制造70mm以下的零件。 8、硅锰钼钨钢：代表钢种35SiMn2MoW。有较高的淬透性，以50%马氏体计算，水淬直径180，油淬直径100；淬裂倾向、回火脆性倾向小；具有高强度和高韧性。可代替35CrNiMoA、40CrNiMo，用于制造大截面、重负荷的轴、连杆及螺栓。 9、硅锰钼钨钒钢：代表钢种37SiMn2MoWVA。水淬直径100，油淬直径70；良好的回火稳定性、低温冲击韧性，较高的高温强度，回火脆性也较小，用于制造大截面的轴类零件。 10、铬钢：以40Cr及ML40Cr为代表。淬透性较好，水淬28-60mm，油淬15-40mm。较高的综合机械性能，良好的低温冲击韧性，低的缺口敏感性，有回火脆性。用于制造轴、连杆、齿轮及螺栓。 11、铬硅钢：代表钢种38CrSi。淬透性优于40Cr，强度和低温冲击较高，回火稳定性较好，回火脆性倾向较大。常用于制造30-40mm的轴、螺栓以及模数不大的齿轮。 12、铬钼钢：代表钢种30CrMoA、42CrMo、ML30CrMo、ML42CrMo。水淬30-55mm，油淬15-40mm；高的室温机械性能和较高的高温强度，良好的低温冲击；无回火脆性。用于制造截面较大的零件，高负荷的螺栓、齿轮及500℃以下的法兰盘、螺栓；400℃以下的导管、紧固件。42CrMo淬透性较30CrMoA高，用于制造强度更高、截面更大的零件。
非调质钢的发展现状和最新进展
450nm ～470nm 处。钨含量高时,可采用500nm 波 长。 (3)实验表明:在抗坏血酸～硫氰酸盐光度 法测定钼中,显色时,在50毫升容量瓶中,加入10%硫氰酸铵溶液10毫升,和加入10%抗坏血酸溶液10毫升,是最佳选择。 (4)硫氰酸钼显色时与含铁量密切相关,在本法实验中表明;铁量不得少于5毫克,铁量超过20毫克,吸光度略高。 (5)在抗坏血酸～硫氰酸盐光度法测定钼中,钢中常见的镍、铬(三价)、钴、不干扰钼的测定,小于0115毫克铜(相当于3%铜),也不干扰钼的测定。钢中钒含量一般较低(小于1%),对钼 显色无影响。当钒含量较高时,可在绘制钼工作 曲线时,加入相应的钒标准溶液而消除影响。 (6)钢中有钨时,可加入磷酸络合而消除。实验表明;在50毫升容量瓶中进行钼显色时,磷酸(1+1)溶液加入量0～015毫升,吸光度一致,对测定钼无影响。大于015毫升,吸光度逐渐明显下降,故在钼显色时,磷酸(1+1)溶液加入量不得超过015毫升。 (7)抗坏血酸—硫氰酸盐光度法测定钼,稳定性良好(见表11)。钼显色后,一小时内色泽稳定。 (截稿日期2003年6月) 参考文献 1 成文、慧敏、方平、吴晔编、《合金钢化学分析》11978 2 高温合金中钼的测定———硫氰酸盐光度法1北京钢铁研究总院11975年3 钢和合金化学分析方法国家标准汇编1冶金工业部情报标准研究总所11997年 非调质钢的发展现状和最新进展 非调质钢由于具有一系列优点,在汽车工业获得广泛的应用。国外的德国 、瑞典和日本对非调质钢的研究与应用比较好。在德国大众,用27MnSiVS6非调质钢制造的轿车连杆年产250万件;瑞典Volv o 公司每年约耗用25000t 钢材用于制造汽车零件。美国福特、意大利菲亚特及俄罗斯伏尔加汽车都采用非调质钢来制造其曲轴、连杆等零件。在新品种与新技术的开发及推广方面,近几年来日本占了世界领先地位,其55%的轴类零件、75%的锻造结构件均已采用非调质钢制造。 我国上钢五厂和上海锻造厂共同完成了49MnVS3非调质钢国产化的进程,已经生产曲轴数万根,成功应用于上海桑塔纳轿车曲轴上。上海锻造厂、国营青江机械厂和北京机电所合作,建立了非调质钢轿车曲轴、连杆生产线,产品性能和质量相当稳定。说明我国已开发的非调质钢质量很稳定。 国内非调质钢与国外同类材料相比,存在的差距有:热轧材质量差;对残余元素无一定的控制范围,造成力学性能波动很大;标准规定的化学范围较宽。对非调质钢的性能要求有:硬度和强度,塑性和韧性,疲劳性能,切削加工性等。影响非调质钢性能的因素很多,最主要的是韧性,改善和提高非调质钢韧性,可以进一步扩大其使用范围。 摘自《首钢科技》2003期第3期 非调质钢的分类 非调质钢按用途分热轧、热锻非调质钢、易切削非调质钢、冷作硬化非调质钢;按获得的组织分铁素 体—珠光体型、贝氏体型、马氏体型非调质钢。 ?03?V ol.8.Sum.36. SPECI A L STEE L TECH NO LOGY 第8卷总第36期? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. https://www.360docs.net/doc/796771337.html,
非调质钢
2 非调质钢的主要应用 最近几年,非调质钢在我国汽车工业广泛用于生产制造汽车发动机连杆、曲轴、转向节等零件,主要是铁素体2珠光体型非调质钢,常用钢种有40MnVN、48MnV、并增加其体积分数。最近日本新开发了0.30C20.25Si21.5Mn20.30Cr十微合金化的连杆用钢,采用这一成分, 可使0.45C20.25Si20.8Mn钢的Ac1从730℃降至717℃〔理论值〕,而连续冷却时可使Ar1从650℃下降至570℃。MnS2VN复合粒子可使组织有效细化,这些复合粒子可以作为形成在奥氏体晶粒内的转变铁素体的结晶核心,在冷却后得到以MnS2VN复合粒子为结晶核心的铁素体。德国和美国等国家利用这一技术开发了高碳微合金非调质钢涨断法生产连杆技术,德国大众的Jetta轿车发动机连杆牌号为C7056,其成分特点为:低硅、低锰,用V微合金化并加入易切元素硫,合金元素含量很窄,这一新开发的非调质钢,降低了碳含量,适当加入并提高了Si、S和V的含量,改善了切削性能和强度,并用于涨断连杆的制造。连杆的大头采用涨断工艺,采用这种工艺生产的连杆,可以解决连杆装配失圆的问题,同时缩短机加工工序,降低了生产成本。裂解连杆制造技术在欧洲广泛应用,主要系列有德国的C70S6BY、法国的SPLITASCO系列高碳钢连杆及欧洲其它公司的70MnSV4、80MnS5[24]。一汽曾分别与北满钢厂、大连钢厂合作进行冶炼,并在捷达发动机连杆上进行了试验,但由于材料的稳定性较差,还没有实现本地化。一汽现在开发的6DL系列柴油发动机连杆采用的是裂解工艺,材料用高碳非调质钢FAS70S2,目前是从国外进口,FAS70S2非调质钢本地化试验
调质及调质钢
调质及调质钢 一、调质的含义： 淬火加高温回火，得到的金相组织是索氏体。 二、调质钢： 主要是中碳、中低合金钢，如45钢、40Cr、42CrMo等。比亚乔归类为调质钢，我国多半归类于结构钢。 钢的分类： 1．碳素结构钢与低合金高强度结构钢：Q235、Q420等。 2．优质碳素结构钢：45 3．碳素工具钢：T8、T12A 4．易切钢：y35、y15Pb 5．电工用硅钢：DR18 6． 7．合金钢：低合金钢16Mn 合金结构钢20CrMo 合金工具钢Cr12MoV 高速工具钢W18Cr4V 滚珠轴承钢GCr15 不绣耐热钢1C13、1Cr18Ni9Ti 三、调质的加热： 1．加热温度的选择： 加热温度一般选择在AC3以上30－122℉。 从铁碳平衡图上可以选择钢铁的加热温度，(讲铁碳平衡图的左下角部分)。 例如：45钢的AC3线是780℃，加上30－50℃，加热温度为810－830℃，一般取800－840℃。 40Cr的AC3线是782℃ 42CrMo的AC3线是800℃。 合金元素的加入，抬高了AC1和AC3线的温度。 2．加热时间的选择： 加热时间受加热温度、加热介质、材料本身性质的影响，铅浴－盐浴－火焰－静止空气的加热速度的比值大约是1：2：3：4。 钢件加热的经验计算法： 加热时间的经验计算法公式： T＝a×k×D 式中T――加热时间（min或s） a――加热系数（min/mm或s/mm） D――工件有效厚度（mm） K――工件装炉量系数,通常取1－1.5 （1）加热系数。 表一为碳钢及合金钢在各种介质中的加热时间。 表一：碳钢和合金钢在各种介质中的加热系数（a值）
[调质钢,现状,汽车]浅谈汽车用非调质钢的应用现状与发展
浅谈汽车用非调质钢的应用现状与发展 1 前言 近年来，随着汽车产量和汽车保有量的不断增加，汽车工业钢铁材料消耗量也在不断增加。据统计，2009～2012 年汽车工业钢材消耗量分别4 500万t、6 000万t、6 500万t和6 800万t。传统汽车零件以中碳钢棒材为坯料，热锻成型后进行调质处理来提高强度和韧性，缺点是能耗高、工序多、周期长、污染重、成本高、效率低，且普遍存在淬透性不足，调质后零件芯部得不到强韧性匹配较好的组织。随着冶金技术的进步，为了解决以上问题，在20世纪70年代末开发了一类新钢种即微合金非调质钢。 汽车工业用钢在追求更高的零部件强韧性匹配度的同时更注重减轻重量，降低成本。非调质钢通过微合金化、氧化物冶金技术及控轧控冷技术等便可实现高的强韧性匹配度，是满足上述需求的有效途径。非调质钢的应用不仅可以省略调质过程、节省 30%～40%零件制造能耗、还可以降低20%成本。另外，应用非调质钢可减少调质过程中淬火引起的变形开裂，从而简化矫直工序。因此非调质钢在汽车工业的应用可以显著降低汽车零件制造过程中的能源消耗。目前国外非调质钢的品种和用量都远高于中国汽车工业，因此开发高强韧性、高切削加工性、低成本的非调质钢，扩大非调质钢在我国汽车工业中的应用，以满足我国汽车工业节能减排和轻量化需求。 2 国内外非调质钢的历史及应用现状 2.1 国外非调质钢的历史及应用现状 20世纪70年代初，石油危机促使世界各国开始研制非调质钢，用以代替碳素结构钢和低合金结构钢。20世纪80年代初，德国蒂森公司率先开发了一类新型钢种，即非调质钢，并以49MnVS3为代表的非调质钢号提供给汽车工业，至今该钢号已经取代了 50Mn、40Cr 等一系列调质钢，用于制造汽车的锻造曲轴。随后，世界各国都竞相研究和应用非调质钢，先后开发了第二、三代及复合微合金化非调质钢，从而扩大了非调质钢的应用领域。 国外关于含有Nb、V、Ti或Al的微合金钢晶粒尺寸与性能之间关系的研究结果表明，晶粒细化是唯一能使钢强化且韧化的有效手段，析出强化也是微合金钢的一种主要强化机制。微合金化元素如V、Ti、Nb是碳化物、氮化物形成元素，由于这些元素的碳化物或氮化物以细小质点形式存在，可作为钢冷却过程中的外来形核核心，因而能有效地改善钢的性能。 德国、瑞典和日本对非调质钢研究与应用较好。国外强度级别900 MPa以上非调质钢及其应用。德国大众使用27MnSiVS6 非调质钢制造的轿车连杆年产250万件；瑞典Volvo公司每年约耗用 25 000 t 钢材用于制造汽车零件；美国福特、意大利菲亚特及俄罗斯伏尔加汽车厂都采用非调质钢来制造其曲轴、连杆等零件。近几年，日本在非调质钢方面的推广应用及新钢种、新技术的开发方面已占据世界领先地位。2004年日本汽车用特殊钢为319 万t，其中非调质钢为 204 万 t，占64%。美国已成功研究具有自己特点的第二类非调质钢，并由美国查帕尔钢公司的 Wright，提出了第三代非调质钢的概念，并将非调质钢的组织扩展至低碳马氏体。俄罗斯研究的30ХГФБ、30ХГБТ和30ХГФТ钢，其强韧性比一般非调质钢高得多，甚至达到40ХГН调质钢的水平。
调质钢和非调质钢
调质钢 quenched and tempered steel 淬火成马氏体后在500~650℃之间温度范围内回火的调质处理用钢。 经调质处理后，钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。 调质钢的成分是含碳0.25％～0.5％碳素钢或低合金钢和中合金钢，调质处理后的金相组织是回火索氏体。各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。应用最广的调质钢有铬系调质钢(如40Cr、40CrSi)、铬锰系调质钢(如40CrMn)、铬镍系调质钢(如40CrNiMo、37CrNi3A)、含硼调质钢等。 [编辑本段] 45调质钢的工艺 45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。 因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 非调质钢
调质钢的金相组织及检验
调质钢的金相组织及检验 调质钢通常是指采用调质处理（淬火加高温回火）的中碳优质碳素结构钢和合金结构钢，如35、45、50、40Cr、40MnB、40CrMn、30CrMnSi、38CrMoAlA、40CrNiMoA 和40CrMnMo等。 调质钢主要用于制造在动态载荷或各种复合应力下工作的零件（如机器中传动轴、连杆、齿轮等）。这类零件要求钢材具有较高的综合力学性能。 一、调质钢的热处理 （一）预先热处理 为了消除和改善前道工序（铸、锻、轧、拔）遗存的组织缺陷和内应力，并为后道工序（淬火、切削、拉拔）作好组织和性能上准备而进行退火或正火工序就是预先热处理。 关于调质钢在切削加工前进行的预先热处理，珠光体钢可在Ac3 以上进行一次正火或退火；合金元素含量高的马氏体钢则先在Ac3 以上进行一次空冷淬火，然后再在Ac1以下进行高温回火，使其形成回火索氏体。 （二）最终热处理 调质钢一般加热温度在Ac3以上30~50℃，保温淬火得到马氏体组织。淬火后应进行高温回火获得回火索氏体。回火温度根据调质件的性能要求，一般取500~600℃之间，具体范围视钢的化学成分和零件的技术条件而定。因为合金元素的加人会减缓马氏体的分解、碳化物的析出和聚集以及残余奥氏体的转变等过程，回火温度将移向更高。 二、调质钢的金相检验 （一）原材料组织检验调质工件在淬火前的理想组织应为细小均匀的铁素体加珠光体，这样才能保证在正常淬火工艺下获得良好的淬火组织---细小的马氏体。（二）脱碳层检验钢材在热加工或热处理时，表面因与炉气作用而形成脱碳层。脱碳层的特征是，表面铁素体量相对心部要多（半脱碳）或表面全部为铁素体（全脱碳），从而使工件淬火后出现铁素体或托氏体组织，回火后硬度不足，耐磨性和疲劳强度下降。因此调质工件淬火后不允许有超过加工余量的脱碳层。金相试样的磨面必须垂直脱碳面，边缘保持完整，不应有倒角。脱碳层的具体测量方法可按GB/T 224-1987标准进行。 （三）锻造的过热和过烧检验 锻造加热时，由于加热温度高，不仅奥氏体晶粒粗大，而且有些夹杂物发生溶解而在锻后冷却时沿奥氏体晶界重新析出。一般过热时，仅出现粗大的奥氏体晶粒并产生魏氏组织。在一些低合金钢中还会出现粗大的贝氏体或马氏体组织。 过热时沿奥氏体晶界析出的常为MnS或FeS。用一般试剂无法侵蚀显示奥氏体晶界，最好方法用饱和的硝酸铵溶液进行电解侵蚀。侵蚀后试样的奥氏体晶界呈白色网状。由于过热锻件晶粒粗大，使得塑性和韧性下降，容易造成脆断。 当钢加热到更高温度，接近液相线时，会出现过烧现象。过烧特征是钢的粗大晶界被氧化和熔化，锻造时将产生沿晶裂纹，在锻件表面出现龟裂状裂纹。（四）调质钢的淬火回火组织 调质钢正常淬火组织为板条状马氏体和针片状马氏体，当含碳量较低时，如30CrMo等，形态特征趋向于低碳马氏体。当含碳量较高，如60Si2、50CrV等，
45钢调质
调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。 调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。 调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。 二 工件调质处理的操作，必须严格按工艺文件执行，我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。 1、45钢的调质 45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。 因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 第 1 页共1 页
浅谈汽车用非调质钢的应用现状与发展
浅谈汽车用非调质钢的应用现状与发展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 1 前言 近年来，随着汽车产量和汽车保有量的不断增加，汽车工业钢铁材料消耗量也在不断增加。据统计，2009～2012 年汽车工业钢材消耗量分别4 500万t、6 000万t、6 500万t和6 800万t。传统汽车零件以中碳钢棒材为坯料，热锻成型后进行调质处理来提高强度和韧性，缺点是能耗高、工序多、周期长、污染重、成本高、效率低，且普遍存在淬透性不足，调质后零件芯部得不到强韧性匹配较好的组织。随着冶金技术的进步，为了解决以上问题，在20世纪70年代末开发了一类新钢种即微合金非调质钢。 汽车工业用钢在追求更高的零部件强韧性匹配度的同时更注重减轻重量，降低成本。非调质钢通过微合金化、氧化物冶金技术及控轧控冷技术等便可实现高的强韧性匹配度，是满足上述需求的有效途径。非调质钢的应用不仅可以省略调质过程、节省30%～40%零件制造能耗、还可以降低20%成本。另外，应用非调质钢可减少调质过程中淬火引起的变形开裂，
从而简化矫直工序。因此非调质钢在汽车工业的应用可以显著降低汽车零件制造过程中的能源消耗。目前国外非调质钢的品种和用量都远高于中国汽车工业，因此开发高强韧性、高切削加工性、低成本的非调质钢，扩大非调质钢在我国汽车工业中的应用，以满足我国汽车工业节能减排和轻量化需求。 2 国内外非调质钢的历史及应用现状 国外非调质钢的历史及应用现状 20世纪70年代初，石油危机促使世界各国开始研制非调质钢，用以代替碳素结构钢和低合金结构钢。20世纪80年代初，德国蒂森公司率先开发了一类新型钢种，即非调质钢，并以49MnVS3为代表的非调质钢号提供给汽车工业，至今该钢号已经取代了50Mn、40Cr 等一系列调质钢，用于制造汽车的锻造曲轴。随后，世界各国都竞相研究和应用非调质钢，先后开发了第二、三代及复合微合金化非调质钢，从而扩大了非调质钢的应用领域。 国外关于含有Nb、V、Ti或Al的微合金钢晶粒尺寸与性能之间关系的研究结果表明，晶粒细化是唯一能使钢强化且韧化的有效手段，析出强化也是微合金钢的一种主要强化机制。微合金化元素如V、Ti、Nb是碳化物、氮化物形成元素，由于这些元素的碳化
常用调质钢性能简介
常用调质钢性能简介 1、锰钢： 代表钢种40Mn2、50Mn2。有过热敏感性、高温回火脆性，水淬易开裂，淬透性较碳钢高。 2、硅锰钢： 代表钢种35SiMn、42SiMn。疲劳强度高，有脱碳和过热敏感性及回火脆性。用于制造中速、中高等负荷但冲击不大的齿轮、轴、转轴、连杆、蜗杆等，也可制造400℃以下紧固件。 3、硼钢： 代表钢种40B、45B、50BA。淬透性高，综合机械性能高于碳钢，与40Cr相当用于制造截面尺寸不大的零件。 4、锰硼钢： 代表钢种40MnB。淬透性稍高于40Cr，高的强度、韧性及低温冲击韧性，有回火脆性。40MnB常用来代替40Cr制造大截面零件，代替40CrNi制造小件；45MnB代替40Cr、45Cr；45Mn2B代替45Cr和部份代替40CrNi、45CrNi作重要的轴。 5、锰钒硼钢： 代表钢种40MnVB。调质性能和淬透性优于40Cr，过热倾向小，有回火脆性。常用来代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的调质件。 6、锰钨硼钢： 代表钢种40MnWB。良好的低温冲击性能，无回火脆性。与35CrMo、40CrNi相当，用于制造70mm 以下的零件。 7、硅锰钼钨钢： 代表钢种35SiMn2MoW。有较高的淬透性，以50%马氏体计算，水淬直径180，油淬直径100；淬裂倾向、回火脆性倾向小；具有高强度和高韧性。可代替35CrNiMoA、40CrNiMo，用于制造大截面、重负荷的轴、连杆及螺栓。 8、硅锰钼钨钒钢： 代表钢种37SiMn2MoWVA。水淬直径100，油淬直径70；良好的回火稳定性、低温冲击韧性，较高的高温强度，回火脆性也较小，用于制造大截面的轴类零件。 9、铬钢： 以40Cr为代表。淬透性较好，水淬28-60mm，油淬15-40mm。较高的综合机械性能，良好的低温冲击韧性，低的缺口敏感性，有回火脆性。用于制造轴、连杆、齿轮及螺栓。 10、铬硅钢： 代表钢种38CrSi。淬透性优于40Cr，强度和低温冲击较高，回火稳定性较好，回火脆性倾向较大。常用于制造30-40mm的轴、螺栓以及模数不大的齿轮。 11、铬钼钢： 代表钢种30CrMoA。水淬30-55mm，油淬15-40mm；高的室温机械性能和较高的高温强度，良好的低温冲击；无回火脆性。用于制造截面较大的零件，高负荷的螺栓、齿轮及500℃以下的法兰盘、螺栓；400℃以下的导管、紧固件。42CrMo淬透性较30CrMoA高，用于制造强度更高、截面更大的零件。 12、铬锰钼钢： 代表钢种40CrMnMo。油淬直径80mm，具有较高的综合机械性能，回火稳定性好。用于制造截面较大的重负荷齿轮及轴类零件。