非调质钢简介及牌号
调制钢与非调制钢
调制与非调质钢组织差别
• 调质处理组织：铁素体基体上分布极细的颗粒状的碳化物。 • 非调质钢组织：F+P+弥散析出K。
非调质钢的强韧化原理
• 强化机制：固溶强化、位错强化、细晶强化、析出强化。 • 对强化的主要贡献是细化组织和相间沉淀析出。 • 非调质钢中加入微量Ti、Nb、V、N等元素，在轧制或锻造工艺
• Mn：能大为提高钢的淬透性，但容易使钢有过热倾向，并有回 火脆性倾向。
• Cr：提高的淬透性，提高回火稳定性，但有回火脆性倾向。 • Ni：非碳化物形成元素，能有效提高钢基体的韧度，并且Ni-Cr
复合加入，更能提高淬透性。 • Mo：能进一步提高淬透性，既提高回火稳定性，细化晶粒，又
能有效地消除或大为降低回火脆性倾向。 • V：强碳化物形成元素，有效细化晶粒。
收缩率Ψ( ％)
40 35 30 35 33 28 33 30 28 40 40 40
冲击吸收功AK／J
47 37 35 37 32 28 35 28 25 32 39 36
布氏硬度HBS ≤
229 255 257 257 275 285 257 265 275 257 269 275
Thank you
V
0.06～ 0.13
其他 N≥O.009
1.00 ～ 1.50
O．60-1.00
≤O.035
≤O.035
1.00-1.50 1.00-1.50
表3 非调质机械结构钢的力学性能
钢材类型
直径或边长 ≤40mm易切削非
调质钢
直径或边长 >40～60mm易切
削非调质钢
热锻用非调质钢
牌号
YF35V YF40V YF45V YF35MnV YF40MnV YFF45MnV F45V F35MnVN F4OMnV
非调质合金结构钢性能解析
非调质合金结构钢性能解析展开全文非调质合金结构钢（non-quenchedandtemperedalloystructuralsteel）不经过调质处理即可达到调质钢性能的新型合金结构钢。
所添加的合金元素有两类：（1）微合金元素铌、钒、钛、氮等，可产生弥散的碳氮化物。
（2）提高低碳钢的淬透性的合金元素锰、钼、硼，可获得低碳贝氏体或低碳马氏体组织。
这类钢只经锻造或轧制后控制冷却，就可达到调质钢所要求的强度和韧性水平，可直接加工成零件，具有很高的经济效益和社会效益。
根据使用组织状态不同，非调质结构钢可分为：铁素体-珠光体型中碳微合金非调质钢；低碳贝氏体和低碳马氏体型合金非调质钢。
它们各自的代表性牌号及其主要力学性能示于表1。
表1各种非调质钢的代表性牌号和力学性能非调质钢中所添加的两类合金元素有着不同的作用。
微合金元素铌、钒、钛可抑制奥氏体再结晶，阻止奥氏体晶粒长大，在奥氏体转变产物中形成弥散相Nb（C，N）、V（C，N）、（Nb，V）（C，N）等，起沉淀强化作用，细化铁素体和珠光体组织。
可以提高钢的强度和韧性。
锰、钼、硼推迟过冷奥氏体分解时的先共析铁素体转变和珠光体转变，使得在锻、轧后冷却时得到低碳贝氏体或低碳马氏体组织，发挥相变强化作用铁素体-珠光体型中碳微合金非调质钢在中碳锰合金钢的基础上，加入微合金元素。
其代表钢种为35MnVN、35MnVNb、32Mn2SiV、45CrMnVNb、49MnVS3、s1000（47MnVNb）等。
成分确定之后，热变形及控制冷却工艺是影响铁素体一珠光体型中碳微合金非调质钢的显微组织和力学性能的关键因素。
加热时，钢中的微合金相溶于奥氏体的温度分别为：VC900℃、V（C，N）1100℃、Nb（C，N）1250℃、TiC1250℃、TiN高于1400℃。
要使钢的强度增加，必须有足够量的沉淀强化相析出，因而加热温度要高于1200℃才能保证足够的铌、钒、钛溶于奥氏体，而未全溶的Nb（C，N）和TiN又起到阻止晶粒长大的作用。
38MnVS4非调质钢在汽车涨断连杆上的应用
$.34 $.41 $.34 $.41
0.035
一 -
0.30
$.673
0.026
0.095
0.020
0.079
0.16
〇 0
பைடு நூலகம்
0 .0 0 0 5
0.001
0 .0 0 15
0 .0 0 2
0.0 0 25
温度 图1 钒碳氮化合物在奥氏体中的溶解度 图2
VxN
V xN 对 析 出 强 化 的 影 响
随着汽车产销的逐年增加， 节 能减排的压力 越来越大， 各大汽车生产企业近年来逐步广泛应 用 非 调 质 钢 取 代 调 质 钢 制 造 汽 车 关 键 结 构 件 。非 调质钢通过添加微合金元素、 控轧- 控冷等强韧化 处理手段， 其力学性能可达到或者接近调质钢水 平； 取消调质处理既节约了能源， 且 F+ P 型金相组 织及适 宜 的 硫化物含量有利于切削加工降低刀具 消耗， 另外， 非调质钢对汽车轻量化的贡献也不容 小觀。 发动机是汽车的动力源泉， 连杆连接活塞与 曲轴， 将 活 塞 往 复 运 动 转 变 成 曲 轴 旋 转 运 动 。作 为发动机的核心受力零件， 在工作过程中要承受 拉伸、 压缩、 弯曲等交变载荷， 要求连杆具备较高 的综合力学性能和疲劳强度， 否则会造成连杆的 早期断裂、 弯曲变形失效。
元素， 以形成 M+ 的析出物， 改善钢的易切削性能（ ， 相 比 较 欧 标 0.02 i 0.06， 以 及 国 标 0.035 i 0.075的 硫添加量， 我 单 位 应 用 的 38 MnVS4 连 杆 材 料 在 保 证力学性能的前提下， 硫的添加量在较高的水平， 且切削加工性能良好。
38 M n V S 4/38M n V S 6/F 3 8 M n V S 的 化 学 成 分
非调质钢 (1)
组员：郑国明 庞陆峰
目
录
•非调质钢的概述 •合金元素的作用 •力学性能的优劣性 •典型钢种热处理工艺 •目前主要应运与发展前景 • 总结概括
一、非调质钢的概述
• 是一种将轧制(或锻造)不热处理结合为一体,省去调质(淬 火+高温回火)工序的新型节能结构材料。
• 微合金非调质钢的强化机理不同于调质钢。
晶粒的长大机会大大减少,因而促进了晶粒细化,增加了钢的强韧性。
• [V]:钢中加入微量钒,既有利于钢的脱氧,又能细化钢的晶粒,可以提高钢的强度
及低温韧性,并改善钢的焊接性能。
• [Ti]: 使 A3升高，A4下降，而使 y区 缩小．促进了先共析铁素体的形成 。另
外，由于 Ti的碳氮化物强烈阻碍奥氏体晶粒长大，其本身也可做为形核中心 ，也使先共析铁素体增加．
• [Mo]:由于钼对铁素体有固溶强化作用,同时也能提高碳化物的稳定性,因此对
提高钢强度,特别是中温强度有利。
三、力学性能的优劣性
四、典型钢种热处理工艺
五、目前主要应运不发展前景
六、总结概括
• 是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高效节能钢。
• 广泛应用于装备制造业,尤其是在汽车工业中的应用发展
更为迅猛。
二、合金元素的作用
主要合金元素
• [C]:提高碳含量对提高钢的室温强度和中温强度有利,但对钢的塑性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ韧性、
成型性、可焊性均丌利,故控制碳含量丌宜过高。宜在0.3—0.5%。
• [Mn]:提高钢中锰含量能扩大γ区,降低γ→α转变温度,扩大轧制范围,使铁素体
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，即在保持较高的强度的同时，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。
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调质钢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。
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。
?我国最全钢牌号都在这了，钢材从业人员必须要了解
我国最全钢牌号都在这了，钢材从业人员必须要了解尾易网不锈钢和耐热钢牌号采用表1-1规定的化学元素符号和表示各元素含量的阿拉伯数字表示，各元素含量的阿拉伯数字表示应符合以下规定：（1）碳含量用两位或三位阿拉伯数字表示碳含量最佳控制值(以万分之几或十万分之几计)。
1)只规定碳含量上限者，当碳的质量分数上限不大于0.10%时，以其上限的3/4表示碳含量；当碳的质量分数上限大于0.10%时，以其上限的4/5表示碳含量。
例如：碳的质量分数上限为0.08%时，碳含量以06表示；碳的质量分数上限为0.20%，碳含量以16表示；碳的质量分数上限为0.15%，碳含量以12表示。
对超低碳不锈钢(即碳的质量分数不大于0.030%)，用三位阿拉伯数字表示碳含量最佳控制值(以十万分之几计)。
例如：碳的质量分数上限为0.030%时，其牌号中的碳含量以022表示；碳的质量分数上限为0.020%时，其牌号中的碳含量以015表示。
2)规定上、下限者，以平均碳的质量分数×100表示。
例如：碳的质量分数为0.16%~0.25%时，其牌号中碳含量以20表示。
（2）合金元素及含量合金元素及含量以化学元素符号及阿拉伯数字表示，表示方法同合金结构钢第二部分。
钢中有意加入的铝、钛、错、氮等合金元素，虽然含量很低，也应在牌号中标出。
例如：碳的质量分数不大于0.08%，铬的质量分数为18%～20%，镍的质量分数为 8.00%心11.00%的不锈钢，牌号为06Cr19Ni10；碳的质量分数不大于0.030%，铬的质量分数为16%～19%，钛的质量分数为0.10%~1.00%的不锈钢，牌号为022Cr18Ti；碳的质量分数为0.15%~0.25%，铬的质量分数为14.00%～16.00%，锰的质量分数为14.00%~16.00%，镍的质量分数为1.50%~3.00%，氮的质量分数为0.15%~0.30%的不锈钢，牌号为20Cr15Mn15Ni2Mo；碳的质量分数为不大于0.25%，铬的质量分数为24.00%~26.00%，镍的质量分数为19%～22%的耐热钢，牌号为20Cr25Ni20。
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造汽车零件的非调质钢。
该钢种在日本已应用于载重汽车和普通乘用车。
1.2.2 贝氏体型非调质钢其化学成分特征为微合金低碳钢，显微组织为贝氏体。
与铁素体加珠光体型非调质钢相比，这类非调质钢具有较高的强韧性配合，特别是具有较好的低温韧性和焊接性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
4.2）贝氏体型非调质钢。
它是一种强度和韧性都很好的非调质钢，为了使得在锻后的空冷后能够得到贝氏体组织，在钢中加入了钼、锰、硼等合金元素，锰的作用是，当它的含量达到一定程度时可以使奥氏体等温转变曲线呈ε形状，使得钢的上下C曲线分离；硼可以显著推迟铁素体转变。
钼-硼或锰-硼相结合可以使钢在相当宽的冷却范围内得到贝氏体组织。
同时锰可以降低相变温度，改善韧性、提高强度。
为了弥补碳含量降低而引起的强度下降，低碳贝氏体钢中通常加入钒、铬等元素。
宝钢生产的12Mn2VB贝氏体钢，用于生产汽车的前桥，这种钢在轧态或回火后的力学性能指标为:бb≥686MPa，бs≥490MPa，δ5≥17%，ψ≥45%，ak≥78J/cm2。
4.3）马氏体型非调质钢。
1988年美国的一家钢铁公司首次提出了第三代非调质钢的概念，此类钢具有低碳回火马氏体组织。
与贝氏体非调质钢相似，低碳马氏体型非调质钢在具有高强度的同时也具有高韧性。
目前已经在汽车行走部件和建筑机械方面得到应用。
同时，继铁素体-珠光体(F-P)型、贝氏体(B)型、马氏体(M)型非调质钢开发应用以后，铁素体-贝氏体（F-B）型、铁素体—马氏体（F-M）型,复合相非调质钢因为成本低，性能优而逐渐被开发利用。
狭义的非调质钢可分为4类：
1）切削加工用非调质钢，表示方法为牌号前加
YF。
GB/T15712-2008收入的牌号有10个：YF35V、YF40V、YF45V、F30MnVS、YF35MnV、F38MnVS、YF40MnV、YF45MnV、（F49MnVS）和F12Mn2VBS。
ISO11692:11994(E)收入的牌号有5个：19MnVS6TP、30MnVS6TP、38MnVS6TP、46MnVS6TP、46MnVS3TP。
2）热压力加工用非调调钢，表示方法为牌号前加F。
GB/T15712-2008收入的牌号有10个：F35VS、F40VS、F45V、F30MnVS、F35MnVN、F38MnVS、F40MnV、F45MnVS、F49MnVS和F12Mn2VBS。
ISO11692:11994(E)收入的牌号有5个：19MnVS6、30MnVS6、38MnVS6、46MnVS6、46MnVS3。
3）冷作强化非调质钢，表示方法为牌号前加LF。
4）高强度高韧性非调质钢，表示方法为牌号前加GF。