调质钢和非调质钢
非调质钢金相组织评级
非调质钢金相组织评级一、引言金相组织评级是对材料内部结构的一种客观评价方法，通过观察和分析材料的金相组织，可以了解材料的组织形态、相对含量以及相互关系等信息。
本文将探讨非调质钢金相组织评级的方法和意义。
二、非调质钢的金相组织非调质钢是指经过冷加工或热处理后，没有经过淬火和回火处理的钢材。
其金相组织通常包括铁素体、珠光体和贝氏体等组织相。
金相组织评级可以通过显微镜观察、显微组织分析和图像处理等方法进行。
2.1 铁素体铁素体是非调质钢中最常见的组织相，其具有较强的延展性和可塑性。
铁素体的形态可以是片状、网状或粒状等，其颜色通常为淡黄色或白色。
2.2 珠光体珠光体是非调质钢中的一种组织相，其具有较高的硬度和脆性。
珠光体通常呈球状或半球状，颜色较暗，常为灰色或黑色。
2.3 贝氏体贝氏体是非调质钢中的另一种组织相，其硬度和韧性介于铁素体和珠光体之间。
贝氏体呈针状或片状，颜色通常为白色或灰色。
三、非调质钢金相组织评级方法非调质钢金相组织评级可以采用以下方法进行：3.1 金相显微镜观察金相显微镜是一种常用的金相组织观察工具，可以通过放大和聚焦的方式观察材料的金相组织。
观察时需要选择适当的放大倍数和光源，以获得清晰的图像。
3.2 显微组织分析显微组织分析是对金相组织进行定性和定量分析的方法。
通过对金相图像进行图像处理和分析，可以得到材料的相对含量、相互关系以及颗粒尺寸等信息。
3.3 光学显微镜观察光学显微镜是一种常用的金相组织观察工具，通过透射光观察材料的金相组织。
观察时需要选择适当的放大倍数和光源，以获得清晰的图像。
3.4 图像处理图像处理是对金相图像进行数字处理和分析的方法。
通过对金相图像进行滤波、增强和分割等处理，可以提取出材料的金相组织信息，并进行进一步的分析和评级。
四、非调质钢金相组织评级的意义非调质钢金相组织评级的意义在于：4.1 材料性能评估金相组织评级可以通过观察和分析材料的金相组织，评估材料的性能和适用范围。
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
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。
微合金非调质钢
2、冷作强化非调质钢
• 我国在七五、八五期间,先后研发出用于标准件行业螺栓类 产品的冷作强化非调质钢4个钢种：
• LF20Mn2、LF10MnSiTi、LF18Mn2V、LF10Mn2VTiB, 分别用来制作8.8级、9.8级和10.9级高强度螺栓,先后试制 了9种六角头螺栓、U型螺栓、双头螺栓等,螺栓性能可满 足各项指标要求,应用于汽车、拖拉机及工程机械等部门；
• 加工温度高,再结晶速度快,奥氏体晶粒大,冷却后钢 中珠光体量增加,强度增高,韧性下降,
• 加工温度低时,因产生形变诱发析出,再结晶核心增 加,再结晶后的晶粒长大的驱动力小,晶粒细化,钢的 强度变化不大,但可以大幅度提高韧性,
• 研究表明,随着精轧温度的降低,冲击值提高,在同一温度下 加工量增加,强度和韧性可以同时提高,
• 3 减少了高能耗的热处理,节能减排,缩短生产（ZHOU）期,提高劳动 生产率,节约生产管理费用,即降低制造成本,提高企业的效益,
• 4 改善切削加工性能,
• 3 缩短订货至交货时间；
• 4 不需再进行校正减少再加工
Chapter 3 机械制造结构钢
非调质钢与汽车零件
• 热锻汽车零件包括连杆、曲轴、半轴、前轴等,热锻汽车零 件的工作特点,对其相应性能要求：既要有足够强度,又要 有较高韧性、优良的抗弯曲疲劳载荷、抗冲击载荷、耐腐 蚀、易加工等,
fas2225非调质钢屈服极限
FAS2225是一种非调质钢，具有优良的机械性能和加工性能，广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶等制造领域。
屈服极限是这种钢的一个重要力学性能指标，反映了材料在受力超过一定限度时开始发生塑性变形的临界点。
FAS2225非调质钢的屈服极限为600MPa，这意味着当外部应力超过这个数值时，材料开始进入塑性变形阶段。
这个极限值的确定是通过标准化的拉伸试验得出的。
在拉伸试验中，将FAS2225钢试样逐渐施加拉力，直到试样发生塑性变形，此时的拉力值即为屈服极限。
屈服极限是材料强度的一个重要指标，但并不是唯一的强度指标。
为了更全面地了解材料的强度特性，还需要考虑抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等其他指标。
这些指标的测定方法与屈服极限的测定方法类似，都是在拉伸、压缩、弯曲等不同受力状态下对材料进行加载，直到试样发生破坏为止，然后根据试验结果计算出相应的强度指标。
除了屈服极限外，FAS2225非调质钢还具有较好的冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等性能。
这些性能的优良使得FAS2225钢在各种制造领域中得到了广泛应用。
例如，在建筑领域中，FAS2225钢可以用于制造桥梁、高层建筑的大跨度结构件；在车辆制造领域中，FAS2225钢可以用于制造车架、车厢等重要部件；在船舶制造领域中，FAS2225钢可以用于制造船体结构件、甲板等。
总之，FAS2225非调质钢的屈服极限为600MPa，这表明它具有较高的强度和优良的机械性能。
这些优良的性能使得FAS2225钢在各种制造领域中得到了广泛应用，并为这些领域的制造提供了强有力的支持。
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。
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。
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。
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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
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。
非调质钢是在钢中加入微量元素V、Ti等，，通过控锻（轧）工艺，使合金元素以C、N化合物弥散析出，使钢达到调质强度水平，从而省去调质处理，简化了生产工序，节约能源，并具有一定经济效益。
非调质钢主要用于汽车发动机、拖拉机的发动机、空压机的连杆，机床零件、轴类零件等。
相关标准：GB/T 15712-1995
牌号－－代替材料－－强度等级
YF35V－－ 40#－－ 588
YF35MnV－－ 55# －－785
YF45V －－45#－－ 685
YF40MnV －－45# 40Cr－－ 785
YF45MnV －－45#－－ 810
F45V －－45# －－685
F35MnVN －－45# 40MnB－－ 785
F40MnV －－45# 55#－－ 785
F40MnV －－45# 40MnB－－ 785。