国内外非调质钢的发展与研究动向

《国内外非调质钢的发展与研究动向》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、国内外非调质钢的发展与研究动向成型132李宜东130616207非调质钢是在中碳猛钢的基础上加入机、钛、锯微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的机、钛、锯的固溶度随着冷却而减小，微合金元素机、钛、锯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

2、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。1、国内外微合金非调质钢的发展应用现状微合金非调质钢强化机

3、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，基体组织显著强化。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。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

4、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

5、钢生产。随后英国钢铁公司建立了Vanard(850~X00MPa)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、爱知制钢、山阳特殊制钢等相继建立了自己的微合金非调质钢系列，广泛应用于汽车的行走部件和汽车发动机的曲轴、连杆锻造等。中国微合金非调质钢的开发在“六五”起步：七五”列入国家攻关项目

6、：八五”期间进行了重点推广工作：九五”和“十五”主要是面向轿车用非调质钢的开发并扩大非调质钢的应用数量和范围。石钢自2003年开始进行非调质钢的研究和开发工作，主要进行了SG45、F40MnV和36Mn2V等微合金非调质的生产，产量实现6200吨，主要用于机械行业和无缝钢管的生产。微合金非调质钢先后经历了铁素体■珠光体型组织（第一代）、低碳贝氏体组织（第二代）和低碳马氏体组织（第三代）三个阶段的发展［3］。与调质钢相比，传统热锻用非调质钢的强度有余而韧性不足，限制了它在强冲击条件下的应用，因此，非调质

7、钢的发展重点是在保证强度的基础上提高韧性。近年来，冶金科技工作者为了提高微合金非调质钢韧性开发并应用了一系列新技术，完善了微合金非调质钢的产品系列。（1）铁素体■珠光体型微合金非调质钢。铁素体-珠光体型微合金非调质钢目前用量最大，约占总用量的60%以上。为了利用碳化物析出强化来达到所要求的高强度，通过增加碳含量来增加组织中珠光体的百分数，因此韧性难以满足要求。为此，应用了一系列新技术来提高铁素体■珠光体微合金非调质钢的韧性。晶粒细化技术。细化晶粒能有效提高钢的韧性，而且能保持高强度。非调质钢中常加入铝

8、、钛等元素，通过析出细小的氮化铝、氮化钛来钉扎奥氏体晶界，防止加热时晶粒长大或抑制形变过程中的奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒。成分为0.32C-1.0Mn-0.12V-0.024T啲非调质钢加热到1250°C时，奥氏体晶粒仍能保持在5级以上，就是因为均匀分布的粒径O.grri的氮化钛颗粒起到了钉扎奥氏体晶界、防止晶粒粗化的作用。晶内铁素体技术。非调质钢锻件在冷却过程中发生相变时，铁素体易沿奥氏体晶界首先形核长大，随后奥氏体的其余部分转变为珠光体。如果沿珠光