非调质钢的应用

非调质钢的应用（转载）非调质钢的定义是：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。非调质钢的强化机制不同于调质强化机制。析出沉淀强化、细晶强化是非调质钢的主要强化机制。在轧制温度下，钢中的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弥散分布的微细合金碳氮化合物，发生沉淀强化以及先共析铁素体呈细小、弥散析出，分割和细化奥氏体晶粒，从而使钢的强度与硬度增加，基体组织显著强化。非调质钢的性能不仅与冶炼有关，也与后续加工工艺紧密相联。通过一定的加工处理，非调质钢的良好性能可得到充分发挥，不通过调质处理而具有综合力学性能，这种工艺可称作非调质钢强韧化工艺。非调质钢强韧化工艺技术的实质是：使用非调质钢制作紧固件，运用热加工并控制其工艺参数，使紧固件获得所需要的力学性能。应用非调质钢，除了了解其轧制态的力学性能，还必须研究非调质钢强韧化工艺，掌握工艺参数对非调质钢组织和力学性能的影响。非调质钢的应用，不是简单的钢材“替代”。非调质钢的经济技术特点：①非调质钢的规格（尺寸）效应较小，其强度和硬度沿零件截面积的分布较均匀，提高了零件的整体强度。②避免了调质过程中的工件的变形、开裂，而产生废品的风险，提高了成品率。③减少了高能耗的热处理，节能减排。④缩短生产周期，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。⑤良好的切削性能和表面强化性能。我国的非调质钢应用取得很大的成果。汽车发动机曲轴、连杆、汽车前桥等零件已经成功应用我国自行开发的铁素体+珠光体、贝氏体、低碳马氏体等非调质钢制作。汽车车身、车身附件、变速箱总成、驱动桥总成、悬挂减震器、离合器、转向系统中有相当多的零部件的材料为非调质钢。目前，汽车制造业的非调质钢工艺应用较为普遍，其他行业仅有少量应用。主要原因是：①与汽车制造业相比，其他行业有行业的特殊性，同种零部件批量小，大小形状千差万别，不容易被归类，尤其是性能要求各异。②对非调质钢缺乏了解，对非调质钢的性能与企业产品的质量要求缺乏科学的分析，只是简单的比较数据。③非调质钢的价格问题以及企业如何看待综合经济效益，新技术应用在企业发展中的地位、技术进步与节能减排的关系。④国产非调质钢的质量稳定性及其非调质钢强韧化工艺技术等因素，也影响细晶非调质钢的紧固件应用。下列项目可以作为研究非调质钢强韧化工艺及其应用时参考。1、钢的化学成分、成材变形量或锻造比，原材料的宏观缺陷及各类非金属夹杂物的分布和大小。2、热处理性能。淬透性曲线，表面强化性能。3、力学性能。抗拉强度、屈服强度、断面收缩率，断后伸长率、冲击吸收能量（常温、低温）、疲劳强度、硬度。4、显微组织。观察基体组织，弥散析出的碳化物及氮化物的分布和大小等。5、机械加工性能。对刀具的磨损及加工效率的影响等。目前，制造紧固件的非调质钢是以铁素体--珠光体为主要组织的超细晶冷作硬化线材，用于制造8.8~10.9级的外螺纹紧固件。尤其在制造细长杆螺栓、螺柱、U型螺丝和螺杆时，不需调质处理，可避免螺纹的畸变和整体弯曲变形更有优势。在节约能源、保护环境、降低成本方面产生明显效果。细晶非调质钢牌号的化学成分见表1。表1细晶非调质钢牌号的化学成分（W%）材料牌号CSiMnPSVNb其他元素MFT80.16~0.26≤0.301.20~1.60≤0.025≤0.015或添加添加或添加MFT90.18~0.26≤0.301.25~1.60≤0.025≤0.015或添加添加或添加MFT100.10~0.28≤0.301.30~2.20≤0.025≤0.015或添加或添加或添加GB/T3098.22《紧固件机械性能细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱》已于2010年3月1日起实施，给细晶非调质钢的紧固件推广和使用提供了有力的技术支撑。细晶非调质钢线材适合制造的紧固件产品、规格和性能等级应符合表2的规定。表2细晶非调质钢适用的紧固件产品、规格和性能等级材料牌号螺纹公称直径/mm性能等级适用的产品MFT85~168.8F、08.8F螺栓、螺钉、螺柱和螺杆MFT95~169.8F、09.8FMFT105~1610.9F、010.9F螺柱和螺杆