1)什么是非調(diào)質(zhì)鋼
機(jī)械零件大量采用碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼,為使行車輪鍛件具有良好的綜合力學(xué)性能,一般都要通過熱鍛后重新加熱,經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理(淬火并高溫回火)。
為了節(jié)約能源,降低制造成本,相繼開發(fā)出一系列不需要調(diào)質(zhì)熱處理的機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼,即非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼。這種鋼,是在碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼中加入極微墩的V或Ti、Nb、N等特殊元素進(jìn)行“微合金化"(Micro-alloyed)。這些元素在鍛造冷卻過程中,以碳化物、氮化物形態(tài)析出阻止晶粒粗大,在連續(xù)冷卻析出強(qiáng)化作用中,強(qiáng)化效果S顯著的是V的碳化物、氮化物[V(C、N)],即微量元素在鋼中起析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒作用,用這種鋼制成的零件,鍛造后控制冷卻,即可達(dá)到要求的力學(xué)性能,鍛件可直接使用。
2)非調(diào)質(zhì)鋼的優(yōu)點(diǎn)
省去鍛造以后整個加熱、淬火和回火熱處理工序,不僅節(jié)約大量能源,并簡化了工序,使生產(chǎn)成本降低,還避免鍛件在熱處理過程中產(chǎn)生變形、脫碳和淬火裂紋所造成的廢品,又減少熱處理過程造成的污染,改善環(huán)境,而且零件心部與表面硬度幾乎沒有差別,切削性能又好,具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。所以國外非調(diào)質(zhì)鋼種類不斷發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,發(fā)展迅速。
3)非調(diào)質(zhì)鋼的發(fā)展和種類
為了降低綜合能耗,提高行車輪鍛件質(zhì)量與性能,非調(diào)質(zhì)鋼種類不斷發(fā)展,已由微合金非調(diào)質(zhì)鋼發(fā)展到鐵素體細(xì)晶粒、鐵素體一珠光體塑韌性非調(diào)質(zhì)鋼,以及高強(qiáng)度、高韌性貝氏體或馬氏體型非調(diào)質(zhì)鋼,例如貝氏體高韌性微合金非調(diào)質(zhì)鋼和低碳馬氏體組織的髙強(qiáng)度高韌性微合金非調(diào)質(zhì)鋼。
非調(diào)質(zhì)鋼具有很多優(yōu)點(diǎn),使用范圍也已從機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼擴(kuò)展到其他領(lǐng)域發(fā)展前景寬廣。非調(diào)質(zhì)鋼本僅用于發(fā)動機(jī)曲軸、連桿,而且已經(jīng)用于汽車底盤前軸、半軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等。加前所述,國外非調(diào)質(zhì)鋼發(fā)展迅速、使用相當(dāng)?shù)窃趪鴥?nèi),由于各種各樣原因,發(fā)展較緩慢只有汽車行業(yè)少數(shù)鍛造企業(yè)使用非調(diào)質(zhì)鋼較多,使用范圍在不斯擴(kuò)大。
國外約30%以上的汽車鍛件已采用非調(diào)質(zhì)鋼,日本的曲軸、連桿、半軸、齒輪軸等汽車、拖拉機(jī)鍛件,非調(diào)質(zhì)鋼采用率達(dá)70%,并正在不斷擴(kuò)大使用范圍。國內(nèi)東風(fēng)、—汽、南汽鍛造公司等都已有多種零件采用非調(diào)質(zhì)鋼,例如曲軸、連桿、滑動叉、輪轂、半軸、前軸等,其中康明斯發(fā)動機(jī)曲軸采用48MV非謫質(zhì)鋼,僅控制鍛后冷卻,鍛件即可使用。3t—l3t載貨車前軸(最大承重7.5t)采用貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼12Mn2VB,省略淬火工藝,但仍需回火。VOLVO和ZF客車前軸(重量140kg和142Kg)采用高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼38MnSiVSS,僅需200℃低溫回火,并巳建立多條鍛造和鍛后腔溫冷卻生產(chǎn)線。非調(diào)質(zhì)鋼推廣應(yīng)用需要企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、材料工程師和工藝工程師三者結(jié)合,密切合作,齊心協(xié)力,協(xié)同工作才能獲得快速發(fā)展。