介紹汽車緊固件用鋼的性能要求,以及冶煉、軋制的特點;對相關的潔凈螺栓鋼、微合金非調質鋼、免退火鋼、硼鋼、耐延遲斷裂高強鋼的現(xiàn)狀和發(fā)展方向進行闡述;指出實施汽車緊固件用鋼國產化的努力方向。 據(jù)2010年1月中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2009 年中國汽車產銷分別為1379. 10萬輛和1364.48萬輛,同比分別增長48%和46%。汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展加大了對鋼鐵材料的需求,雖然我國持續(xù)多年為世界第一大產鋼國,但是汽車發(fā)動機及關鍵部件緊固件用鋼由于強度的限制還是以進口產品為主,同時汽車的高性能化和輕量化的發(fā)展趨勢,對汽車緊固件的設計應力和輕量化提出了更高的要求,緊固件用鋼高強度化則是解決這一要求最有效的途徑。
1、汽車緊固件用鋼的性能要求 汽車緊固件用鋼要求:(1)具有良好的表面質量、高級別的尺寸精度和低級別的非金屬夾雜物及偏析;(2)具有較高的抗拉強度及良好的冷鐓性能;(3)具有較高的疲勞抗力和多次沖擊拉伸抗力;(4)具有足夠低的延遲斷裂敏感性和較低的韌-脆性轉化溫度。
2、汽車緊固件用鋼的冶煉及軋制特點
2.1、冶煉技術
采用爐外精煉和具有電磁攬拌的連鑄工藝。主要是將鋼中的C,Si,Mn,Cr,Mo等主要元素成分控制在較小的范圍,并且盡可能降低鋼中P,S,0,N等雜質含量,達到鋼質純凈度高、非金屬夾雜物低,偏析級別低的目的,從而提高鋼的冷鐓性能和改善鋼的表面質量。
2.2、軋制技術
采用具有控制乳制和控制冷卻功能的高速高精度軋制工藝,獲得軋制熱處理線材(非調質或者免退火),并使其具有良好的尺寸精度(不需要拉拔處理)以及盡可能少的表面缺陷(不需剝皮)。
3、汽車緊固件用鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
3.1、潔凈螺栓鋼
從提高鋼的冷鐓性,改善鋼質方面來講,需要盡可能降低鋼中雜質元素含量。降低S含量可提高鋼的變形能力,減少鋼中的非金屬夾雜物,改善韌塑性;降低P含量可降低鋼的變形抗力,同時降低P,S含量還可減少其在晶界的偏聚而減輕晶界脆化,并能改善鋼的耐延遲斷裂性能;降低鋼中的0含量,能有效降低氧化物夾雜,從而改善鋼的冷加工變形能力。
鋼鐵研究總院對潔凈度高的ML42CrMo鋼的應力腐蝕門檻應力強度因子KISCC進行研究,潔凈度髙的鋼的KISCC較商業(yè)鋼有較大幅度提髙,因此,為保證鋼在高強度化后仍具有較高的綜合性能,高強度螺栓鋼P,S含量要進一步降低。
3.2、經濟型高強度螺栓鋼
3.2.1、微合金非調質鋼
用微合金非調質鋼制造螺栓,可省略螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火回火處理,還可減輕螺紋絲扣的脫碳傾向,提高螺栓成品率,經濟效益十分明顯。
微合金非調質鋼常用的微合金化元素有:Ti,Nb,V,B等。在乳制前的加熱過程中應保證微合金化元素充分固溶,隨后在控制乳制、冷卻過程中析出彌散微細的微合金化元素碳氮化物,抑制奧氏體晶粒長大,得到細小的晶粒,在提高鋼材強度的同時又能改善韌塑性。值得一提的是B,微量的B可以顯著提高鋼的淬透性,并對珠光體轉變有明顯的推遲作用,結合低溫軋制,有利于鐵素體含量的增加,從而改善鋼的冷鐓性能。
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