微合金非调质钢是资源节约型材料,当今它愈发受人们的重视,采用非调质钢替代耗电耗能的调质钢制造
汽车零部件是汽车工业发展的一个重要趋势。
从1997~2003年我国的汽车产量从149万辆猛增到444万辆,同比增长35.2%,至2005年达到507万辆,同比增长15.11%,创造了汽车工业100多年历史上惊人的奇迹。预计2006年,我国汽车产量将达到660万~680万辆。
在汽车工业发展的同时,随着大量国外品牌车进入国内汽车制造企业,国外汽车的选材观念也进入了中国,尤其是非调质钢在汽车零件中的应用更为突出。以日本为例,有近80%以上汽车企业采用非调质钢制作零件,绝大多数企业已完全取消热处理工厂,2004年日本非调质钢用量为204万吨,占汽车特殊钢的64%。
我国在20世纪80年代初开始了非调质钢的研究工作,数年时间内研发了15个锻造用非调质钢,应用于汽车、
拖拉机、机床等零件,取得了显著的节能成效。
1、锻造用非调质钢
作为国产化材料49MnVS3、38MnVS5、43MnS、30MnVS和30SiMnVS6钢已经广泛地应用于轿车和微型车的曲轴、连杆、轮毂、转向节和前臂等重要部位。
多年来国产V系、Mn-V系非调质钢、包括微Ti处理的钢号,在经过常规力学性能、工艺性能、疲劳断裂韧性测定,基本上可与相同含碳量的优碳钢(35、45钢)及低合金钢(40Cr钢)调质态相当或接近。在国产汽车33个零件中,可制作零件30个。
针对转向节、转向节臂、重卡曲轴、大马力连杆等保安件、在原设计中大多选用35CrMo、42CrMo、35CrNiMo钢,强度在850~1000Mpa范围,而研制出ZG钢(Nb-V复合非调质钢)相当于F35MnVN,已进入工艺性能及断裂机理研究、实物台架、跑车试验阶段,不久将可取得成效。根据2005年我国汽车产量计算,以
乘用车、
商用车平均每辆用非调质钢80Kg计,估计汽车用锻造非调质钢可达50万吨左右,可见节约能源、减少消耗,潜力巨大。
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,它们分别用来制作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,然而,受当时设备和生产技术水平的限制,线材的冷变形能力差,一直没能得到工业化批量生产。
“十五”期间,马鞍山钢铁公司对高速线材轧机进行了改造,使其具有能实现热机械低温轧制技术,通过Nb微合金化+低温控轧+控冷,生产出MFT8非调质钢,用冷作强化非调质钢MFT8生产螺栓,不用预先软化退火和调质热处理,机械性能完全符合8.8级和9.8级螺栓要求。特别是对于异性工件和细长工件,避免了因热处理而造成的淬火裂纹、工件变形、表面脱碳等问题,提高高强度紧固件的表面质量。随着冷作强化非调质钢标准的逐渐完善,非调质化高强度紧固件的适用范围将会越来越广。
3、结语
迅速发展的我国汽车工业,不断地要求材料低成本和高性能,同时还需要考虑环境保护和能源消耗。微合金非调质钢是高性能和低成本的环境友好型钢铁材料,发展微合金非调质钢符合我国和谐社会的发展方针政策。可以相信,微合金非调质钢将会在技术研发的基础上得到更快的发展。