非调质钢应用实例

调质是淬火和高温回火的复合热处理，是耗能最多的热处理工序之一。利用非调质钢省去调质工序，使材料在热锻或热轧后空冷或进行简单的控（制）冷（却）即能达到调质钢经调质处理后所具有的性能，从而取代调质钢，可获得显著的节能效果。它是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高效节能钢，具有良好的可加工性，其性价比远优于传统合金结构钢。

国际上先进国家研制开发了大量的V-Nb复合微合金化的非调质钢，其在汽车零件上的使用率已达到60%以上。国内已经开发出以V微合金化为主的20余个非调质钢种（如F45MnV、F35MnVN、YF45MnV、YF45V、35VS、45VS、35MnVS、40MnVS、40MnTi、10MnSiTi、15MnNb、38MnVTi、49MnVS3等钢），用非调质钢可以制造汽车曲轴、连杆、半轴、万向节、滑动叉等零件。

（1）非调质钢的优点 与调质钢相比，其具有以下优点：①锻件无需调质处理，是典型的资源节约型结构材料；②不存在因淬火而产生的畸变、开裂等质量问题，省去了后续校直、无损检测等工序；③在零件的横截面上可得到均匀一致的组织和性能，而调质钢由于受材料淬透性的影响，零件的表面和心部往往存在较大的组织和硬度差异；④因为省去了调质工序，所以减少了钢材损耗；⑤杜绝了调质过程中产生的“三废”，有“绿色钢材”之称。

非调质钢的应用，可省去占调质钢生产总成本6%的热处理费用。德国人用49MnVS钢代替调质钢制造连杆可节约38%的总成本；日本爱知分析，非调质钢因省略调质工序，可使热锻件产品的成本降低18%。

（2）分类与用途 非调质钢按用途分为热轧与热锻非调质钢（如25MnSiV、45V、30Mn2V、35MnV、32Mn2SiV、40MnV、45MnV等钢）、易切削非调质钢（如35VS、35MnVS、40VS、45VS、40SiMnVS等钢）、冷作硬化非调质钢（如10MnSiTi、15MnNb、16Mn2V、10Mn2VTiB等钢）；按获得的组织分为铁素体+珠光体非调质钢（如45MnV、45MnNbV、35MnVS、49MnVS3等钢）、贝氏体非调质钢（如12Mn2VB、12Mn2VBS等钢）、马氏体非调质钢等。

非调质钢按用途分类见表4-3，按显微组织分类见表4-4。

表4-3 非调质钢按用途分类

表4-4 非调质钢按显微组织分类

在我国汽车工业广泛用于生产制造汽车发动机曲轴、连杆、万向节等零件的主要是铁素体+珠光体非调质钢，其主要有：标准牌号的F45MnVS、F38MnVS钢，以及非标准牌号的48MnV、C38N2、30Mn2VS、S43CVS1等钢。而贝氏体非调质钢主要用于生产汽车前梁、万向节臂等保安类零件，其主要有：标准牌号的F12Mn2VBS钢，以及非标准牌号的12Mn2B、12MnBS、20Mn2VB等钢。

在GB/T15712—2008《非调质机械结构钢》中列举了10种常用、成熟钢种：F35VS、F40VS、F45VS、F30MnVS、F35MnVS、F38MnVS、F40MnVS、F45MnVS、F49MnVS、F12Mn2VBS钢。

（3）应用及效果 目前，非调质钢主要用于汽车零部件的生产。表4-5为非调质钢在国内外汽车上的应用。

表4-5 非调质钢在国内外汽车上的应用(www.xing528.com)

非调质钢的应用，因省去了调质等工序，可使生产此类零件的热处理能耗降低70%～80%，同时，可以强化材料性能。在科学合理的控锻、控（制）冷（却）工艺条件下，非调质钢的R_m可达到850～1000MPa，R_eL可达到550MPa以上，材料强度基本上等同调质钢的水平。

（4）非调质钢的应用实例 见表4-6。

表4-6 非调质钢的应用实例

（续）

表4-7 两种钢的锻造工艺对比试验

表4-8 两种前轴材料力学性能对比试验结果

表4-9 38MnVTi钢中频感应淬火工艺规范