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正確減重及養生觀 正確減重及養生觀 2.3 新型机器零件用 钢 2.3.1 通用调质钢回顾 2.3.2 微合金化非调质钢 2.3.1 通用调质钢回顾 淬火成马氏体后在500～650℃之间的温度范围内回火的调质处理用结构钢，称为调质钢。经调质处理后，钢的强度，塑性韧性具有良好的配合（即具有良好的综合力学性能）。调质钢在化学成分上是中碳（0.25～0.5%C）的碳钢、低合金钢和中合金钢，其对应组织为S回火。调质钢种有45，铬系（40Cr、40CrSi），铬锰系（40CrMn），铬镍系（40CrNiMo），含硼钢（40MnB）等。 调质钢的力学性能要求、热处理 在机器制造业中，调质钢常用来制造各种轴类零件、连杆、高强度螺栓等，受力状况较复杂。例如，轴类零件工作时，既传递转距又承受弯曲作用，承受的力是交变动负荷；有时还承受一定冲击载荷作用；轴颈部位还作相对运动，产生一定的摩擦磨损。其力学性能要求：高的屈服点和疲劳强度，良好的冲击韧度和塑性，即具有良好的综合力学性能。同时，还要考虑断裂韧度和疲劳裂纹扩展速率等性能。一般调质钢的性能范围大致为：σb800～1200MPa，σS700～1000MPa，δ8～15％，αK60～120J/cm2，TK＜－40℃。热处理：退火（正火）；调质（＋表面淬火）。 2.3.2 微合金化非调质钢 1. 微合金化非调质钢概述 2.微合金化非调质钢的强韧化特点 3.微合金化非调质钢的冶金工艺特点 4.微合金化非调质钢的性能特点 5.微合金化非调质钢的组织特征 6.微合金化非调质钢应用现状与实例分析 7.微合金化非调质钢发展与研究动向 1. 微合金化非调质钢概述 微合金化非调质钢的特点在于简化生产工艺，取消淬火＋高温回火工序，减少淬火变形及矫正的工作量，从而达到降低能耗和生产成本目的。同时它仍具很好使用性能如强韧性、抗疲劳和耐磨损性等。与合金调质钢相比，它还有Me用量少的特点。 (1)何谓“微合金化非调质钢”？ 如下图所示为调质钢（b图）和非调质钢（a图）这两类钢典型的生产工艺流程。由比较可见，非调质钢由于取消了淬火回火等工序，从而简化了生产工艺流程，提高材料利用率，改善零件质量，降低能耗和制造成本（25%～38%），减少污染，绿色环保。 1. 微合金化非调质钢概述（2）微合金化非调质钢的开发 20世纪70年代初，德国首先研制开发了节能型、简化生产工艺的微合金非调质钢，用来代替需要调质处理的中碳结构钢和中碳合金钢。德国有代表性的非调质钢为49MnVS3,在汽车工业中大量采用。德国大众汽车厂采用非调质钢制造轿车连杆，年产250万件。瑞典Volvo公司每年使用2.5万吨非调质钢用于制造汽车零件，日本目前锻造的连杆有75％、曲轴有90％是采用非调质钢制造。我国的汽车行业在1988年研制开发了易切削非调质钢35MnVS,代替55钢用于汽车发动机连杆，并且一直生产使用至今。近年来我国还研制开发了35MnVNbS、40MnVS、42MnNbV、YF45MnV、YF35V、YF40MnV、YF45V等非调质钢种。对于非调质钢，有多种分类方法，见表2.4。按加工方法的不同，非调质钢的牌号表示方法见表2.5。 2. 强韧化特点 （1）碳是最有效的强化元素，合理增加碳含量利于增加组织中P百分数，提高材料强度；但却使材料的塑性、韧性下降。 （2）非调质钢中均含有微合金化元素，因此属于微合金化钢的范畴。合金元素的作用在于使钢在轧制状态下，具有一般机械结构钢经调质处理后才可达到的性能。 ①均含有一定量Mn元素。在非调质钢中均含有0.60%～1.00%或1.00%～1.50%的Mn（因大于1.5％时，将促使B组织形成）。 ②常用的合金元素有V、Ti、Nb、B、N、Cr等，这些合金元素以细晶强化和沉淀强化等方式同时提高材料的强度和韧性。 ③易切削微合金非调质钢中，均含有0.035%～0.08%的S，为了改善钢的切削加工性能。但近年来对S的作用又有新的认识：在加热阶段增加S的含量可降低A晶粒度，在冷却阶段由于在P形成前，A内大量的先共析F在MnS夹杂处成核长大，会增加晶内F，细化晶粒。 （3）冲击吸收功（冲击韧度）实际取决于材料受冲击时裂纹产生和裂纹扩展两个方面。裂纹产生能量与P片层间距息息相关。而裂纹扩展能量主要受控于F百分数和F本身的韧性。Mn、Cr有利于提高裂纹产生能量，减少裂纹扩展能量，并最终提高冲击吸收功；V、Si有利于F形成和均匀分布，从而提高裂纹扩展能量。C、V、Mn、Cr、Si应有合理的配比以实现强度与韧性的匹配。 2. 强韧化特点 Mn元素：均含有0.60%～1.00%或1.00%～1.50%的Mn（因大于1.5％时，将促使B组织形成）。当Mn从0.85％增至1.15～1.3％时，则