目前,非调质钢的研发有以下一些特点。
非调质钢连铸工艺越来越被广泛采用,逐渐取代模铸工艺。与传统模铸工艺相比,连铸法生产具有生产效率高、成本低等特点,是未来发展的趋势。德国、日本90%非调质钢采用连铸法生产,通过采用电磁搅拌明显改善了铸坯偏析。我国也已有许多钢厂采用连铸法生产非调质钢,如宝钢、抚顺特钢、大连钢厂、江阴兴澄钢厂、唐钢、攀钢、首钢等。
热锻后空冷高强度贝氏体钢成为非调质钢研发的重要方向。研究结果表明,在同样的碳当量下,贝氏体钢的抗拉强度比铁素体-珠光体钢高200MPa以上,具有明显的优势。阿塞洛公司开发的中碳Mn-Si-Cr系空冷贝氏体钢在实验室获得的最佳性能为抗拉强度1150MPa,伸长率20%;韩国浦项公司开发的低成本空冷微合金化低碳贝氏体钢(0.15%C、1.8%Mn、0.02%B)的抗拉强度为825MPa,伸长率11.1%,可以满足汽车转向节拉杆的技术要求。我国汽车工业目前应用较多的是清华大学发明的低碳贝氏体钢12Mn2VB,主要做前桥、转向臂、弯直臂等,已在一汽、二汽、江铃汽车厂使用。
优化成分设计。通过合理调整钢中化学成分,开发出成本低、性能更优良的新型非调质钢。比如,法国、德国、意大利开发了含Nb非调质钢,利用了Nb的作用,达到细化晶粒、减小珠光体片层间距、增大析出强化的效果。其最新研究成果metaSASAFE1000钢(0.45%C、0.3%Si、1.5%Mn、0.12%V、0.04%Nb),热轧或热锻态强度稳定超过1000MPa。目前,国外研制开发了大量的V-Nb复合微合金化的非调质钢,在汽车零件上的使用率已达60%以上。成分优化的基本思路是:通过添加Mn和Cr,降低Ac1转变温度,从而细化珠光体,并增加其体积分数;通过添加微量元素V、Nb、Ti以细晶强化和沉淀强化方式提高强韧性;添加一定量的S可以改善切削性能,并通过形成MnS-VN复合粒子使组织有效细化,提高强韧性。
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