作者： 信息来源：世界金属导报 时间:2015-12-08 09:56:51
1前言
在中碳钢中添加微量V的铁素体·珠光体（F P）型热锻用非调质钢被主要用于生产连杆、曲轴等汽车部件。由于这类钢在省略热锻后淬火、回火等调质处理的情况下仍能得到目标硬度，因此具有省略工序和节约成本的优势。然而，与传统的调质钢相比，存在着韧性和切削性劣于传统调质钢的问题。为了解决这些问题，调查了合金元素对热锻用非调质钢的机械性能等各项特性的影响，提出了与问题相应的解决方案，本文将就开发过程进行论述。
2 F P型非调质钢的高韧性化技术
为了探讨F P型非调质钢的断裂机理，采用摆锤式的夏比冲击试验机，调查了合金元素对冲击值的影响。裂纹引发能（Ei）因Mn、Cr含量的增加而提高。这是由于Mn、Cr含量增加导致了层片状珠光体间隔减少的缘故。而且，裂纹传播能（Ep）依存于先共析铁素体面积率与V含量即先共析铁素体的硬度。从这些结果明显可以看出，当Mn、Cr含量合计为1.5%-1.6%、C含量为0.3%-0.4%时，用V含量调整硬度，即可得到强度与韧性平衡的F P型非调质钢。图1、图2所示为1.1%Mn-0.5%Cr，改变C、V含量的试样的Ei和Ep。
3 F P型非调质钢的高强度化技术
为了改善F P型非调质钢的切削性，通常需尽量使其保持低硬度，并与调质钢具有相同的屈服强度、疲劳强度。因此，调查了合金元素对屈强比、疲劳极限比（用与硬度密切相关的抗拉强度除屈服强度·疲劳强度获得）的影响。为了提高疲劳极限比，除V最具效果之外，Si、Mn、Cr、Cu、Ni的效果基本相同。然而，C含量的增加会明显降低疲劳极限比。这些结果与屈强比的变化一致。由此可知，为了改善切削性，需保证低抗拉强度和高疲劳强度，为此，降低C含量而提高V含量是基本的设计思路。
4 切割连杆用非调质钢
2000年左右，在加工生产连杆时，将帽部位与杆部位整体锻造后切断分离，即所谓“切割施工法”获得瞩目并投入实际应用。当时在欧洲普遍采用基于SAE1070的材料用于切割连杆，而在日本国内则要求开发在疲劳强度和切削性方面均低于当时使用的非调质钢但适用于“切割施工法”的钢材。在研究中发现了用于降低延展性的杂质磷（P）的作用，并对其效果进行了调查。磷不仅可起到降低延展性的作用，还与V同样具有提高耐久性的效果，在F P型非调质钢中添加1%以下的磷，可实现较低延展性和高强度，从而利于切割。
（孟群）
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