中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发

为提高发动机连杆性能,用中碳微合金非调质钢36MnVS4试制了发动机连杆,并对试制连杆的性能进行了检测。结果表明,试制的36MnVS4连杆的化学成分、显微组织、力学性能、疲劳性能、台架耐久性能和道路试验性能等性能不仅满足技术要求,且比高碳微合金非调质钢C70S6连杆的性能优异,可代替C70S6生产连杆,提高连杆性能。     

高碳微合金非调质钢C70S6的开发和工艺实践

开发的高碳微合金非调质钢C70S6(/%:0.68~0.73C,0.15~0.25Si,0.45~0.55Mn,≤0.030P,0.055~0.070S,0.10~0.15Cr,0.04~0.08Ni,0.03~0.04V,0.0120~0.0140N)的生产流程为120 t顶底复吹转炉-LF-RH-240 mm×240 mm方坯连铸-Φ39 mm棒材轧制。生产结果表明,通过控制Mn/S≥3,采用碱度[(CaO)/(SiO_2)]4.32的LF精炼渣(/%:59.87CaO,13.86SiO_2,5.55MgO,16.34Al_2O_3,0.64S,0.072MnO),钢水过热度15~30℃连铸拉速0.65 m/min,弱二冷比水量0.5 L/t;二冷Ⅲ段采用气雾冷却,终轧温度≤880℃等工艺措施,高碳微合金非调质钢C70S6抗拉强度≥950 MPa,屈服强度≥550 MPa,伸长率≥10%,断面收缩率≥20%,硬度HB值为240~290,其各项指标均满足胀断连杆要求。     

连杆用36MnVS4钢的胀断性能

对国内新开发的的胀断连杆用非调质钢36MnVS4性能进行了研究,结果表明,材料的显微组织为极细的铁素体+珠光体混合组织,钒等微合金化元素的加入使得晶粒更加细化;胀断结果显示,材料断口为典型的脆性解理断裂,胀断变形量很小,达到或超过传统C70S6胀断效果;碳含量的降低引起组织变化,改善了切削加工性能;材料的强度增加,屈强比也显著提高,对连杆的轻量化设计和可靠性有显著的意义,可以用于胀断连杆。     

49MnVS3曲轴用非调质钢控轧控冷工艺技术研究及应用

49MnVS3非调质钢(/%:0.47C,0.39Si,0.90Mn,0.016P,0.050S,0.22Cr,0.09V,0.015Ti,0.011Al,0.02Ni)的生产流程为铁水预处理-60t顶底复吹转炉-LF处理-VD真空脱气-220 mm×300 mm坯连铸-控轧控冷。研究了控轧控冷工艺对49MnVS3非调质钢组织和性能的影响。φ110 mm轧材试验工艺参数:加热温度1150～1250℃、开轧温度1 0500℃、终轧温度850℃、轧后冷却速度70℃/min、冷却开始温度850℃和终止温度500℃。结果表明,试验炉次粒度提高高.5～1.0级,带状组织减轻轻0.5～1.5级,硬度、强度及塑韧性均有所提升,获得良好的强韧性匹配。     

一种新型胀断连杆用中碳非调质钢

 采用降低铁素体相韧性、提高铁素体相硬度及适当脆化原奥氏体晶界的方法,开发出一种新型胀断连杆用铁素体-珠光体型中碳非调质钢,从钢种设计、微观组织、力学性能及胀断特征等方面对此钢种进行了介绍。硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素析出强化和组织细化作用,使得开发钢不仅具有较高的强度水平和屈强比,同时具有远高于传统的胀断连杆用高碳钢C70S6的优异高周疲劳性能。此外,模拟胀断试验结果表明,开发钢的断口呈典型脆性解理断裂,胀断前后的变形量很小,具有优于C70S6钢的胀断性能,可采用胀断工艺制造连杆。     

钒微合金化非调质钢48MnVS的奥氏体动态再结晶行为

实验用非调质钢48MnVS（/%:0.48C,0.60Si,1.50Mn,0.35Cr,0.14V,0.05S,0.020Al,0.0150N）由100t EAF冶炼,连铸成280 mm×360 mm坯,轧成Φ100 mm棒材。通过Gleeble-3800热模拟实验机研究了变形温度950~1150℃,变形速率0.1~10 s^-1,变形量60%的单道次压缩钒微合金非调质钢48MnVS的奥氏体再结晶过程得出真应力-应变曲线,计算得出实验钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,钒微合金化非调质钢48MnVS变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。实验钢48MnVS的动态再结晶激活能为Q_d=343.202 kJ/mol。     

汽车用非调质钢C38+N的研究

汽车用非调质钢C38+N既可以用作制造曲轴材料,亦可以用来生产发动机胀断连杆,采取优化化学成分（/%:0.36～0.40C,0.50～0. 65Si,1.40～1.55Mn,0.10～0.20Cr,0.015～0.020N,0.020～0.035S,≤0.025P,0.003～0.015Al）、喂S线控制硫化物含量等手段,生产的C38+N钢机械性能为Rp0.2506～544 MPa,Rm 854～879 MPa,A 12%～23.5%,Z 26%～30%,满足标准要求。     

非调质钢在汽车上的开发和应用

1非调质钢曲轴、连杆开发应用状况 为替代调质钢S53C选用49MnVS3钢作曲轴材质,用35MnVS钢作连杆材质为研究对象. 对比试验数据可见,非调质钢49MnVS3曲轴强度、硬度、表面耐磨性能与调质钢(S53C)曲轴相比相差不大,但塑性、韧性低40%左右.对于曲轴来讲,主要的性能指标是强度和表面耐磨性能.因此,通过台架耐久试验,装车路试后,批量投产,至今未发生质量问题.同理,非调质钢(35MnVS)连杆与调质钢(S53C)连杆相比,强度高,特别是疲劳强度高40%以上,塑性,韧性低20%左右,但仍能通过了台架耐久试验,装车路试,投产后也未发现质量问题.     

苏钢微合金化非调质钢的开发

介绍了传统非调质钢49MnVS3,38MnVS6,C70S6的化学成分和力学性能,对比分析了新开发的哥林柱用SG420X系列非调质钢完全取代调质40Cr,42CrMo钢的优势,结果表明SG420X具有更好的力学性能,更均匀的硬度分布,更良好的切削性能。     

控轧控冷中碳非调质钢的高周疲劳性能

 采用中碳非调质钢制造的轴类等零件常承受交变载荷，因而对钢材疲劳性能具有高的要求。为了评估控轧控冷工艺生产的非调质钢棒材的疲劳性能，利用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种常用的钒微合金化中碳非调质钢38MnVS及对比钢38MnS的高周疲劳性能。结果表明，与38MnS钢相比，38MnVS钢中铁素体体积分数增加，组织明显细化；相分析表明约有54%的钒处于M（C，N）相中，且尺寸小于10 nm的M（C，N）粒子质量分数为32%，这些细小粒子的析出强化增量约为116 MPa。38MnVS钢的疲劳极限较38MnS钢提高了62 MPa，提高幅度约为18%；疲劳极限比从38MnS钢的0.43提高到38MnVS钢的0.48。M（C，N）相的析出强化及组织细化是38MnVS钢较38MnS钢具有优异疲劳性能的主要原因，但其疲劳性能仍低于锻态非调质钢。根据试验结果及文献数据，给出了预测铁素体＋珠光体型非调质钢疲劳极限的简便方法。     

非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究

研究了V-Ti微合金非调质钢38MnVS（/%:0.42C、0.76Si、1.33Mn、0.011S、0.013P、0.10V、0.02Ti）的奥氏体动态再结晶过程。通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了变形温度（950～1150℃）和变形速率(0.1～10s^-1)对38MnVS钢奥氏体动态再结晶过程的影响,并建立了Zener-Hollomon参数为变量的方程、动态再结晶尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,发生动态再结晶的临界驱动力越小,动态再结晶越易进行;微合金非调质钢38MnVS动态再结晶激活能为Q_d=275.453 kJ/mol。     

Nb微合金化对热轧700 MPa超高强耐候钢组织和性能的影响

试验超高强耐候钢(/%:0.062～0.065C、0.29～0.30Si、1.23～1.27Mn、0.49～0.52Cr、0.19～0.20Ni、0.29～0.31Cu、0～0.20Mo、0.035～0.060Nb)由50kg真空感应炉熔炼,在实验室锻成60mm×60 mm方坯并热轧成4 mm板材,末道次温度880℃,水冷至600℃炉冷。用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机研究了Nb和Nb-Mo微合金化对该钢组织和力学性能的影响。试验结果表明,0.060%Nb钢较0.035%Nb钢晶粒更细,强度提高～70 MPa,但伸长率相同;与未加Mo的0.035%Nb和0.060%Nb钢相比,0.035%Nb-O.20%Mo钢M/A相明显增加,并出现大量贝氏体组织,抗拉强度增加,但屈强比和伸长率降低。     

300 mm x360 mm连铸坯生产Φ80 mm非调质钢38MnVS6工艺实践

非调质钢38MnVS6（/%:0.36～0.40C,0.50～0.65Si,1.30～1.45Mn,≤0.020P,0.045-0.065S,0.10～0.30Cr,0.015～0. 030Al,≤0.05Mo,0.08～0.12V,0.013～0.019N,0.015～0.025Ti）棒材生产流程为60 t LD-LF-VD-CC-Roll工艺。通过控制LD终点[C]≥0.10%,[P]≤0.015%;LF精炼渣碱度R和Al₂O₃含量分别控制在3.0～4.0和20%～～25%; VD后喂S线,控制钢水[S]=0.055%左右;连铸采用低碱度（R=0.65）保护渣;控制终轧温度900℃,轧后棒材缓冷等工艺生产Φ80 mm棒材,产品A类夹杂（粗细）在1.5级,中心疏松1.5级,晶粒度7级,棒材产品性能良好。     

Influence of Vanadium on Fracture Splitting Property of Medium Carbon Steel

The fracture splitting property of medium carbon steel 37MnSiS microalloyed with V up to 0. 45% was investigated by using simulated fracture splitting test,for the development of new crackable medium carbon steel to manufacture high performance connecting rod. Conventional high carbon steel C70S6 was used for comparison. The results show that the volume fraction of both ferrite and V-rich M( C,N) particles increases,and the pearlite interlamellar spacing decreases with increasing V content,which in turn results in gradual increase of strength and decrease of ductility and impact energy. The fracture splitting property of the tested steel could be improved significantly due to the increase of V content mainly through the precipitation hardening mechanism of fine M( C,N) precipitates. The fraction of brittle cleavage fracture in the crack initiation area increases noticeably with increasing V content and full brittle cleavage fracture surface could be obtained when V content was increased to 0. 45%. It is concluded that medium carbon steel with V content higher than about 0. 28% possesses not only comparable or even higher mechanical properties with those of conventional steel C70S6,but also excellent fracture splitting property,and therefore,is more suitable to fabricate high performance fracture splitting connecting rod.