2014-09-19-汽车用高品质特殊钢研发进展
武钢汽车用热轧低合金高强钢的开发进展
2002 年，武钢与东风汽车联合开发 590MPa 级大梁钢 WL590，成功应用于
重卡纵梁、车厢边板中支柱等零部件的制造，使用效果良好。2009 年武钢开发
出 700MPa 级大梁钢 WL700，批量应用于东风商用车、江淮汽车等厂家制造重
卡纵梁。
为应对未来的高强化发展趋势，武钢成功开发出更高级别大梁钢 WL750 和
作的加大以及高速公路计重收费工作的开展，公共物流领域车辆对降低自重的要
求也越来越强烈。车厢厢体用钢也由最初的 Q235、Q345 级别提高至 Q500 强度
级别，少量车型上对更高强度级别的车厢用钢也有需求。在这种市场需求下，并
随着武钢 CSP 产线的投产，武钢车厢用钢于 2011 年逐步投放市场。从最开始的
武钢汽车用热轧低合金高强钢的开发进展
彭 涛 刘永前 赵江涛 刘 斌 梁 文
（武汉钢铁（集团）公司研究院，湖北武汉 430080）
摘 要：回顾了汽车用热轧低合金高强钢在武钢研制开发的历史进程，随着武钢 冶炼和轧钢装备水平的提高，推动了高性能热轧汽车板的品种研发。介绍了武钢 热轧汽车大梁钢、车轮钢、车桥用钢、车厢钢等系列产品的研究应用情况。为应 对汽车工业高强减薄的发展趋势，武钢将于 2014 年底完成 2250 热连轧生产线的 升级改造，因此对武钢未来热轧汽车板的品种研发、生产与应用需求进行了展望。 关键词：低合金高强钢 热轧汽车板 品种研发
进入 21 世纪，随着汽车行业的蓬勃发展和高强减薄的发展趋势，对高性能 热轧汽车板的需求进一步增加，与此同时高性能产品对生产装备工艺要求提出更 高需求，武钢在对 1700mm 热轧机组进行技术改造的同时，新建了当时世界上技 术水平最高的 2250mm 热连轧机组，该机组先进的板形、尺寸控制系统及除磷系 统为生产高表面质量和高尺寸精度的热轧汽车板提供了基础，高精度层流冷却控 制系统和大功率卷取机为生产高强度热轧汽车板以及先进高强钢提供了有力保 障。在此期间，武钢将微合金化技术、洁净钢生产技术以及相变强化等进行了有 机的结合，在热轧汽车板的开发上实现了新的突破。大梁钢 WL590[4]、W610L、 WL650、WL700 和 WL750 获得大批量生产，450~650MPa 级车轮钢成功研发并 批量应用，510MPa 和 590MPa 级热冲压及冷冲压汽车桥壳用钢开发成功，铁素 体马氏体型热轧双相钢 DP600 和铁素体贝氏体型高扩孔钢 FB45、FB60 作为热 轧先进高强钢研制成功，并在汽车行业获得批量应用[5]。武钢 CSP 连铸连轧机组 的投产还为生产薄规格高强度热轧汽车板提供了有利条件，目前已在 CSP 机组 开发了最薄厚度为 1.2mm 的高强度汽车车厢板等汽车结构钢系列品种。
汽车用特殊钢的现状及发展趋势
作者简介 ： 李艳青（ ９ ９一） 女， １６ ， 山东平原 县人 ，９ ２年毕业 于 山东 １９
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｔ ｅ ｒａ ｔｓ； ｐ ｃ ａ ｔ ｅ ｓｅ ｌｆ ｕ ｏ ｓ ｅ ｉｌｓｅ ｌ ｏ
１ 前 言
近几 年 ， 国汽车行 业增 长逐 步加快’ 国汽 车 我 ， 中
需求 。
汽 车零部 件 占整车生 产 成 本 ７ ％ 以上 ， 汽车 ０ 是
产业的基础和支撑。近年来 ， 中国汽车零部件行业 近年引进技术和利用外资均大幅增加 ， 现有汽车零 部件 企业 已超 过 １０ ０ ０家 。 我 国汽 车 零 部 件工 业 在 确保国产化率的同时 ， 部分关键零部件生产企业要 进入 国 际市场 ， 参与 国际 分工 ， 有条 件的企 业要进 入 国际汽车配套市场。预计到 ２ １ ， ００年 中国汽车零部 件国内产值将达到 ７０ ００亿元左右。汽车零部件潜
在的 市场空 间很 大 。 随着汽 车产 量 的快 速增 长及 在汽车 零部 件市场 的拉 动下 ， 国特 殊钢 正处 于 良性 增 长期 ， 中 汽车用特 殊 钢产 量逐 年上 升 ， 品种结 构进一 步优化 ， 产品研 新
市场近 ５年来平均年增长 ２ ．％ ，， 应用 于高附加值产 品的研 发 ， 有 品 种 的 质 量 控 制 ， 量 事 故 技 术 分 现 质 析， 多相组织综合控制， 特别是应用于微合金化钢的
维普资讯
莱钢 科 技
２０ ０ ７年 ６月
“高品质模具钢锻材关键技术研究”项目取得重大进展
材质控 制 、 造热 加工 、 织超 细化技 术等 多项关 锻 组 键 技术 ， 克服 了装备 设施 方面 的不足 ， 成功地 研制 出 国产 大直径 芯棒 （ 图 １ 。２０ 见 ） ０９年 ７月 ， 中国
钢 铁工业 协会组 织 召 开 了“ 口径 连轧 管 机 芯棒 大
大 口径钢管 生产 线 ， 主 要耗 材 大 直 径 芯棒 完 全 其 依赖进 口。仅攀 钢 集 团成 都 钢 铁有 限公 司 一 家 ，
２０ ０ ７年就进 口了价 值 近 ２亿 元 的芯 棒 。 大 直 径 芯棒技 术含量 高 、 造难 度大 ， 制 目前 只有法 国奥 伯 杜瓦 、 大利 因西 公 司等少 数 厂 家具 有 生 产 制造 意
国产化研 究 ” 目鉴定 会 。专 家 委员 会 一 致认 为 项 该项 目“ 功试 制 了 大 直 径 芯 棒 ， 组 织 、 能 、 成 其 性 寿命 均达 到 了 国际先 进 水平 ， 形成 了大 口径 连 轧
前 国内轿车保险杠模具材料基本是从德国布德鲁 斯、 葛利 兹 ， 国 阿赛 洛 ， 国科 芬 等外 国公 司 进 法 美
口。这不 仅严重 制 约 了我 国汽 车行 业 的 发展 ， 而 且 提高 了产 品制 造成本 ， 降低 了竞争 力 。
项 目组针对 国 内汽 车 行业 的迫 切 需 求 ， 根据
直径 芯棒 制造 能力 ， 国产芯棒 完 全顶替 进 口， 满足 国内钢管行 业 的需求 。 该项 目的组 织 实施 和Ｊ Ｎ 完成 ， Ｉ ｂ ￣ ， 突破 关 键 技
６ ２
上
海
金
属
第３ ２卷
块。
物检 测分 析 、 计算 机辅 助成分设 计 和工艺模 拟 、 实 验室 中试 的过 程 中 ， 握 了高淬 透 塑 料模 具 钢 的 掌 成分设 计 、 大铸锭 质量控 制 、 钢锭锻 造及其 缺 陷 大
汽车高强度钢热成型关键技术研究
汽车高强度钢热成型关键技术研究摘要：迅猛发展的汽车工业更加突显出环保、能源等方面的难题。
汽车用高强度钢对汽车工业的发展起着举足轻重的作用，是汽车轻量化的关键材料之一。
在未来的数年内，我国汽车工业将会取得更大的发展，对汽车用高强度钢的要求也会越来越多，汽车开发公司需进一步加强与钢铁研究者的合作，这对发展汽车用高强度钢板，促进我国汽车行业发展以及提高我国汽车竞争能力大有裨益。
关键词：汽车高强度钢；成型技术1高强度板料的特性高强度板料具有很高的抗拉强度、耐冲击性，其抗拉强度是普通材料的3倍甚至更多，因此对汽车的碰撞安全性能非常重要。
高强度板料的这种特性对汽车的安全、减重和节能是非常重要的，其效果也是非常明显的。
研究结果表明，使用高强度板料，汽车冲压件抗拉强度从220MPa提高到700MPa，材料厚度从1.8mm减小到1.4mm，而材料可吸收冲击能指数则基本保持不变。
汽车减重也与材料强度密切相关。
研究表明，材料抗拉强度从300MPa左右提高到900MPa左右，汽车减重率则从25%左右提升到40%左右。
由此可以看出使用高强度板料已是汽车行业以后发展的趋势。
但板料的强度和塑性一般是矛盾的，板料强度的提高必然导致塑性下降。
而板料塑性的下降就为冲压件的成型带来了很多问题和难题，回弹就是其中冲压件成型过程中很难避免的缺陷之一。
如何预防、减少高强度板料的回弹就成了摆在高强度板料冲压件面前最大的问题。
2高强度钢热成型技术2.1成型原理高强度钢热成型技术的原理是将高强度钢在加热过程中实现相变，使珠光体和铁素体均匀奥氏体化，然后在模具内冲压成型，同时利用模具内的冷却水道，将冲压成型的零件快速均匀的冷却，从而将奥氏体转化为马氏体。
进而使汽车用高强度钢获得更高的屈服强度和抗拉强度，有效的提升车身的整体性能，获得更高的安全性。
2.2特点对于汽车用高强度钢热成型技术，由于其相对于一般的冷冲压零件具有更高的强度，可以减少车身加强板的使用，在汽车制造过程中带来更高安全性的同时也实现了整车质量的轻量化。
汽车高强度钢材技术的发展
1概述在汽车轻量化的推动下，汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。
随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加，钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。
为应对来自轻质材料的挑战，钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。
如今，高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料，图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力．其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。
同时．高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势，尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。
本文是根据最近公开发表的文献资料编写的，旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向，供国内有关行业和部门参考。
文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa)，超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。
2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施，验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。
为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力，近期的高强度钢技术研究，主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。
2．1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。
从冶金学的角度看，近几年高强度钢材料的开发，大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善，厚度进一步减薄，材料本身并未取得突破性进展。
开发的难点是要针对不同的零件，力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。
SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。
其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板，主要应用对象是汽车车身外板，研究用钢的化学成分见表1。
SFGHITEN利用析出的Nb(C，N)微粒和细化晶粒得到强化，其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”，它降低了材料的屈服强度。
5#中信泰富特钢集团汽车零部件用特殊钢(改)解析
弹簧钢
板簧总成、 悬架簧、稳 定杆
GB/T1222-1984 JIS G4801 ASTM A689（成分按 ASTM A29 或 A304）
50CrVA、60Si2MnA、60CrMnBA SUP9A、SAE5160H、SAE6150H、 51CrV4、55Cr3
DIN 17221
合金结 构钢
半轴、花键 轴、转向臂 等
中信泰富特钢集团生产汽车 零部件用特殊钢情况介绍
介绍的主要内容
• 一、 汽车用特殊钢的分类 • 二 、中信泰富特钢集团2004年--2005年汽车用特殊钢
生产情况 • 三、中信泰富特钢集团生产汽车用特殊钢的工艺装备
及特点 • 四、中信泰富特钢集团特殊钢性能检测设备 • 五、中信泰富特钢集团汽车用钢的质量水平 • 六、中信泰富特钢集团供汽车行业的重要客户及认证 • 七、汽车用钢的发展趋势 • 八、中信泰富特钢集团未来汽车用特殊钢的生产情况
SAE1045 C25、C35、C45、CK35、
CK45
Y15
Y40Mn SUM31、SUM41 SAE1117、SAE1141
15S10 YF40MnV、YF45MnV S45CVS、SVdH40S1 49MnVS3 、 30MnVS6 、
38MnVS6 ML35、ML40Cr、ML35CrMo SWRCH35K、SWRCH45K
功、试样的硬度） 7 热轧材的硬度值 8 未端淬透性（1点、2点、3点还是全带及带宽） 9 脱碳要求 10 冷顶或热顶锻要求 11外观尺寸（尺寸公差、弯曲度、不圆度） 12表面要求(一般要求都比较高,不允许超过0.3mm的缺陷存在) 13 特殊要求：DI值要求、无损探伤要求（ET、UT）、发纹、碳偏析等
汽车零部件用特殊钢种分类情况
国内冷轧汽车用钢的研发历史、现状及发展趋势
国内冷轧汽车用钢的研发历史、现状及发展趋势摘要：回顾了我国冷轧汽车用钢的研发历史，总结了我国冷轧汽车用钢的现状，结合国家振兴钢铁工业的政策，分析了我国冷轧汽车钢板的发展趋势。
提出国内有盛要发展新一代先进高强汽车用钢，主要包括TwIP钢、Q&P钢和热冲压成型钢等，此举不仅具有巨大的经济意义，还具有保证行驶安全、节能减排、环保的现实意义。
关键词：冷轧；汽车用钢；发展趋势从1957年新中国的第一辆汽车正式生产下线开始，我国汽车工业在20世纪中期经历了漫长的发展过程。
1958年中国汽车产量为1万辆，1992年突破100万辆。
进入新世纪以来，我国汽车工业呈现出井喷式的发展，2005年中国汽车产量达到570万辆，2008年达到934．5万辆。
汽车用材的70％～80％是钢铁材料，在一定程度上代表了一个国家钢铁工业的水平。
我国在汽车品种和技术水平方面，已经和发达国家同步。
随着汽车工业的发展，对优质汽车用钢的要求越来越高，需求也越来越大。
因此，紧跟汽车工业的发展趋势，研究和开发新一代汽车用钢，必将成为我国钢铁工业应用基础研究的重要发展目标。
1 国内冷轧汽车钢板研发的历史回顾钢材是汽车制造的主要原料，品种主要有型钢、中板、薄板、钢带、优质钢材、钢管等，其中以薄板和优质钢材为主。
冷轧板带及其镀层板带的用量约占板带材用量的90％，为450～550 kg，如夏利车的用量约为450 kg车身加长的红旗车为550 kg。
轿车用冷轧板带及镀锌板厚度为0．40～4．00 mill，冷轧板带用量最多的厚度规格是0．80 ITlnrl，其次是o．70 mra；镀锌板用量最多的厚度规格是0．80 nlr ／l和O．70 mill。
轿车用冷轧板带的宽度为600一l 850 mln，1 000 Innl以下的用量最大。
20世纪50～80年代，国内的汽车用钢由鞍钢提供，主要是08A1等软钢板。
20世纪80年代后期，我国开始研发无间隙原子钢(IF钢)。
轿车车身高强度钢应用进展
Ｕ Ｓ Ｂ研究 项 目始 于 １９ ＬＡ ９４年 美 国钢铁 协 会 的
倡仪 ， 由世界钢铁协会成立了由 １ 国家 ３ ８个 ５家钢
铁 公 司参加 “ 轻钢制 车身 ” Ｕ Ｓ Ｂ） 目组 ， 过 超 （ ＬＡ 项 通 以车 身轻量 化 为 目标 ， 身 至少 减 重 ２ ％ 以 上 ， 车 ５ 而 且 不再 需要 增加 补强 部件 ， 以大 幅减 少 制造成 本 ， 可 因此会 给 汽车制 造业 带来革 命性 的改 变 。
从图２ 可以看出， 与传统钢制车身相 比， 采用新
型钢 制车 身可 以降低 成 本 和进 一 步 减 重 ； 用 液 压 采
前宝马 ３ 系列车身增加 了 １ ｇ ２ｋ。而对于采用多相
钢达 到 总重 量 ２ ％ 的 新 ３系 列 ， 身 质 量 减 少 到 ６ 车
成形等新技术的钢铁材料 ， 也可以达到降低成本和 进一 步减 重 的效果 ； 用铝制 车身 ， 采 虽然 减重 效果 很 好， 但其 成本 代价 太高 Ｊ 。
之 后 开 展 的 Ｕ Ｓ ＢＡ Ｃ 项 目 Ｌ Ａ 。Ｖ
高 了。为 了达 到 这 一要 求 ， 改 了设 计 ， 修 增加 了 ２ ％ 的高强 度钢 （ ４ 没有 采 用多 相 钢 ） 的用 量 ， 而导 从
致 车 身质 量 达 到２６ｋ ， ９ ｇ 较单 独 满 足 尺 寸要 求 的 以
ｍｉ ｉ ｍ— ｇ ｅ ｉｍ ｌ ｙ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｂ ｄ ｓ ｙ ４ ％ ．Ｔ ｅ ｆｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉｅ ｏ ｔｅ ａ ｏ ｙ ｉ ｔ ｅ ｇ ａ ｏ ｄ — ｎ ｕ ｍａ ｎ ｓｕ ａｌ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓ ｈ ｏ ｙ ｍａ ｓ ｂ ０ ｏ ｈ ｕ ｕ ｅ ｄ ｓｇ ｄ ａ ｆ ｒｓｅ ｌｃ ｒ ｂ ｄ ｓ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｃｅ ｓ ｈ ｏ ｙｍａ ｓｂ ５ ｉ ｈ ａ ｆ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｉ ｅ ｅａｉｎ ｈｇ ｔｅ ｇｈ ｓ ｅｓ ｅ ｂ ｄ ａ ｓｍａ ｕａ－ ｒａｅｔｅｂ ｄ ｓ ｙ３ ％ ｎ ｔｅｗ ｙｏ ｖ ｌｐ ｎ ｆｔ ｒ ｇｎ ｒｔ ｉｈ ｓ ｎ ｔ ｌ，ｎｗ ｏ ｙｐ ｒ ｎ ｆｃ ｄ ｈ ｄ ｏ ｒ ｔ ｅ ｔ ｔｒ ｇｐｏ ｅｓａ ｄｆｒ ｎ ｅｉｎ ｈ ｈ ｒｃｅｉｔ ｓｏ ｉｈｓｒｎ ｔ ｔｅｓ ｔｅｂ ｄ ｓ ｅ ｕ ｔ ｎ ｓｌｔ ｎ ｓｈ ｍｅａ ｄ ｕ ｉ ｒｃ ｓ ｎ ｏｍｉｇｄ ｓｇ ．Ｔ ｅｃ ａａ ｔｒ ｉ ｆ ｇ ｔｅ ｇｈ ｓｅｌ ， ｈ ｏ ｙｍａｓｒｄ ｃｉ ｏｕｉ ｃ ｅ ｎ ｎ ｓｃ ｈ ｏ ｏ ｓ ｌｃ ｉｎ ｏ ｔ ｒ ｌ ｅ ｅ ｔ ｆｍａｅ ｉ ｓ，ａ ｄ ｔ ｅ ｇａ ｅ ，ｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｓｔ ｎ，ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｏｅ ａ ｔｏ ｉ ｈ ｓｒｎ ｈ ｏ ａ ｎ ｈ ｒ ｄ ｓ ｈ ｍｉａ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ ｒ ｐ ｒ ｅ ，ａ ｐ ｉ ｔ ｒ ｇ ｅ ｓ ａ ｄ ｆｒ ｃ ｓ ｆｈ ｇ ｔｅ ｇ ｉ ｃ ｏ ｔ ｓ ｅｓ ａｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｌ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｅ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌＩ ｄ ｘ Ｈｉｈ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ，Ｃ ｒＢ ｄ ，Ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｐ ｉ ａｉｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｅ ｇ ｔｅ ｇｈ Ｓ ｅ ｌ ａ ｏ ｙ ｒ ｇ ｓ ｆＡｐ ｌ ｔ ｒ ｃ ｏ
汽车用第3代先进高强度钢的研发进展_张志勤
从图
可 见 川 , 在第 代
代和第
代
钢之
长 众 挂 橄 牌 出 礴
奥 氏体稳 定性 条件
间 的区域 , 即第
钢 区 域 , 现 有 的研 究 主 要
是通 过 改进 或创 新 的工 艺路线 来致 力 于填补 这些 空 白区域 , 并 特别 关 注 于工 业 化 生 产 可行 性 和成 本 因 素 。其 研 发策 略 主要有 研 发性 能 良好 的 钢 改
图
传统钢与
钢的抗拉强度与总伸长率之间的关系图
模 拟工作 的第
氏体发 生相 变 。 考 虑 定性 条 件 图
步是在 应 变状态 下 的亚稳 态 奥
到 个假定 的奥氏体稳
合 , 其 残余 奥 氏体 由于应 变诱导 而转 变成 马 氏体 , 导 致应 变 硬 化 更 大 。 而 第 一 代 钢 ,如 、 一 、 孪 晶诱 发塑 性钢
一
抗拉 强度
注 , 传统 钢 一 铁家 体一 贝氏体钢 , 相 变诱发 塑性钢 双钢 相 复相 钢洲 一 马氏 体钢 一 轻 化诱 发塑性 钢浅一 高锰 孪晶 诱发 塑性钢 孪 晶诱发塑 性钥 一 时 热 成形钢 热处 理厂
一 二 热成形 钢
序号
组织
极限抗拉强度
均匀 的真应变
铁素体 奥 氏体 马氏体
代
钢 已成 为 世 界各 国研 发
个 方面 , 对这些 方案 和研 究
目标 区域 内 。 此 外 , 通 过 合 金 化 对 粒 细化 , 己获 得 了 标 准 强 度 达
的钢 。 其 它 的 在 一 况 下是 在
的热 点 , 本 文将 在 以下
钢 开 发包 括改进 热 处理 , 即 ℃ 。 当降 低
汽车用高品质非调质钢YF45MnVS的热变形行为
５ ・ ２１ ６ ０ ０年 １ ２月
第 ３ 卷第 ６ １ 期
特 殊 钢
ＳＰ ＥＣＩ ＴＥＥＬ ＡＬ Ｓ
Ｖ０． ．Ｎｏ． 】３１ ６ Ｄｅ ｅ ｅ ２０１ ｃ ｍｂ ｒ ０
汽 车 用 高 品质 非 调 质 钢 Ｙ ４ Ｍｎ Ｆ ５ ＶＳ的 热 变 形 行 为
邵 肖静 邓小玄 崔 睿 王新华 王 万军 黄福祥
（ 京 科 技 大 学 冶 金 与 生 态 工 程 学 院 ， 京 １０ ８ ） 北 北 ０ ０３
摘
要
用 Ｇｃｂｅ１０ ｌ ｌ一５０热模拟实验机对 Ｙ ４ Ｍ Ｖ ｅ Ｆ ５ ｎ Ｓ钢 （ ：．８ 、． ５ ｉ１３ Ｍ 、．０ Ｐ ０ ０ ３ 、．８ Ｖ） ％ ０ ４ Ｃ ０４ Ｓ、． ６ ｎ ０ ０９ 、．４ Ｓ０ ０ ６
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｉｏｈ ｒｍｌｃｍｐｅｓｏ ｅｔ ｏ 中８ｍｍ ｓｅ ｉ ｎｏ ｔｅ Ｙ ４ Ｍｎ ｓｒ ｃ ｈ ｓｔｅｎ ｏ ｒｓｉｎｔｓ ｆｒ ｐ ｃｍｅ ｆｓｅｌ Ｆ ５ ＶＳ （ ： ． ８ ％ ０ ４ Ｃ，０ ４ Ｓ ，１ ３ Ｍｎ ．５ ｉ ．６ ，
００９ ． ０ Ｐ．０ ０ ３ ．０ ０ ６ ． ４ Ｓ ． ８ Ｖ）ｃ ｔｒｍ ０ ｕ ｏ ２ ０ ｍｍ ０ ｆ ｚ２ ０ ｍｍ ａｔｂｏ ｍ ｉ ｉｇｅｐ ｓ ｔ ｉ ａｅ １ ｃ ｓ ｌｏ ｗｔ ｓ ｌ ａｓｓ ａｎｒｔ ０～ ～１ Ｓ ａ ｄ ｓｒｉ ｈ ｎ ｒ ０ ｎ ｔａｎ
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高强钢行业研究现状
高强钢行业研究现状概述：高强钢是一种具有较高强度和较好塑性的特种钢材，广泛应用于汽车、航空航天、建筑工程和能源等领域。
本文将对高强钢行业的研究现状进行分析和总结。
1. 高强钢的定义和分类高强钢是指抗拉强度大于600MPa的钢材，其具有较高的屈服强度、冲击韧性和导热性能。
根据不同的化学成分和加工工艺，高强钢可以分为合金结构钢、低合金高强度钢和双相钢等。
2. 高强钢的应用领域高强钢在汽车制造业中的应用越来越广泛。
它可以用于汽车车架、车身板件和发动机零部件等关键部位，帮助降低汽车重量、提高碰撞安全性能。
此外，高强钢还可以用于建筑工程中的结构件、桥梁和海洋平台等领域。
3. 高强钢行业的研究进展高强钢行业一直在不断进行创新和研究，以满足不同领域对高强度材料的需求。
近年来，通过调整合金成分、改变热处理工艺以及引入先进的制造技术，高强钢的力学性能和工艺性能得到了显著提升。
4. 高强钢的生产技术高强钢的生产技术包括熔炼、连铸、轧制和热处理等环节。
其中，采用中厚板连铸轧制技术可以生产高品质和高强度的高强钢板。
热处理工艺是高强钢生产中不可忽视的一环，通过控制冷却速度和温度，可以调控高强钢的组织和性能。
5. 高强钢行业的发展趋势随着汽车工业和建筑工程的快速发展，对高强钢的需求将不断增加。
未来，高强钢行业将更加关注节能减排和环境保护，通过提高资源利用率和降低材料消耗来推动行业的可持续发展。
此外，高强钢的多功能化和高性能化也将成为发展的重点。
结论：高强钢作为一种具有广泛应用前景的特种钢材，正受到越来越多领域的关注和重视。
在不断发展创新的同时，高强钢行业需要加强合作与交流，共同推动行业的发展和进步。
参考文献：[1] 林志强. 高强钢及其应用[J]. 金属功能材料, 2019, 26(5): 21-24.[2] 翟文周, 高河诺. 高强度热轧车轴钢的研究进展[J]. 中国高新技术企业, 2020, 15(15): 125-128.[3] 张凯, 王宏诚. 高强度轻量化汽车用钢的研究进展[J]. 高技术通讯, 2018, 28(10): 86-88.。
汽车车身用钢铁材料
淬火配分钢（Q&P）
淬火配分 (Quenching and Partitioning, Q&P) 工艺可用来生产富碳残余奥氏体 钢种，即Q&P 钢。此工艺机理是基于碳在马氏体/奥氏体混合组织中扩散规律 的一种新的认识与理解。和传统淬火-回火不同，Q&P 工艺为稳定残余奥氏体， 应用钢种含Si、Al（甚至P）元素，以阻碍Fe3C 析出，使碳自马氏体分配到奥 氏体，奥氏体因富碳，在再次冷却时不会转变为马氏体，为高强度钢兼具韧 性提供新的有效方法。Q&P 钢属于第三代先进高强度钢，其可以达到的力学 性能范围为：抗拉强度800～1500MPa，伸长率15~40%。
Q&P钢处理方法
几种高强度钢发展方向
— — 采用独特的合金和显微组织设计获得具有超高强度的韧性钢。极限抗 拉强度达1200~I500MPa；多相和奥氏体显微组织是主要兴趣所在；显微组 织的设计应改善耐破损性能；研发早期便考虑到焊接性能。
— — 通过新法热机械处理或合适的化学成分配方，可生产出超细晶钢。这 样，即使采用较贫的化学成分也可获得很高的强度，既而提高其他性能， 如焊接性等。显微组织细化也是改善耐破损性能的一种途径。
奥氏体不锈钢 （AUST. SS）
TWIP钢
Fe-33Mn-3Si3Al TRIP 钢显 微组织
水淬 空冷
X-IP系列钢
TWIP钢比双相钢、TRIP钢具有更好的成型性能。有高的 加工硬化能力，具有良好的能量吸收能力，是有前途的汽车 用结构材料。 但TWIP在冶炼、连铸工艺、延迟断裂、缺口敏感性及可 涂镀性能是妨碍其大量应用的障碍。 目前，钢厂和研究机构正在研究新一代 TWIP 钢 FeMnA1 钢，也称为 TRIPLEX 钢。 FeMnAl 钢不显现 TRIP 和 TWIP 效应 ，加工变形时，位错滑移形成剪切带，产生高塑性，即剪切 带诱导塑性(SIP效应)。 目前为止，还未对该钢种的焊接性能进行过检测，但其 在汽车上的应用已经得到了广泛的认可。
国外新型汽车用钢的技术要求及研究开发现状
1、加强跨学科合作
将材料科学、物理学、机械工程、环境科学等多学科的知识和方法相结合， 从不同角度研究新型汽车用钢的性能、制备和评估，有助于获得更全面的理解和 突破。
2、考虑全生命周期评估
在研究和应用过程中，不仅要新型汽车用钢的性能和质量，还要考虑其在整 个生命周期内的环境影响，包括生产、使用和回收等环节。通过全生命周期评估， 可以优化材料选择和制备工艺，降低环境负荷。
3、结合智能制造技术
将新型汽车用钢的制备和应用与智能制造技术相结合，实现生产过程的自动 化、信息化和智能化，可以提高生产效率，降低成本，同时也可以为材料的性能 评估和优化提供新的手段。
四、结论
国外新型汽车用钢在技术和研究方面已经取得了显著的进展，但仍存在一些 挑战和不足。通过加强跨学科合作，考虑全生命周期评估，以及结合智能制造技 术等创新思路，可以为新型汽车用钢的进一步研究和应用提供新的契机和方向。 希望通过本次演示的讨论，能够对新型汽车用钢的发展和应用提供一些参考和启 示。
一、技术要求
国外新型汽车用钢的技术要求主要包括化学成分、物理性能和制备工艺等方 面。
1、化学成分
新型汽车用钢的化学成分直接影响其组织和性能。为了达到更高的强度和韧 性，通常采用低合金钢，如HSLA（High Strength Low Alloy）钢和TRIP （Transformation Induced plasticity）钢等。这些钢种通过添加适量的合金 元素，如Si、Mn、Cr、Ni等，来调整组织的相变点和力学性能。
感谢观看
二、研究现状
国外在新型汽车用钢方面的研究已经取得了一定的进展，主要表现在以下几 个方面：
1、材料创新
高品质特殊钢发展概况及未来特殊钢的洁净度控制思路
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｃａｓ ｅ；ｃ ａ ｌ ｅｓ ｏ ｔ ｌ ｙｗｏｄ ：ｓｅｉｌｔ ｌ ｌ ｎｉ ｓ ｃｎｒ ；ｍｕｔｓａ ｅ ｅ ｎ ｏ ｌ—ｃｌ ｉ ｅ
所谓特殊钢 ， 即进行特 殊 的化学 成分设计 ，经过特 殊 的冶炼工 艺生产 ，具备 了一定 的特殊性 能，满足特殊
系统化控制， 将是一个 很大的挑 战， 也是一个严峻的课题 。
炉外精 炼 技术 ；②企 业进 行特 殊钢 分类 的 专业化 生产 ；
③具备 一定 的深 加工能 力，值得我 国借鉴 ；④ 新设 备的 引进不 以产量为 目的， 而 以提高质 量为 目的；⑤ 瑞典企 业注重横 向联 合优势互补 。
现在 ，瑞典 国 内企 业经过重 组 、兼 并 、参股 ，只剩 下 生 产 高 速 钢 、工 具 钢 、不 锈 钢 、轴 承 钢 的 Ａ ｅｔ、 ｖｓ ａ Ｓ ｎ ｖｋ Ｋ ａｄ ｉ、Ｓ Ｆ等公司 。瑞典 已经形 成了每 一类钢种 由一
的产能过 剩 。随着特殊钢 生产与市场 的国际化加剧 ，特 殊钢全球化竞争 日渐激烈…。 因此我国的特 殊钢 产量及 需 求量正处 于上升 阶段 ，而国 内外 的特殊钢 企业 的竞争 也
很激烈。
均质 化 、高性 能化和低成本 化 。通 过严 格控 制产 品质量
来争取 未来 国际市场份额 ，努力促进我 国从特殊钢 进 口 国 向特 殊钢 出 口国转变 。因此未来我 国特殊钢 洁净 度的
表 ２ 国外特殊钢生产典型工艺流程及 主要品种
工艺流程 ９ ０ｔ ＵＨＰ ＡＦＥ ＴＬ —Ｈ— 立式 ３流，３ ０ｍｍ￣ ７ 、Ｅ — Ｂ － ＦＲ ＣＣ（ ７ ４ ０ｍｍ） ７ ｔＡ ． — ＦＲ — Ｃ 弧型 ２ ０ Ｅ ＦＩ Ｌ — Ｈ Ｃ （ Ｊ 流，３ ０ ￣ ８ ｍｍ） ７ ｍｍ ４ ０ １０ｔＡＦＯＢＴＳ ． Ｉ ４２ｔ ０ Ｅ — －ＫＦＭＲ－ Ｃ（ ． 钢锭 ）
2024年特殊钢市场发展现状
特殊钢市场发展现状概述特殊钢是一种高品质的合金钢，具有优异的力学性能、化学性能和物理性能，广泛应用于汽车工业、航空航天、能源行业等。
本文将对特殊钢市场的发展现状进行分析和总结。
特殊钢市场规模根据市场调研数据显示，特殊钢市场在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
特殊钢的需求主要来自关键行业的发展，如汽车制造、机械制造、船舶工业等。
特殊钢的市场规模已超过1000亿美元，并预计在未来几年内将持续增长。
特殊钢市场的主要驱动因素1.产业升级和技术创新：随着中国制造业的升级，对高品质特殊钢的需求不断增长。
同时，技术创新也推动了特殊钢市场的发展，新型特殊钢的研发和应用不断涌现。
2.基建和能源行业的快速发展：特殊钢在基础设施建设和能源开发中起到关键作用。
新建桥梁、建筑物和发电设施的建设对特殊钢的需求不断上升。
3.汽车工业的增长：汽车工业是特殊钢市场的主要消费者之一。
随着汽车产量的增加和汽车结构的升级，特殊钢的需求呈现出持续增长的趋势。
4.国内外市场需求的扩大：特殊钢的市场需求不仅来自国内市场，还来自国际市场。
中国特殊钢产品的质量不断提高，愈发受到国际市场的认可。
特殊钢市场的竞争格局特殊钢市场存在激烈的竞争。
国内特殊钢生产企业众多，市场份额较为分散。
同时，国际特殊钢市场也对中国企业构成一定的竞争压力。
为了在竞争中脱颖而出，特殊钢生产企业需要加强技术研发、提高产品质量和服务水平。
特殊钢市场的发展趋势1.创新技术的应用：特殊钢市场将继续受益于创新技术的应用。
新型特殊钢的研发和应用将进一步推动市场的发展。
2.环保发展的需求：环保已成为特殊钢市场的重要发展方向。
生产特殊钢的过程中要注重减少污染物排放，提高资源利用率。
3.基础设施建设的推动：随着国家基础设施建设的不断推进，特殊钢的市场需求将保持稳定增长。
4.外向型发展：中国特殊钢企业将加强对国际市场的开拓，提升产品在国际市场的竞争力。
结论特殊钢市场呈现出快速发展的态势，受到国内外市场的广泛欢迎。
省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室
省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室
佚名
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室于2015年2月获科技部批准成立。
重点实验室以上海大学钢铁冶金国家重点学科和材料科学上海市重点学科为基础,融合了上海市钢铁冶金新技术开发及应用重点实验室和先进钢铁材料国家工程研究中心南方实验基地。
重点实验室立足于上海及长三角地区先进制造业集聚区,以国家对高品质特殊钢的重大需求为导向,针对关键科学技术问题,在高品质特殊钢成分设计与性能调控、特殊钢冶金熔体结构与冶金反应机理、多物理场下特殊钢冶金精炼过程、特殊钢凝固理论与组织控制、面向特殊钢需求的冶金资源综合利用等方面展开应用基础研究和关键技术研发,培育具有国际影响力的原创性和系统性研究成果,推动特殊钢冶金科学与技术的发展,服务国家先进制造业发展和国民经济重大需求。
实验室的建设目标是成为具有较大国际影响,在特殊钢领域发挥重要作用的基础科研、技术创新和人才培养基地,为特殊钢和高端装备制造业的可持续发展作出贡献。
【总页数】1页(PF0002)
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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4.安徽农业大学茶叶生物化学与生物技术重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地教育部、农业部和安徽省重点实验室
5.省部共建国家重点实验室的组建培育——以省部共建放射医学与辐射防护国家重点实验室为例
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汽车用钢热加工工艺研究进展
汽车用钢热加工工艺研究进展作者：邹晓阳来源：《中国机械》2013年第22期摘要：本文主要讲述汽车制造用钢的市场现状，以及汽车制造用钢热经过热加工工艺对其性能等方面的影响，从而获得汽车用钢热加工工艺的研究进展。
关键字：汽车制造用钢；金属热加工；金属热处理；汽车制造用钢是汽车制造业中的重要部件材料，具有广阔的市场前景。
但由于汽车制造用钢技术不仅要求较高强度和韧性，而且要求良好的成型性和耐疲劳性，技术含量高、生产难度大，目前国内只有宝钢等少数钢铁企业能够生产。
钢铁作为汽车生产中使用最重要的材料，在汽车行业起着至关重要的作用。
可以说，钢铁行业的发展促进了汽车产业的发展和创新，而汽车发展的需求同时也促使钢铁向高质量、高性能方向发展。
钢铁企业和汽车行业所使用的汽车制造用钢产品有许多种，汽车制造用钢可以用几种不同的方式去分类。
但从汽车生产商来看，汽车制造用钢的应用更重要。
1.热加工工艺简介热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。
所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行。
不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。
1.1.退火退火就是将金属或合金的工件加热到适当温度（高于或低于临界温度，临界温度即使材料发生组织转变的温度），保持一定的时间，然后缓慢冷却（即随炉加热、保温、冷却或者埋入导热性较差的介质中）的热处理工艺。
退火工艺的特点是保温时间长，冷却缓慢，可获得平衡状态的组织。
钢退火的主要目的是为了细化组织，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除内应力；提高韧性，稳定尺寸。
使钢的组织与成分均匀化；也可为以后的热处理工艺作组织准备，根据退火的目的不同，退火有完全退火、球化退火、消除应力退火等几种。
1高品质特殊钢技术开发T91P91
高品质特殊钢技术开发摘要特殊钢是装备制造的关键材料，其生产和应用代表了一个国家的工业化发展水平。
市场和社会发展需要”高性能、低成本、高精度、易加工、绿色化”等高品质特征的特殊钢产品，因此，需要研发高品质特殊钢的生产和应用技术。
1.高品质特殊钢是发展的必然特殊钢是重大装备制造和国家重点工程建设所需的关键材料，是钢铁材料中的高技术含量产品，其生产和应用代表了一个国家的工业化发展水平。
特殊钢占钢总量的比重、特殊钢产品结构、特殊钢质量和特殊钢应用等是反映一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。
近年来，在我国社会和经济快速发展的带动下，我国特殊钢生产和市场发展迅速，特殊钢生产装备和工艺技术不断提高，特殊钢产量和产品质量持续提高，市场满足程度不断增长。
但是，相比我国快速发展的普通钢行业，我国特殊钢行业技术发展速度慢一些，与国际先进水平的差距也比普通钢行业大。
提高我国特殊钢行业的整体技术水平已经迫在眉睫。
与国际上先进的特殊钢专业化生产线相比，我国特殊钢行业仍然存在一些需要开展工作的方面：1)调整特殊钢产品结构：我国特殊钢产量占钢产量的比例低于工业发达国家。
美国和韩国特殊钢产量占钢产量的10％左右，日本、法国和德国特殊钢产量占钢产量的15~22％，瑞典特殊钢产量占钢产量的45％左右，而我国特殊钢产量仅占钢产量的8％左右。
比例不但低，而且还在不断地下降。
我国特殊钢产量中有一半是优质碳素结构钢，不锈钢、耐热钢、合金结构钢、工模具钢、轴承钢等高端品种仅为50％(而日本达到75％)。
国家建设急需的高端合金钢产品，如超超临界火电机组耐热钢管、核电站用不锈钢、大型飞机用超高强度钢等应该开展研发工作。
2)提高特殊钢生产工艺技术水平：我国特殊钢板带材、管材、棒线材、锻材、线材专业化生产线正在逐步形成，具备了较先进的特殊钢生产装备，但生产工艺技术水平急待提高。
我国目前特殊钢冶炼、连铸、热轧、冷轧、锻造、热处理和应用等技术与工业化国家有差距，如：先进的特殊钢冶炼和精炼工艺技术可以准确地将化学成分控制在较窄的范围内，特殊钢的凝固工艺技术可以保证钢坯(锭)的化学成分和组织的高均匀度，变形工艺技术能够满足钢材精确形状尺寸和组织状态的控制要求，热处理工艺技术可以精确控制钢材和部件的组织和性能。
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0.18 ppm 0.80 ppm
Fe-0.25C-1Cr-2Ni-0.2Mo-VNb 473K tempered TS=1600MPa
-4
Charged and exposed for 1 day Charged and exposed for 32 days
dg=20mm dg=8mm dg=4mm dg=2mm
ADF1 ADF1: 8mm ADF1: 20mm
0 1200 1300 1400 1500 1600 1700 Tensile strength/MPa
惠卫军, 董瀚, 翁宇庆. 高强度螺栓钢. 冶金工业出版社, 2009.
1
ADF1 42CrMo
调质钢
半轴、花键轴
JIS G4104-6 ASTM A29 EN 10083 GB/T 15712
非调质钢
凸轮轴、叉类零件
JIS G4051 ASTM A920 EN 10083 GB/T 1222 JIS G4801
弹簧钢
板簧、悬挂簧
ASTM A689 DIN 17221
轴承钢、不锈钢、模具钢
各国汽车用特殊钢品种相近。
3
10
4
*
10
1
10
2
10
3
10
4
Time to fracture, tF (min)
M101.5
10 6
Time to fracture, tF (min)
20
ρ
60 80
20
Wang MQ, et al. Corrosion Science, 2006, 48(8): 2169
高强度螺栓钢(ADF1)
汽车用高品质特殊钢发展趋势
为满足汽车轻量化要求，汽车用特殊钢向高性能和低成本 方向发展。 高性能化 高强度化 长寿命化 高精度 „„ 低成本化 全寿命周期低成本化 产品质量稳定性好
2.高品质特殊钢研发举例
高强度螺栓钢
抗疲劳齿轮钢
汽车用不锈钢 高性能模具钢
Zhang MD, Wang MQ, Dong H. Journal of Iron and Steel Research International, 2014, 10
延迟断裂规律－氢的进入
SCM435钢螺栓大气暴露也有0.1ppm氢进入，导致延迟断裂
Akiyama E, Wang MQ, et al. Metall. Mater. Trans A, 2013, 44A(3): 1290
疲劳断裂规律－疲劳裂纹起裂
高强度特殊钢的疲劳强度与夹杂物尺寸密切相关，为改善 疲劳性能，控制夹杂物尺寸尤为重要。
s 1 C ( HV 120)
1
max
1/ 6
Murakami疲劳强度与最 大夹杂物尺寸关系
章守华. 合金钢. 冶金工业出版社，北京，1981年：306
Sanyo New Refining Process
σ-1=0.5σb
1000
800 600
400 200 500
表面启裂
夹杂物启裂 Al2O3 15μm CaO,15μm
t -1=0.5σ-1
CaO,47μm
2500
1000 1500 2000 Tensile strength, (MPa)
Ref. Matsuoka. FFEMS, 2004,27:159
延迟断裂规律－氢的扩散富集
可扩散氢：电化学方法充氢后氢增加到 0.80ppm ，室温放 置1天后降为0.18ppm，继续放置到32天后，氢含量降低到 0ppm，与未充氢相同。
Hydrogen desorption rate (10 wppm/s)
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 100 200 300 400 500 600 700 800
0.2
0 1200 1300
Tensile strength/MPa
惠卫军, 董瀚, 翁宇庆. 高强度螺栓钢. 冶金工业出版社, 2009.
高强度螺栓钢(ADF1)
通过细化晶粒可进一步提高ADF1钢的耐延迟断裂性能。 42CrMo
1.0 sNB(sol) / sNB(air) 0.8 0.6 0.4 0.2
Steel A Steel B
1200
s950MPa
s865MPa
Stress amplitude,MPa
1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 10
5
1 4 1 1 2 2 1
Steel A (17Cr2Ni2) B (20Cr2Ni4)
Al 0.046 0.027
0.8
8740#
0.6
DFSR
0.4
0.2
0 1200
1300
1400 1500 1600 Tensile strength/MPa
1700
抗疲劳齿轮钢
重点解决： 1）夹杂物 2）晶粒度
疲劳断裂问题的研究进展
疲劳断裂规律研究
疲劳裂纹起裂：特殊钢中氧含量及夹杂物与疲劳裂纹 起裂倾向的关系 疲劳裂纹扩展：特殊钢的微观组织与疲劳裂纹扩展的 关系
疲劳裂纹扩展与特殊钢的韧性有关，以齿轮钢、弹簧钢为 代表的特殊钢中疲劳裂纹沿原奥氏体晶界扩展，通过细化 晶粒（组织）可以阻碍疲劳裂纹扩展，从而改善疲劳性能。
T Ochi. Tetsu-to-Hagane，2011, 97(11): 52
疲劳断裂规律－疲劳裂纹扩展
疲劳裂纹扩展与特殊钢的韧性有关，以齿轮钢、弹簧钢为 代表的特殊钢中疲劳裂纹沿原奥氏体晶界扩展，通过细化 晶粒（组织）可以阻碍疲劳裂纹扩展，从而改善疲劳性能。 1250
螺栓钢
螺栓、螺帽
JIS G3507,4107-8 ASTM A193 DIN 1654
钢类
零部件
标准 GB/T 3077
典型钢种 40Cr、42CrMo SCM440 SAE 4140 34CrMo4、42CrMo4 YF40MnV、YF45MnV S45CVS 11V37、11V41 C25、C35、C45 60Si2MnA、50CrVA SUP7A、SUP10A SAE 5160H 51CrV4
[N] 0.0110 0.0091
dg(mm) 6 10
10
6
10
7
Cycles N
Liu Y, Wang MQ, Dong H, et al. Int. J. Fatigue, 2009, 31(2): 292
抗疲劳齿轮钢(20CrMoNbH)
“11.5”期间，钢研院、一汽、东北特钢以及宝钢在国家 863 课题支持下，共同开展了含 Nb 高性能渗碳齿轮钢的研 究，主要通过控制夹杂物和晶粒尺寸来改善疲劳性能。
35 1200 30 1000 42CrMo-Rm 25 20 350 400 450 500 550 600 回火温度/ ℃ 650 700
800
硬度/HRC
1400
2）高强度螺栓钢延迟断裂问题
延迟断裂规律研究
钢中氢的进入：酸洗、电镀、服役时氢都可能进入 钢中氢的富集：在应力作用下氢向应力集中区扩散 氢致延迟断裂：氢导致钢的塑性显著下降，脆性断裂
王彦彬, 王毛球, 董瀚, 等. 钢铁研究学报,
2010, 22(11): 23 Ma L, Wang MQ, Dong H, et al. Mater. Sci. Eng. A, 2008, A498: 258
齿轮钢(20CrMoNbH)－接触疲劳性能
20CrMoNbH 钢 (W1) 额定接触疲劳寿命比 20CrMoH 钢提高 46% 。
20CrMoH
dg=26mm ASTM No.7
20CrMoNbH(0.04Nb)
dg=15mm ASTM No. 9
Ma L, Wang MQ, Dong H, et al. Mater. Sci. Eng. A, 2008, A498: 258
齿轮钢(20CrMoNbH)－弯曲疲劳性能
20CrMoNbH钢(W1)弯曲疲强度比20CrMoH钢提高20%。
2014年中国国际高品质特殊钢论坛
汽车用高品质特殊钢研发进展
钢铁研究总院
2014年9月19日
内容提要
1. 引言 2. 汽车用高品质特殊钢研发举例
高强度螺栓钢 抗疲劳齿轮钢 汽车用不锈钢 高性能模具钢
3. 总结
1.引言
我国汽车需求稳步增长，汽车用特殊钢需求量也逐年增加。 特殊钢主要用于制造汽车轴类、齿轮、螺栓、弹簧、排气 管等零部件，汽车用特殊钢包括调质钢、齿轮钢、弹簧钢、 易切削钢、非调质钢、螺栓钢（冷镦钢）、优碳钢、轴承 钢、模具钢、不锈钢、„„等等。
疲劳断裂规律－疲劳裂纹起裂
随着特殊钢的强度提高到 1000MPa 以上，疲劳裂纹起裂由 表面转向内部夹杂物，此时疲劳裂纹容易在大尺寸氧化物 夹杂物与基体界面处萌生，结果导致疲劳强度下降。
1200
Fatigue limit,(MPa)
S35C,45C,55C,SM n438,443,SCM435, 440,SCr440,SNC…
99 接触应力4410MPa
Failure probability P / %
50
20CrMoH
20CrMoNbH
10 5
1 1.00E+6
1.00E+7
1.00E+8
1.00E+9
Stress Steel
DF
[H]
延迟断裂规律－氢的进入
42CrMo钢镀锌过程中进入了大量的氢
42CrMo热轧态 [H]=0.13ppm 42CrMo淬火态 [H]=0.32ppm