非调质钢简介及牌号
调制钢与非调制钢
调制与非调质钢组织差别
• 调质处理组织：铁素体基体上分布极细的颗粒状的碳化物。 • 非调质钢组织：F+P+弥散析出K。
非调质钢的强韧化原理
• 强化机制：固溶强化、位错强化、细晶强化、析出强化。 • 对强化的主要贡献是细化组织和相间沉淀析出。 • 非调质钢中加入微量Ti、Nb、V、N等元素，在轧制或锻造工艺
• Mn：能大为提高钢的淬透性，但容易使钢有过热倾向，并有回 火脆性倾向。
• Cr：提高的淬透性，提高回火稳定性，但有回火脆性倾向。 • Ni：非碳化物形成元素，能有效提高钢基体的韧度，并且Ni-Cr
复合加入，更能提高淬透性。 • Mo：能进一步提高淬透性，既提高回火稳定性，细化晶粒，又
能有效地消除或大为降低回火脆性倾向。 • V：强碳化物形成元素，有效细化晶粒。
收缩率Ψ( ％)
40 35 30 35 33 28 33 30 28 40 40 40
冲击吸收功AK／J
47 37 35 37 32 28 35 28 25 32 39 36
布氏硬度HBS ≤
229 255 257 257 275 285 257 265 275 257 269 275
Thank you
V
0.06～ 0.13
其他 N≥O.009
1.00 ～ 1.50
O．60-1.00
≤O.035
≤O.035
1.00-1.50 1.00-1.50
表3 非调质机械结构钢的力学性能
钢材类型
直径或边长 ≤40mm易切削非
调质钢
直径或边长 >40～60mm易切
削非调质钢
热锻用非调质钢
牌号
YF35V YF40V YF45V YF35MnV YF40MnV YFF45MnV F45V F35MnVN F4OMnV
非调质合金结构钢性能解析
非调质合金结构钢性能解析展开全文非调质合金结构钢（non-quenchedandtemperedalloystructuralsteel）不经过调质处理即可达到调质钢性能的新型合金结构钢。
所添加的合金元素有两类：（1）微合金元素铌、钒、钛、氮等，可产生弥散的碳氮化物。
（2）提高低碳钢的淬透性的合金元素锰、钼、硼，可获得低碳贝氏体或低碳马氏体组织。
这类钢只经锻造或轧制后控制冷却，就可达到调质钢所要求的强度和韧性水平，可直接加工成零件，具有很高的经济效益和社会效益。
根据使用组织状态不同，非调质结构钢可分为：铁素体-珠光体型中碳微合金非调质钢；低碳贝氏体和低碳马氏体型合金非调质钢。
它们各自的代表性牌号及其主要力学性能示于表1。
表1各种非调质钢的代表性牌号和力学性能非调质钢中所添加的两类合金元素有着不同的作用。
微合金元素铌、钒、钛可抑制奥氏体再结晶，阻止奥氏体晶粒长大，在奥氏体转变产物中形成弥散相Nb（C，N）、V（C，N）、（Nb，V）（C，N）等，起沉淀强化作用，细化铁素体和珠光体组织。
可以提高钢的强度和韧性。
锰、钼、硼推迟过冷奥氏体分解时的先共析铁素体转变和珠光体转变，使得在锻、轧后冷却时得到低碳贝氏体或低碳马氏体组织，发挥相变强化作用铁素体-珠光体型中碳微合金非调质钢在中碳锰合金钢的基础上，加入微合金元素。
其代表钢种为35MnVN、35MnVNb、32Mn2SiV、45CrMnVNb、49MnVS3、s1000（47MnVNb）等。
成分确定之后，热变形及控制冷却工艺是影响铁素体一珠光体型中碳微合金非调质钢的显微组织和力学性能的关键因素。
加热时，钢中的微合金相溶于奥氏体的温度分别为：VC900℃、V（C，N）1100℃、Nb（C，N）1250℃、TiC1250℃、TiN高于1400℃。
要使钢的强度增加，必须有足够量的沉淀强化相析出，因而加热温度要高于1200℃才能保证足够的铌、钒、钛溶于奥氏体，而未全溶的Nb（C，N）和TiN又起到阻止晶粒长大的作用。
38MnVS4非调质钢在汽车涨断连杆上的应用
$.34 $.41 $.34 $.41
0.035
一 -
0.30
$.673
0.026
0.095
0.020
0.079
0.16
〇 0
பைடு நூலகம்
0 .0 0 0 5
0.001
0 .0 0 15
0 .0 0 2
0.0 0 25
温度 图1 钒碳氮化合物在奥氏体中的溶解度 图2
VxN
V xN 对 析 出 强 化 的 影 响
随着汽车产销的逐年增加， 节 能减排的压力 越来越大， 各大汽车生产企业近年来逐步广泛应 用 非 调 质 钢 取 代 调 质 钢 制 造 汽 车 关 键 结 构 件 。非 调质钢通过添加微合金元素、 控轧- 控冷等强韧化 处理手段， 其力学性能可达到或者接近调质钢水 平； 取消调质处理既节约了能源， 且 F+ P 型金相组 织及适 宜 的 硫化物含量有利于切削加工降低刀具 消耗， 另外， 非调质钢对汽车轻量化的贡献也不容 小觀。 发动机是汽车的动力源泉， 连杆连接活塞与 曲轴， 将 活 塞 往 复 运 动 转 变 成 曲 轴 旋 转 运 动 。作 为发动机的核心受力零件， 在工作过程中要承受 拉伸、 压缩、 弯曲等交变载荷， 要求连杆具备较高 的综合力学性能和疲劳强度， 否则会造成连杆的 早期断裂、 弯曲变形失效。
元素， 以形成 M+ 的析出物， 改善钢的易切削性能（ ， 相 比 较 欧 标 0.02 i 0.06， 以 及 国 标 0.035 i 0.075的 硫添加量， 我 单 位 应 用 的 38 MnVS4 连 杆 材 料 在 保 证力学性能的前提下， 硫的添加量在较高的水平， 且切削加工性能良好。
38 M n V S 4/38M n V S 6/F 3 8 M n V S 的 化 学 成 分
非调质钢 (1)
组员：郑国明 庞陆峰
目
录
•非调质钢的概述 •合金元素的作用 •力学性能的优劣性 •典型钢种热处理工艺 •目前主要应运与发展前景 • 总结概括
一、非调质钢的概述
• 是一种将轧制(或锻造)不热处理结合为一体,省去调质(淬 火+高温回火)工序的新型节能结构材料。
• 微合金非调质钢的强化机理不同于调质钢。
晶粒的长大机会大大减少,因而促进了晶粒细化,增加了钢的强韧性。
• [V]:钢中加入微量钒,既有利于钢的脱氧,又能细化钢的晶粒,可以提高钢的强度
及低温韧性,并改善钢的焊接性能。
• [Ti]: 使 A3升高，A4下降，而使 y区 缩小．促进了先共析铁素体的形成 。另
外，由于 Ti的碳氮化物强烈阻碍奥氏体晶粒长大，其本身也可做为形核中心 ，也使先共析铁素体增加．
• [Mo]:由于钼对铁素体有固溶强化作用,同时也能提高碳化物的稳定性,因此对
提高钢强度,特别是中温强度有利。
三、力学性能的优劣性
四、典型钢种热处理工艺
五、目前主要应运不发展前景
六、总结概括
• 是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高效节能钢。
• 广泛应用于装备制造业,尤其是在汽车工业中的应用发展
更为迅猛。
二、合金元素的作用
主要合金元素
• [C]:提高碳含量对提高钢的室温强度和中温强度有利,但对钢的塑性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ韧性、
成型性、可焊性均丌利,故控制碳含量丌宜过高。宜在0.3—0.5%。
• [Mn]:提高钢中锰含量能扩大γ区,降低γ→α转变温度,扩大轧制范围,使铁素体
调质钢与非调质钢简介
调质钢与非调质钢简介一、调质钢1、简介所谓调质钢，一般是指含碳量在0.30～0.60%的中碳钢。
一般用这类钢材制作的零部件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度的同时，又具有很好的塑性和韧性，传统方法往往是使用“调质处理”来达到这个目的，所以习惯上就把这一类钢称作调质钢。
各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢，它是零件淬火后在500～650℃温度范围内进行回火处理的钢。
经调质处理后，钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。
碳素钢、低合金钢及中合金钢，调质处理后的金相组织是回火索氏体。
各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。
2、性能特点除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。
在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。
由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。
大多数调质钢为中碳合金结构。
有焊接性能要求的调质钢则为低碳合金结构钢，具有很高的塑性和韧性。
少数沉淀硬化型调质钢，属高强度和超高强度调质钢。
3、分类常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类：①低淬透性调质钢②中淬透性调质钢③较高淬透性调质钢④高淬透性调质钢以下介绍两种最典型的调质钢：A、45调质钢45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56～59，截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。
非调质钢
质处理就是淬火以后，再高温回火。
调质处理是一种常用的工序。
这样的处理，既提高了强度，又保持了材料的韧性，还改善了材料的切削加工性。
45＃钢是最常用的调质钢。
大量使用的结构钢制品通常都要进行淬火热处理，这样既耗费能源又给热处理件带来弊病，如变形、淬裂等。
非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却而减小，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物和氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出。
这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化。
这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能右接近达到一般质状态的力学性能水平，因此，在应用时可省略掉调质处理工序，既缩短了生产周期，又节省了能源。
非调质钢的力学性能取决于基体显微组织和析出相的强化。
非调质钢分为热锻用非调质钢、直接切削用非调质钢、冷作强公非调质钢和高韧性非调质钢。
热锻用非调质钢用于热锻件(如曲轴、连杆等)，直接切削用非调质钢用热轧件直接加式成零件，冷作强化非调质钢用于标准件(如螺栓、螺母等)，高韧性非调质钢用于要求韧性较高的零部件。
由于非调质钢不经热处理在锻造或轧制状态，即具有优良的综合性能的新型结构钢，故广泛的应用在汽车、拖拉机、摩托车、机床、油田钻井、石油输送管线、模具、标准件、船板、建筑钢筋、炮弹等方面。
参考相关标准：GB/T 15712-1995我国从1982年开始研制“珠光体—铁素体型”非调质钢，并于随后制定GB/T 15712-1995标准，列入9个钢种，属V系，Mn-V系，强度为700~800MPa级，大多用于汽车行业制造产品零件。
至今批量生产零件仅6个，年产量钢不足6万吨，占我国汽车用合金钢量约1~2%。
而与我国几乎同时代研制非调质钢的日本国，用于汽车行业批量制造零件的状况，据2003~2004年统计，其品种达23个，用钢量达204万吨，占日本汽车用合金钢量约64%，其非调质钢钢种覆盖V系，Mn-V系，Mn-V-Nb系，Mn-V-B系，强度700~1000MPa级，与英，法，意大利，德国等非调质钢的研制与应用水平相当。
?我国最全钢牌号都在这了，钢材从业人员必须要了解
我国最全钢牌号都在这了，钢材从业人员必须要了解尾易网不锈钢和耐热钢牌号采用表1-1规定的化学元素符号和表示各元素含量的阿拉伯数字表示，各元素含量的阿拉伯数字表示应符合以下规定：（1）碳含量用两位或三位阿拉伯数字表示碳含量最佳控制值(以万分之几或十万分之几计)。
1)只规定碳含量上限者，当碳的质量分数上限不大于0.10%时，以其上限的3/4表示碳含量；当碳的质量分数上限大于0.10%时，以其上限的4/5表示碳含量。
例如：碳的质量分数上限为0.08%时，碳含量以06表示；碳的质量分数上限为0.20%，碳含量以16表示；碳的质量分数上限为0.15%，碳含量以12表示。
对超低碳不锈钢(即碳的质量分数不大于0.030%)，用三位阿拉伯数字表示碳含量最佳控制值(以十万分之几计)。
例如：碳的质量分数上限为0.030%时，其牌号中的碳含量以022表示；碳的质量分数上限为0.020%时，其牌号中的碳含量以015表示。
2)规定上、下限者，以平均碳的质量分数×100表示。
例如：碳的质量分数为0.16%~0.25%时，其牌号中碳含量以20表示。
（2）合金元素及含量合金元素及含量以化学元素符号及阿拉伯数字表示，表示方法同合金结构钢第二部分。
钢中有意加入的铝、钛、错、氮等合金元素，虽然含量很低，也应在牌号中标出。
例如：碳的质量分数不大于0.08%，铬的质量分数为18%～20%，镍的质量分数为 8.00%心11.00%的不锈钢，牌号为06Cr19Ni10；碳的质量分数不大于0.030%，铬的质量分数为16%～19%，钛的质量分数为0.10%~1.00%的不锈钢，牌号为022Cr18Ti；碳的质量分数为0.15%~0.25%，铬的质量分数为14.00%～16.00%，锰的质量分数为14.00%~16.00%，镍的质量分数为1.50%~3.00%，氮的质量分数为0.15%~0.30%的不锈钢，牌号为20Cr15Mn15Ni2Mo；碳的质量分数为不大于0.25%，铬的质量分数为24.00%~26.00%，镍的质量分数为19%～22%的耐热钢，牌号为20Cr25Ni20。
非调质钢及其锻造成型概况
非调质钢及其锻造成型概况一、非调质钢概况1.1 定义非调质钢是通过微合金化、控制轧制（锻制）和控制冷却等强韧化方法，取消了调质处理，达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量结构钢。
1.2 分类根据非调质钢加工工艺，可分为：热轧、热锻非调质钢、易切削非调质钢、冷作硬化非调质钢。
热锻用非调质钢用于热锻件（如曲轴、连杆等），直接切削用非调质钢用热轧件直接加工成零件，冷作强化非调质钢用于标准件（如螺母等）。
根据非调质钢显微组织的不同，可分为：铁素体加珠光体型非调质钢、贝氏体型非调质钢、马氏体型非调质钢。
根据非调质钢性能，可分为：高强度微合金非调质钢，高韧性微合金非调质钢，高强高韧微合金非调质钢，表面强化微合金非调质钢。
另外还有轧制型材、切削加工性能等分类标准。
1.2.1 铁素体加珠光体型非调质钢根据铁素体是沿原奥氏体晶界析出还是晶内析出，可以分为普通的铁素体加珠光体型非调质钢和晶内铁素体型非调质钢。
普通的铁素体加珠光体型非调质钢由德国蒂森钢公司率先于1972 年开发，目前国内外非调质钢的应用类型主要以此为主。
这是因为此类非调质钢所含合金元素少，生产工艺简单，而社会效益却很显著。
铁素体加珠光体型非调质钢的强度水平在600～900 MPa 之间，但因其韧性较差，使用范围受到很大限制。
此类钢主要用于生产轴类零件以及机床的丝杠、汽车上的曲轴、连杆和轮毂。
铁素体加珠光体型非调质钢在控制冷却过程中发生相变时，铁素体易沿过冷奥氏体晶界析出，形成网状铁素体，使钢的韧性降低。
近年来，将氧化物冶金技术应用于非调质钢，开发出晶内铁素体型非调质钢。
具有晶内铁素体组织的非调质钢，其抗拉强度可达1 000 MPa ，并具有良好的韧性，是一种非常适合于制造汽车零件的非调质钢。
该钢种在日本已应用于载重汽车和普通乘用车。
1.2.2 贝氏体型非调质钢其化学成分特征为微合金低碳钢，显微组织为贝氏体。
与铁素体加珠光体型非调质钢相比，这类非调质钢具有较高的强韧性配合，特别是具有较好的低温韧性和焊接性。
非调质钢
6结语
非调质钢主要缺点是强硬有余而韧性不足，通过合
理地添加微合金化元素、改善冶炼工艺和控轧控冷 工艺，可以改善微合金非调质钢的强韧性。 非调质钢由于其节能省耗和绿色环保等优点，应用 范围日益扩展，在汽车工业中已应用得十分广泛， 并在其他领域不断扩大应用。 非调质是省略了调质处理代之以固溶强化、析出强 化和形变强化来提高其强度和韧性的，避免了调质 处理时易产生开裂和应力较高的危险，优点显著， 但是仅靠微合金化和控锻控冷工艺来加工的锻件其 应力也是比较高的，也存在一些显微缺陷，其后也 可以增加一些热处理工序，例如退火、正火，或复 合热处理等。
说明：随着冷却速度的加大硬度稍有增加,冲击韧性也有所 增加。冷速为1.5℃/s时,其冲击韧性高于冷速为2· 0℃/s 和0.8℃/s时的冲击韧性。 这个现象应该归结于2种因素的影响:一方面是冷速增大, 晶内铁素体含量增加,铁素体晶粒细化,韧性增高;另一方 面是随着冷速的增大,贝氏体量增多,韧性降低。
N
S、Pb、Ca 可加入适量的易切削元素S、Pb、
Ca，这些元素在钢中能形成对切削加工有利 的夹杂物。当S 与Mn 相结合形成MnS，具有 一定的细化晶粒效果。 V 是微合金化元素中最常用而又有效的强化 元，其主要作用是通过形成V(C，N)来影响 钢的组织和性能。在钢中钒的添加量一般控 制在0.08%～0.13%，钒含量超过0.15%，其 韧性则降低很多。 Nb 要求高的奥氏体化温度，在加热温度高 达1200℃时也能有效抑制奥氏体晶粒尺寸的 长大，推迟奥氏体再结晶，有强烈细化晶粒 的作用。
适用于热锻用非调质钢，根据所需力学性能不同，可替 代,40Cr、45、35CrMo、40Mn2、35MnB.等钢种的调质钢。 主要零部件为：履带链轨节、支重轮轮体、引导轮轮体、齿 轮、油缸连接头、阀体连接块、曲轴、连杆和标准件等。可 以省去调质及其后的表面清理等工序。
非调质钢
2 非调质钢的主要应用最近几年,非调质钢在我国汽车工业广泛用于生产制造汽车发动机连杆、曲轴、转向节等零件,主要是铁素体2珠光体型非调质钢,常用钢种有40MnVN、48MnV、并增加其体积分数。
最近日本新开发了0.30C20.25Si21.5Mn20.30Cr十微合金化的连杆用钢,采用这一成分, 可使0.45C20.25Si20.8Mn钢的Ac1从730℃降至717℃〔理论值〕,而连续冷却时可使Ar1从650℃下降至570℃。
MnS2VN复合粒子可使组织有效细化,这些复合粒子可以作为形成在奥氏体晶粒内的转变铁素体的结晶核心,在冷却后得到以MnS2VN复合粒子为结晶核心的铁素体。
德国和美国等国家利用这一技术开发了高碳微合金非调质钢涨断法生产连杆技术,德国大众的Jetta轿车发动机连杆牌号为C7056,其成分特点为:低硅、低锰,用V微合金化并加入易切元素硫,合金元素含量很窄,这一新开发的非调质钢,降低了碳含量,适当加入并提高了Si、S和V的含量,改善了切削性能和强度,并用于涨断连杆的制造。
连杆的大头采用涨断工艺,采用这种工艺生产的连杆,可以解决连杆装配失圆的问题,同时缩短机加工工序,降低了生产成本。
裂解连杆制造技术在欧洲广泛应用,主要系列有德国的C70S6BY、法国的SPLITASCO系列高碳钢连杆及欧洲其它公司的70MnSV4、80MnS5[24]。
一汽曾分别与北满钢厂、大连钢厂合作进行冶炼,并在捷达发动机连杆上进行了试验,但由于材料的稳定性较差,还没有实现本地化。
一汽现在开发的6DL系列柴油发动机连杆采用的是裂解工艺,材料用高碳非调质钢FAS70S2,目前是从国外进口,FAS70S2非调质钢本地化试验工作正在进行。
该钢种主要技术特点是化学成分范围窄、钢材表面质量要求高,国内钢厂生产还存在一定问题。
70年代初,德国蒂森特钢公司开发了非调质钢49MnVS3,首先用于汽车曲轴,代替40Cr钢。
硫元素不仅有助于切削性能的改善,而且还有助于组织细化,提高非调质钢的韧性。
GB-T 221-2000 钢铁产品牌号表示方法
含钙量为的易切削钢其牌号表示为
合金结构钢和合金弹簧钢
合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和表规定的合金元素符号表示
用二位阿拉伯数字表示平均含碳量以万分之几计放在牌号头部
合金元素含量表示方法为平均含量小于时牌号中仅标明元素一般不标明含量平均合
金含量为时在合金元素后
牌号中
牌号中
牌号头
牌号头
牌号头
牌号头
牌号头
牌号头
表
完
名称
采用的汉字及汉语拼音
采用符号字体位置
汉字汉语拼音
钢轨钢
铆螺钢
锚链钢
地质钻探钢管用钢
船用钢
汽车大梁用钢
矿用钢
压力容器用钢
桥梁用钢
锅炉用钢
焊接气瓶用钢
车辆车轴用钢
机车车轴用钢
管线用钢
沸腾钢
半镇静钢
镇静钢
特殊镇静钢
质量等级
轨
铆螺
锚
地质
梁
矿
容
桥
锅
焊瓶
辆轴
机轴
沸
半
镇
特镇
采用国际符号
大写
大写
大写
大写
大写
大写
大写
小写
小写
大写
大写
大写
大写
大写
小写
大写
大写
大写
大写
大写
大写
大写
牌号头
牌号头
牌号头
牌号头
常用钢材的牌号、性能与用途.
钢管的品名分类品名详细品名材质弹簧钢高强弹簧钢50CrV4，50CrVA弹簧钢51CrMoV4，51CrV4，60CrMnA，60CrMnA，60Si2CrA60Si2CrVA ，60Si2MnA，70S，60Si2Mn，77-82B50-51CrV4，50CrMnVA，55Cr3，52CrMnV4，55CrMnA55SiMnVB，60CrMnB，弹簧扁钢SAE5160(H)，SA387Cr12，9SUP工模具钢工具钢40-60CrNi 高强度标准件用钢B7管坯管坯钢L20Mn2，P91，42Cr，P22，P12，45MnMoB，28Mn2 石油管坯42MnMo7锅炉管坯25MnG，SA-213-T11，SSW合金管坯25MV，30-36Mn2V不锈钢4130X合金结构钢42CrMo，20Mn2碳素结构钢16-50Mn钢连铸圆管坯CL60(H)合结钢锅炉钢20G保淬透性钢22CrMoH齿轮钢SCM822H3，SGl 2传动轴用钢48MnV，C56E2，CF53淬透性合金结构钢AISI8740H，AISI4145H淬透性结构钢40CrH，40CrHH低合金钢. 16-28MnCr5非调质钢12Mn2VB非调质机械结构钢F45V高强矿用圆钢23MnNiMoCr5高压锅炉钢板15MoG高压锅炉管坯钢SA-210Al，SA-210C，SA-213T11，SA-213T12，SA-213T2SA-213T22，SA-213T23，SA-213T91工程机械用钢IE0669，IE0963，IE1106，IE1158M，IE1287，IE2892 工具钢42CrMo4合结钢27SiMnV，09MnD，9MnD，12Cr1MoV，18CD4，28Mn630-42CrMo，30CrMnTi，38CrMoAl，SAE1045W112Cr1MoVG，15CrMoG，12Cr1MoV(盘卷）15CrMo合结钢详细品名材质合金结构钢40Cr，20-50Cr，20-45Mn2，20CrMnTi，20CrMo，20CrMoM20CrNiMo，20Mn2B，20MnTiB，20MnVB，40CrNiMoASCM435H，SCM440，35-42CrMo，28MnCrMo，30CrMnSiA30Mn2，37CrMnMoA，4145H，42CrMoHA，40Mn2(退火）合金结构管坯33-36Mn2V，34CrMn4（方钢），37Mn5冷拉钢-削切钢SAE1117链条钢23MnNiMoCr54，25MnV耐硫酸露点腐蚀用钢08Cr2AlMo，09CrCuSb(ND)，9CrCuSb(ND)汽车高级齿轮钢16-18CrMnBHZ汽车用钢SCM420H汽车用易切削钢SAE1141铁路钩尾框用钢25MnCrNiMoA系泊链钢22MnCrNiMo易切削非调质钢30-50MnVS冷镦钢冷镦钢ML15MnVB，ML35#，R55Cr5，ML35 锚链钢锚链钢连铸坯M30Mn2碳素钢碳素钢20-45#，45Mn优质圆钢碳素结构钢10#管坯，20-45#钢，16Mn，20#管坯，20-65Mn，40MnB45#管坯，50-65#钢，C35，C56F2，C70MoD优质碳素钢S10-45C，S20A优质碳钢XC45桥梁缆索用钢SWRS82B，SWRS82B-M碳素结构钢16-65Mn，20-25MnG，50-80#高速钢材YXR4轴承钢轴承钢G20CrNiMo，G140CrV，SAE4137H，SAE4145H全淬透轴承钢GCr15，GCr15(二火），GCr15(不退火），GCr15(退火）SAE1537HC，SAE-213 T22(盘卷)感应淬火轴承钢S55C，S55CZ渗透透轴承钢SAE8620(H)调心球轴承1215M常用钢材的牌号、性能与用途牌号等级Qb/MPa 与旧标准用途Q195 ——315～390 A1 用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。
非调质钢简介及牌号
非调质钢简介 (整理点资料)1)名称: 非调质钢，西方国家把它叫作MICROALLOYED STEEL,译成中文意思是微合金钢。
2) 成份和优点：所谓非调质钢，是指在中碳钢中加入微量的V、Nb、Ti 等合金元素而行成的一种新钢种。
在大多数情况下加入的微合金的总量一般不超过百分之零点二五（0.25％）。
世界上第一个非调质钢是由德国的GERLACH公司在1970年推出的，这家公司用他们自己刚刚研制成功的非调质取代原来使用的调质钢CK45钢生产曲轴，取得了很好的效益。
由於使用非调质钢生产锻件可以省去调质处理即(淬火＋高温回火)过程中的两次加热而耗费的能量，因此具有节能和环保的优点，被称为绿色钢种。
1973年中东战争暴发，石油价格高起，迫使人们更加关注节能降耗，在这种背景下非调质钢的开发和利用在西方掀起了高潮，各国相继推出了自己的非调质钢。
到1984年日本有60%的曲轴和50%的连杆都是用非调质钢锻成的。
德国人说，使用49MnVS3非调质钢代替调质钢生产连杆可以省去占总成本6%的热处理费用，日本爱知公司说，用非调质钢可以使成本下降18%。
3)非调质钢的强化机理：无论是用调质钢还是用非调质钢生产锻件，锻件在锻成后如果不经过强化处理是不能使用的，不同的钢，强化的机理是不同的。
调质钢的强化机理是：先通过淬火。
让钢变成马氏体组质，然后再通过回火处理使马氏体变成回火索氏体，回火索氏体是一种稳定组织，具有良好的综合机械性能。
而非调质钢的强化机理是：首先，非调质钢中的V、Nb、Ti等合金元素形成的合金碳氮化合物在锻造前的加热过程中充分地溶入到了奥氏体中，然后，在锻后的冷却过程中这些合金碳氮化合物又从奥氏体中析出，形成无数个微小而且弥散分布的合金碳氮化合物，随着温度的进一步下降发生沉淀强化。
与此同时，从钢中析出的细小铁素体通过分割和细化奥氏体使得钢的强度和硬度得以提高。
在上述两种力的综合作用下使钢得到了强化。
4)非调质钢的发展过程：非调质钢的发展经历了三个阶段，第一代非调质钢是铁素体—珠光体型非调质钢。
38MnSiV5非调质钢在发动机曲轴上的应用
（备注：锰当量Mneq=%Mn+0.35%Ni+1.5%Cr+2%Mo+0.17%Cu=1.58~1.68；C允许偏差 -0/+0.02%，S允许偏差-0.005/+0%）
2018年 第 3 期
33
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曲轴试制工艺及性能
1. 制造流程
38MnSiV5曲轴的生产工艺大 致为：棒材下料（锯割）→变频加 热→温度分选→去氧化皮→锻造→ 切边+热校正→控温冷却→清理喷 丸→表面强化处理→探伤→包装入 库。
1 300℃，加装温度分选装置，可有 效地区分高温料和低温料，高温料 直接报废，低温料允许重复加热， 但不可超过3次。
采用SPECTRO火花直读光谱 仪抽样分析化学成分，结果见表 1，满足技术要求。
表1 38MnSiV5的化学成分
（质量分数，%）
项目 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu Al V Ti O
N
min 0.36 0.5 1.2 － 0.045 0.1 － － － 0.01 0.11 － － 0.012 5
分别在曲轴受力较大两头（靠 近前端轴和后端轴）线切割取样， 取样方式及位置如图1所示。
随着国家节能减排要求的日益 提高，增压及增压中冷发动机已成 为市场主流，功率和爆发压力增加 了，可靠性要求、排放要求也必 然提高，对曲轴的性能需求也越来 越高（比如复合强化、高的安全系 数、轻量化等）。曲轴作为及其重 要的安全件，在周期性变化的气体 力、惯性及其力矩的共同作用下工 作，承受着弯曲和扭转交变载荷， 因此需要具有较高的强度、良好的 耐磨、耐疲劳性及循环韧性，即优 异的综合力学性能和抗疲劳强度， 否则曲轴易发生早期弯曲或断裂、 轴颈磨损和疲劳失效。
调制钢与非调制钢
三 调质钢的淬透性原则
淬透性相同的调质钢，可以相互替代。 原因：含碳0.25-0.45%的合金调质钢淬火回火后的室 温力学性能大致相同；尽管其化学成分不同，但得到 的屈服强度和塑性相近在正负10%之间；
不同成分的调质钢，只要淬透性相当，可以互换。
按淬透性分类
可分为四类：
①低淬透性调钢，如40Cr、40Mn2、40MnB、42SiMn 、 35CrMo、42Mn2V等；
②中淬透性调质钢，如40CrNi、42CrMo、40CrMn、 30CrMnSi等；
③高淬透性调质钢，如40CiNiMo、37CrNi3、 40CrMnMo等。
大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度（σ0.2）在4901200Mpa。
以焊接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服 强度（σ0.2）一般为490-800Mpa，有很高的塑性和韧性。
少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400Mpa以 上，属高强度和超高强度调质钢。
非调质钢的特点
各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中 使用最广泛的一类钢。
非调质钢
是一种通过微合金化，将轧制(或锻造)与热处理结合为 一体,省去调质(淬火+高温回火)工序的新型节能结构材 料。
微合金非调质钢的强化机理不同于调质钢。
是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高效节能钢 。
广泛应用于装备制造业,尤其是在汽车工业中的应用发 展更为迅猛。
钢号
淬火 ℃
热处理
回火 ℃
毛坯 尺寸
mm
机械性能
σb
σs
δ5
非调质钢金相组织评级
非调质钢金相组织评级【原创实用版】目录1.引言2.非调质钢的概念和分类3.金相组织评级的意义和方法4.非调质钢金相组织评级的流程5.非调质钢金相组织评级的应用6.结论正文一、引言随着工业的发展，非调质钢因其高强度、高韧性和耐磨性等优点，在各个领域得到了广泛应用。
为了保证非调质钢的性能和使用寿命，对其金相组织进行评级至关重要。
本文将对非调质钢金相组织评级进行详细介绍。
二、非调质钢的概念和分类非调质钢是指在热处理过程中，不进行调质处理的钢材。
其主要特点是在保持高强度的同时，具有较好的韧性。
非调质钢主要分为两类：一类是高强度非调质钢，另一类是耐磨非调质钢。
三、金相组织评级的意义和方法金相组织评级是通过对金属材料的金相组织进行观察和分析，对其性能进行评价的一种方法。
金相组织评级的意义主要体现在以下几个方面：1) 判断材料的质量；2) 预测材料的性能和使用寿命；3) 指导材料的热处理工艺。
金相组织评级的方法主要包括：1) 显微观察法；2) X 射线衍射法；3) 电子显微镜法等。
四、非调质钢金相组织评级的流程非调质钢金相组织评级的流程主要包括以下几个步骤：1.制备试样：从非调质钢中选取一定数量的试样，进行加工和制备。
2.热处理：对试样进行规定的热处理工艺，如退火、正火等。
3.显微观察：使用显微镜对试样的金相组织进行观察，记录组织形态、大小、分布等特征。
4.分级：根据观察结果，对金相组织进行评级。
5.分析：对金相组织评级结果进行分析，判断材料的性能和使用寿命。
五、非调质钢金相组织评级的应用非调质钢金相组织评级在实际应用中具有重要意义。
通过对金相组织的评级，可以指导非调质钢的生产、加工和使用，确保其在各个领域的性能和寿命。
六、结论非调质钢金相组织评级是评价非调质钢性能的重要手段。
5-微合金化非调质钢
非调质钢中的钛
钛是很强的氮化物、碳化物形成元素，钛的氮化物在接 近凝固前或凝固过程中形成。 钛、氮含量越低，形成TiN的温度越低，颗粒尺寸越小， 而且均匀弥散分布，可以成为液态结晶核细化原始晶粒，还 可以阻止再加热时晶粒长大。 钛含量足够多时，还可在奥氏体区内形成TiC，对形变奥 氏体再结晶起“钉扎”作用。
(3)冷却速度：随冷却速度增大，相变组织从铁素体一珠光 体向贝氏体、马氏体过渡。对于铁素体一珠光体型钢，冷速 增加，细化铁素体和珠光体晶粒，韧性提高，强度增大；冷 速过大，可能出现贝氏体和马氏体，降低塑性。对于贝氏体 钢，冷速增加，强度和韧性都提高较多；冷速过大，生成马 氏体，强度增加，伸长率下降。 (4)形变程度：在奥氏体未再结晶区进行形变时，形变程度 越大，相变后晶粒就越细小，综合力学性能就越好。 (5)形变速率：在不同的形变速率下，钢的显微组织变化不 很明显，对钢力学性能的影响不大。
硼在非调质钢中的作用
主要是增大贝氏体转变区的范围，在轧制缓冷的条件下， 这类非调质钢常常表现出非常好的强韧性。
非调质钢中的铝
铝的氮化物和V、Ti、Nb的氮化物有相似的影响，但析出 条件和产生的效果与其它元素相比存在一定差异。 AIN具有沉淀强化和细晶强化作用，但由于A1N在低温下的 过饱和铁素体中形核较困难，因此其沉淀强化作用没有细晶强 化对强度的贡献显著。
非调质钢的微合金化
合金元素的基本作用 非调质钢中的合金元素分为两类 其中一类是锰、铬、钼等合金元素，它们的作用除与在 普通合金钢中相同的作用之外，还通过降低相变温度来细化 晶粒，并细化相变过程中或相变后析出的微合金碳氮化物； 第二类是形成碳化物或氮化物的微合金化元素，如钒、 钛、铌、硼、铝等。根据它们在钢中存在形式的不同，将对 非调质钢的性能产生不同的影响。
微合金非调质钢
• 研究表明，随着精轧温度的降低，冲击值提高。在同一温 度下加工量增加，强度和韧性可以同时提高。 • 热加工后冷却速度亦影响钢的晶粒大小，如热变形是在珠 光体转变的温度以上变形，在变形后对于断面尺寸较大钢 材或锻件的冷速应加快以防止晶粒长大。 • 冷却速度过慢也会使析出物的颗粒变粗，亦不利于韧性的 提高。对小规格的钢材或锻件应避免加工后过快的冷却， 否则会产生残余应力，并且有可能生成贝氏体组织，从而 影响钢的室温韧性提高。
3.1 调质钢
Chapter 3 机械制造结构钢
非调质钢发展概况
• 20世纪70年代因石油危机的推动发展起来的 非调质钢是非调质中碳微合金结构钢的简称， 又称为微合金锻钢、空冷钢等。 • 主要是简化工艺省去调质处理以代替部分中 碳调质钢。将淬回火调质改成空冷。
Chapter 3 机械制造结构钢
非调质钢发展的主要驱动力是降低成本
•
非调质机械结构钢的牌号和化学成分
牌号 YF35V YF40V YF45V YF35MnV YF40MnV YF45MnV F45V F35MnVN F40MnV 化学成分(质量分数)(％) C 0.32-0.39 O.37-O.44 O.42-O.49 0.32-0.39 O.37-0.44 O.42-O.49 O.42-O.49 0.32-0.39 O.37-0.40 1.001.50 O．30O．60 Si 0.200.40 Mn O．60 ～ 1.00 1.00 ～ 1.50 O．60-1.00 ≤O.035 S P V 0.06 ～对转向节、转向节臂、重卡曲轴、大马力连杆等保安件、 在原设计中大多选用35CrMo、42CrMo、35CrNiMo钢，强度 在850-1000Mpa范围，而研制出ZG钢（Nb-V复合非调质钢） 相当于F35MnVN，已进入工艺性能及断裂机理研究、实物 台架、跑车试验阶段，不久将可取得成效。 • 根据2005年我国汽车产量计算，以乘用车、商用车平均每 辆用非调质钢80Kg计，估计汽车用锻造非调质钢可达50万 吨左右，可见节约能源、减少消耗，潜力巨大。
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非调质钢简介 (整理点资料)
1)名称: 非调质钢，西方国家把它叫作MICROALLOYED STEEL,译成中文意思是微合金钢。
2) 成份和优点：所谓非调质钢，是指在中碳钢中加入微量的V、Nb、Ti 等合金元素而行成的一种新钢种。
在大多数情况下加入的微合金的总量一般不超过百分之零点二五（0.25％）。
世界上第一个非调质钢是由德国的GERLACH公司在1970年推出的，这家公司用他们自己刚刚研制成功的非调质取代原来使用的调质钢CK45钢生产曲轴，取得了很好的效益。
由於使用非调质钢生产锻件可以省去调质处理即(淬火＋高温回火)过程中的两次加热而耗费的能量，因此具有节能和环保的优点，被称为绿色钢种。
1973年中东战争暴发，石油价格高起，迫使人们更加关注节能降耗，在这种背景下非调质钢的开发和利用在西方掀起了高潮，各国相继推出了自己的非调质钢。
到1984年日本有60%的曲轴和50%的连杆都是用非调质钢锻成的。
德国人说，使用49MnVS3非调质钢代替调质钢生产连杆可以省去占总成本6%的热处理费用，日本爱知公司说，用非调质钢可以使成本下降18%。
3)非调质钢的强化机理：
无论是用调质钢还是用非调质钢生产锻件，锻件在锻成后如果不经过强化处理是不能使用的，不同的钢，强化的机理是不同
的。
调质钢的强化机理是：先通过淬火。
让钢变成马氏体组质，然后再通过回火处理使马氏体变成回火索氏体，回火索氏体是一种稳定组织，具有良好的综合机械性能。
而非调质钢的强化机理是：首先，非调质钢中的V、Nb、Ti等合金元素形成的合金碳氮化合物在锻造前的加热过程中充分地溶入到了奥氏体中，然后，在锻后的冷却过程中这些合金碳氮化合物又从奥氏体中析出，形成无数个微小而且弥散分布的合金碳氮化合物，随着温度的进一步下降发生沉淀强化。
与此同时，从钢中析出的细小铁素体通过分割和细化奥氏体使得钢的强度和硬度得以提高。
在上述两种力的综合作用下使钢得到了强化。
4)非调质钢的发展过程：
非调质钢的发展经历了三个阶段，第一代非调质钢是铁素体—珠光体型非调质钢。
第二代是贝氏体型非调质钢，第三代是低碳马氏体型非调质钢。
4.1）铁素体—珠光体型非调质钢是目前用量最大的非调质钢，，约占总用量的60%以上。
与调质钢相比，它的强度有余而韧性不足，因此，必需在保证强度的前题条件下设法提高韧性。
日本钢铁公司的研究人员发现通过适当控制生产工艺，让奥氏体晶体内行成大量的铁素体成核核心P1，然后在相变时铁素体不仅在晶界上形成，也在奥氏体晶包内形成。
这些细小，而且分布均匀的铁素体，使得钢的韧性显著提高。
4.2）贝氏体型非调质钢。
它是一种强度和韧性都很好的非调质钢，为了使得在锻后的空冷后能够得到贝氏体组织，在钢中加入了钼、锰、硼等合金元素，锰的作用是，当它的含量达到一定程度时可以使奥氏体等温转变曲线呈ε形状，使得钢的上下C曲线分离；硼可以显著推迟铁素体转变。
钼-硼或锰-硼相结合可以使钢在相当宽的冷却范围内得到贝氏体组织。
同时锰可以降低相变温度，改善韧性、提高强度。
为了弥补碳含量降低而引起的强度下降，低碳贝氏体钢中通常加入钒、铬等元素。
宝钢生产的12Mn2VB贝氏体钢，用于生产汽车的前桥，这种钢在轧态或回火后的力学性能指标为:бb≥686MPa，бs≥490MPa，δ5≥17%，ψ≥45%，ak≥78J/cm2。
4.3）马氏体型非调质钢。
1988年美国的一家钢铁公司首次提出了第三代非调质钢的概念，此类钢具有低碳回火马氏体组织。
与贝氏体非调质钢相似，低碳马氏体型非调质钢在具有高强度的同时也具有高韧性。
目前已经在汽车行走部件和建筑机械方面得到应用。
同时，继铁素体-珠光体(F-P)型、贝氏体(B)型、马氏体(M)型非调质钢开发应用以后，铁素体-贝氏体（F-B）型、铁素体—马氏体（F-M）型,复合相非调质钢因为成本低，性能优而逐渐被开发利用。
狭义的非调质钢可分为4类：
1）切削加工用非调质钢，表示方法为牌号前加
YF。
GB/T15712-2008收入的牌号有10个：YF35V、YF40V、YF45V、F30MnVS、YF35MnV、F38MnVS、YF40MnV、YF45MnV、（F49MnVS）和F12Mn2VBS。
ISO11692:11994(E)收入的牌号有5个：19MnVS6TP、30MnVS6TP、38MnVS6TP、46MnVS6TP、46MnVS3TP。
2）热压力加工用非调调钢，表示方法为牌号前加F。
GB/T15712-2008收入的牌号有10个：F35VS、F40VS、F45V、F30MnVS、F35MnVN、F38MnVS、F40MnV、F45MnVS、F49MnVS和F12Mn2VBS。
ISO11692:11994(E)收入的牌号有5个：19MnVS6、30MnVS6、38MnVS6、46MnVS6、46MnVS3。
3）冷作强化非调质钢，表示方法为牌号前加LF。
4）高强度高韧性非调质钢，表示方法为牌号前加GF。