汽车用非调质钢的应用现状与发展.docx

2014 中国汽车轻量化技术国际研讨会论文专辑Proceedings of International Seminar on Automotive Lightweight Technology 2014 China汽车用非调质钢的应用现状与发展摘 2014 中国汽车轻量化技术国际研讨会论文专辑 Proceedings of International Seminar on Automotive Lightweight Technology 2014 China 汽车用非调质钢的应用现状与发展 摘要：分析国内外非调质钢的发展应用情况及强韧化手段。论述非调质钢研究方面的最 新进展，包括氧化物冶金技术、控轧控冷技术、硫化物影响等方面。针对非调质钢在我国生产 应用中的问题进行研究，并对非调质钢的发展提出建议。 关键词：汽车轻量化 非调质钢 现状与发展 中图分类号：TG142.21 文献标识码：A 中国汽车工程研究院股份有限公司 王小宁 方 刚 李 阳 金庆生 重庆市汽车轻量化工程技术研究中心 程 中 淬 火 引 起 的 变 形 开 裂 ，从 而 简 化 矫 直 工 序 。 因此非调质钢在汽车工业的应用可以显著降低汽 车 零 件 制 造 过 程 中 的 能 源 消 耗 [7]。 目 前 国 外 非 调 质钢的品种和用量都远高于中国汽车工业，因此 开 发 高 强 韧 性 、高 切 削 加 工 性 、低 成 本 的 非 调 质 钢，扩大非调质钢在我国汽车工业中的应用，以满 足我国汽车工业节能减排和轻量化需求。 1 前言 近 年 来 ，随 着 汽 车 产 量 和 汽 车 保 有 量 的 不 断 增 加 ，汽 车 工 业 钢 铁 材 料 消 耗 量 也 在 不 断 增 加 。 据 统 计 ，2009～2012 年 汽 车 工 业 钢 材 消 耗 量 分 别 4 500 万 t、6 000 万 t、6 500 万 t 和 6 800 万 t。传统汽 车零件以中碳钢棒材为坯料，热锻成型后进行调 质 处 理 来 提 高 强 度 和 韧 性 ，缺 点 是 能 耗 高 、工 序 多、周期长、污染重、成本高、效率低，且普遍存在 淬透性不足，调质后零件芯部得不到强韧性匹配 较好的组织。随着冶金技术的进步，为了解决以 上问题，在 20 世纪 70 年代末开发了一类新钢种即 微合金非调质钢[1]。 汽车工业用钢在追求更高的零部件强韧性匹 配度的同时更注重减轻重量，降低成本[2]。非调质 钢通过微合金化、氧化物冶金技术及控轧控冷技 术等便可实现高的强韧性匹配度，是满足上述需 求的有效途径[3-6]。非调质钢的应用不仅可以省略 调 质 过 程 、节 省 30%～40%零 件 制 造 能 耗 、还 可 以 降低 20%成本。另外，应用非调质钢可减少调质过 2 国内外非调质钢的历史及应用现状 2.1 国外非调质钢的历史及应用现状 20 世纪 70 年代初，石油危机促使世界各国开 始研制非调质钢，用以代替碳素结构钢和低合金 结构钢。20 世纪 80 年代初，德国蒂森公司率先开 发了一类新型钢种，即非调质钢，并以 49MnVS3 为 代表的非调质钢号提供给汽车工业，至今该钢号 已 经 取 代 了 50Mn、40Cr 等 一 系 列 调 质 钢 ，用 于 制 造汽车的锻造曲轴[8]。随后，世界各国都竞相研究 和应用非调质钢，先后开发了第二、三代及复合微 合金化非调质钢，从而扩大了非调质钢的应用领 域，国外非调制钢生产企业及钢种见表 1。 52 汽 车 工 艺 与 材 料 ATM 2014 年 第 9 期 2014 中国汽车轻量化技术国际研讨会论文专辑Proceedings of International Seminar on Automotive Lightweight Technology 2014 China主要成分/%强度级别/MPa生产公司及国家钢种用途CSiMnSV蒂森特钢德国热锻0.450.21.51.50.120.121000800METASAFE1000～800阿斯克金属法国热锻沃尔沃瑞典V-29060.450.300.700.10.05热锻850住友日本S40CV0.380.200.650 2014 中国汽车轻量化技术国际研讨会论文专辑 Proceedings of International Seminar on Automotive Lightweight Technology 2014 China 主要成分/% 强度级别 /MPa 生产公司及国家 钢种 用途 C Si Mn S V 蒂森特钢德国 热锻 0.45 0.2 1.5 1.5 0.12 0.12 1000 800 METASAFE 1000～800 阿斯克金属法国