|
【中國(guó)緊固件網(wǎng)】2013年我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)需求在2080萬(wàn)輛左右，增長(zhǎng)率為7%。預(yù)計(jì)2015年我國(guó)汽車(chē)總量將達(dá)到2350萬(wàn)輛，2020年將達(dá)到2500萬(wàn)輛。汽車(chē)的發(fā)展正朝著高功率輸出、輕量化、高性能、長(zhǎng)壽命、降低噪聲、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)低成本、易加工、多品種等方向發(fā)展。汽車(chē)零部件用鋼是汽車(chē)的關(guān)鍵零件材料，是保證汽車(chē)運(yùn)行性能核心部件的制造材料。汽車(chē)的發(fā)展方向?qū)ζ?chē)零部件用鋼的發(fā)展提出了更高的要求。
產(chǎn)品要求：高韌性、高精度、節(jié)能環(huán)保
汽車(chē)零部件用鋼應(yīng)用在汽車(chē)內(nèi)的四大系統(tǒng)中：
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)用鋼：發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的動(dòng)力之源。其中典型零件有曲軸、連桿、凸輪等以非調(diào)質(zhì)鋼為主，燃油噴射系統(tǒng)以油泵油嘴用鋼為主，閥門(mén)用鋼以氣閥鋼為主。
變速與傳動(dòng)系統(tǒng)用鋼：變速與傳動(dòng)系統(tǒng)是一輛車(chē)的靈魂，其中齒輪圈、齒轂、齒輪、齒輪軸以齒輪鋼為主。傳動(dòng)系統(tǒng)更像是動(dòng)物的腰部和脊椎，包括傳動(dòng)軸、半軸、前軸等，以傳動(dòng)軸用鋼為主。
懸掛與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用鋼：懸架系統(tǒng)就是汽車(chē)的腿，包括懸架簧、穩(wěn)定桿、扭力桿、減震器等，以彈簧鋼為主。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制汽車(chē)的行駛方向，包括萬(wàn)向節(jié)、球頭、轉(zhuǎn)向機(jī)、輪轂、軸承等，其中輪轂、軸承以軸承鋼為主，萬(wàn)向節(jié)、球頭、轉(zhuǎn)向機(jī)等以齒輪鋼為主。
標(biāo)準(zhǔn)件系統(tǒng)用鋼：以緊固件用冷鐓鋼為主。
汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)要求：汽車(chē)零部件具有高性能、長(zhǎng)壽命、易加工、低噪音、表面精度高、強(qiáng)度高的特性；實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化與緊湊化，通過(guò)提高效率來(lái)減少CO2排放。
汽車(chē)行業(yè)對(duì)材料的要求是：汽車(chē)零部件用鋼具有高強(qiáng)韌性、易切削、高尺寸精度、低合金化、環(huán)境友好、省略熱處理的特點(diǎn)。汽車(chē)零部件用鋼材料發(fā)展共性技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)附表。
技術(shù)趨勢(shì)：精確控制、均勻成分、微合金化
汽車(chē)的科技進(jìn)步帶動(dòng)了汽車(chē)零部件的科技發(fā)展，而零部件的科技發(fā)展又促進(jìn)了汽車(chē)的科技進(jìn)步和科技創(chuàng)新。
高品質(zhì)齒輪鋼、高品質(zhì)彈簧鋼、高品質(zhì)非調(diào)質(zhì)鋼、高品質(zhì)緊固件用鋼、高品質(zhì)軸承鋼、高品質(zhì)氣閥鋼是汽車(chē)零部件用鋼中使用特殊合金鋼要求較高的關(guān)鍵材料代表。汽車(chē)零部件用高品質(zhì)特鋼朝著輕量化、高性能、長(zhǎng)壽命、運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、高安全性、節(jié)能、低成本、易加工、多品種等方向發(fā)展。汽車(chē)零部件用高品質(zhì)特鋼的技術(shù)質(zhì)量發(fā)展方向是鋼材高強(qiáng)韌性、高純凈度、高均勻性、超細(xì)晶粒度、高表面質(zhì)量、長(zhǎng)疲勞壽命。
高品質(zhì)齒輪鋼的發(fā)展趨勢(shì)。高品質(zhì)齒輪鋼在品種多樣化、易切削、環(huán)保、低合金化降低成本、低噪聲、運(yùn)行平穩(wěn)、鋼材均勻性好、熱處理變形小等方面不斷發(fā)展。
評(píng)價(jià)齒輪鋼的技術(shù)質(zhì)量特性值集中在淬透性、純凈度、晶粒度、帶狀組織等方面。
淬透性的高低和淬透性值的穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)齒輪鋼質(zhì)量的重要指標(biāo)。淬透性帶控制的追求目標(biāo)是3HRC。
齒輪鋼的潔凈度對(duì)齒輪疲勞壽命的影響已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。鋼中存在的氧化物和硫化物夾雜，以及有害元素如N、H、O、P、S 等，會(huì)降低鋼材的力學(xué)性能，惡化鋼材的工藝性能，從而影響汽車(chē)滲碳齒輪的使用壽命。齒輪鋼氧含量控制的追求目標(biāo)是[O]10ppm。高品質(zhì)齒輪鋼中禁止加Ti、Ca，且規(guī)定鋼中Ti0.01%、Ca0.0005%。非金屬夾雜物控制的追求目標(biāo)是A2級(jí)、B2級(jí)、C1級(jí)、D1級(jí)。
晶粒大小是齒輪鋼的一項(xiàng)重要指標(biāo)。齒輪鋼中細(xì)小均勻的奧氏體晶粒淬火后得到細(xì)馬氏體組織，明顯改善齒輪的疲勞性能，同時(shí)減少齒輪熱處理后的變形量。細(xì)小均勻的奧氏體晶粒度對(duì)零件的強(qiáng)度、韌性均有特殊貢獻(xiàn)。特別是對(duì)提高齒輪的斷裂韌性，增強(qiáng)齒輪的脆斷抗力具有重要意義。齒輪鋼晶粒度要求6級(jí)。目前國(guó)際上為獲得高溫（>960℃）滲碳齒輪鋼，冶煉時(shí)添加或復(fù)合添加微合金元素Nb、V、Zr等，在鋼中形成合金碳氮化物，鋼的晶粒度8級(jí)。
帶狀組織是鋼的組織缺陷。對(duì)齒輪鋼而言，嚴(yán)重的帶狀組織將影響滲碳的均勻性，增加淬火變形程度，使?jié)B碳齒輪尺寸精度差。因此，齒輪鋼的帶狀組織控制的追求目標(biāo)是不大于2級(jí)。
高品質(zhì)非調(diào)質(zhì)鋼的發(fā)展趨勢(shì)。非調(diào)質(zhì)鋼是在中、低碳鋼或中、低碳錳鋼中添加微合金元素（V、Ti、Nb、Al、B或N），通過(guò)控軋(鍛)控冷工藝，充分發(fā)揮沉淀強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和相變強(qiáng)化等作用，使鋼材在熱軋（鍛）后無(wú)須調(diào)質(zhì)處理，其強(qiáng)度和硬度可達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼水平，同時(shí)具有一定塑性、韌性的高效節(jié)能鋼。非調(diào)質(zhì)鋼是同時(shí)滿(mǎn)足高性能和低成本要求的環(huán)境友好型鋼材。
汽車(chē)曲軸、連桿、前軸、半軸、工字梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、凸輪軸等用鋼材料的選擇，呈現(xiàn)以非調(diào)質(zhì)鋼逐漸代替調(diào)質(zhì)鋼的趨勢(shì)。其中，從減少加工工序、提高生產(chǎn)率出發(fā)，對(duì)連桿用鋼材料的選擇正呈現(xiàn)以漲斷材料逐漸代替非漲斷材料的趨勢(shì)。
評(píng)價(jià)非調(diào)質(zhì)鋼技術(shù)質(zhì)量的特性值包括碳當(dāng)量、碳偏析、氧含量、晶粒度、脫碳層、力學(xué)性能、鐵素體含量、夾雜物水平等。例如，碳當(dāng)量范圍值控制的追求目標(biāo)是0.02%。鋼材全截面的碳偏析控制的追求目標(biāo)為0.03%。奧氏體晶粒度控制的追求目標(biāo)為不粗于8級(jí)。顯微組織應(yīng)為珠光體+鐵素體。脫碳層要求鋼材每邊脫碳深度（鐵素體+過(guò)渡層）控制的追求目標(biāo)是鋼材直徑的0.5%。氧含量控制的追求目標(biāo)為15ppm。帶狀組織控制的追求目標(biāo)是1.5級(jí)。
| 