非調(diào)質(zhì)鋼是一種伴隨國際上能源短缺而發(fā)展起來的高效節(jié)能鋼,在汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用。非調(diào)質(zhì)鋼無須經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理就能達到良好的綜合力學性能,省去了調(diào)質(zhì)熱處理(淬火+高溫回火)工序,大大降低了能耗,又避免了零件因調(diào)質(zhì)所引起的變形、淬裂等缺陷,其性價比遠優(yōu)于傳統(tǒng)合金結(jié)構(gòu)鋼。但目前汽車零部件非調(diào)質(zhì)鋼的普遍狀態(tài)是強度有余而韌性不足。為此選用時應(yīng)注意以下原則。
1、選用中低碳“鐵素體-珠光體型”非調(diào)質(zhì)鋼
鐵素體的韌性高于層片狀的珠光體。在相同的強度等級下,碳含量較低的F30MnVS與碳含量較高的F48MnV非調(diào)質(zhì)鋼相比,前者具有更好的韌性。這是因為前者組織中鐵素體含量達到40%以上,后者僅為10%左右。
2、選用低碳貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼
常用的貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼中,如貝氏體型F12Mn2VBS、F25Mn2CrVS。主要包括粒狀組織和粒狀貝氏體兩種組織;在冷速過低的情況下,可能出現(xiàn)少量的先共析鐵素體或珠光體。雖然,F(xiàn)12Mn2VBS中粒狀組織較多,材料強度較低而韌性較高;F25Mn2CrVS中則多為粒狀貝氏體和少量珠光體,抗拉強度較高可達到960MPa以上而韌性較低,沖擊功Kv2一般為30~40J。
盡管如此相對于相同強度等級的鐵素體珠光體型非調(diào)質(zhì)鋼(如F48MnV),其韌性已經(jīng)大為改善。
3、不過分追求硫含量
眾所周知,增加鋼材的硫含量,對于改善其切削加工性能十分有利。但高硫會增加材料的各向異性,降低材料橫向性能和扭轉(zhuǎn)性能。高硫含量還會導(dǎo)致焊接熱裂紋等工藝缺陷,顯著惡化材料的焊接工藝性能。因此,承受扭轉(zhuǎn)載荷或橫向拉應(yīng)力的零部件及焊接件,不應(yīng)采用加硫易切削非調(diào)質(zhì)鋼。
基于以上原則,目前國內(nèi)外非調(diào)質(zhì)鋼主要應(yīng)用在高強度低韌性的零部件上,如連桿、曲軸等。對于保安件,如前軸、轉(zhuǎn)向臂等,則是采用貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼或調(diào)質(zhì)鋼。