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非调质钢的研究材料工程袁峰非调质钢的研究摘要：针对目前变形量对非调质钢的强化效应存在一定影响的现象，本项目以非调质钢为研究对象，对其控锻控冷后进行形变处理，进行不同变形量的锻造工艺试验和显微组织观察及力学测试，探讨形变量对非调钢温锻组织及力学性能的影响规律及形变强化机理，旨在丰富非调质钢强化技术手段，也为各行各业使用非调质高强度钢提供一些理论与实践依据。
关键词：非调质；强化机理；力学性能目录前言 (3)1、非调制钢的研究现状 (3)1.1、非调质钢的发展历程 (3)1.2、非调质钢的力学性能 (4)1.3、非调制钢强韧化机理和技术 (5)1.4、影响非调制刚性能的因素 (7)2、非调质钢的研究方向与应用 (7)2.1、非调质钢的研究方向 (7)2.2、非调质钢的生产与应用 (8)3、总结 (8)参考文献 (10)前言从20世纪70年初，由于出现石油危机，对汽车工业用材和工艺产生了强烈的影响，为了降低成本、节约能源，对能否不经过调制处理却可以得同样的性能产生了极大的兴趣，从而促进了不用调质处理的非调质钢的研制与开发。
目前，国外许多汽车制造都在使用非调制钢；国内的汽车制造也在自主开发和应用非调质钢技术,来制备汽车连杆、曲轴、前轴等零件。
采用优良组织、精炼工艺、微合金化技术，使非调质钢的应用范围更加广泛，涉及到建筑、高压输送管道、重型机械等领域[1]。
1非调制钢的研究现状非调制钢是在中碳钢中添加微量合金元素(Nb，Ti，V)，通过控温锻造和冷却，在珠光体和铁素体中弥散析出氮(碳)化合物强化相，使之在锻后不经过调质处理就能得到相似的力学性能的钢种[3]。
微合金非调质钢经热锻后其力学性能可以达到中碳调质钢的水平,从而可以省去了调制工序，简化了生产工艺[4]，它不仅节省能源，缩短生产周期，还可以避免淬火变形及开裂，提高产品质量，具有重要的技术和经济意义[5]。
通过在成分中加入微合金化合金元素形成弥散强化效果，在工艺方面通过严格控制锻造的终锻温度及锻后的冷却速度，得到晶粒细化的铁素体及珠光体组织或铁素体与珠光体和贝氏体组织，从而得到与调质钢热处理后相一致的力学性能，取缔了常规调质钢锻后热处理工序，提高了锻件生产效率，材料利用率，产品合格率[6]。
非调质钢的应用（转载）非调质钢的定义是：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。
非调质钢的强化机制不同于调质强化机制。
析出沉淀强化、细晶强化是非调质钢的主要强化机制。
在轧制温度下，钢中的V、Nb、Ti等合金碳氮化合物较充分溶入奥氏体，使奥氏体充分合金化，在轧、锻冷却过程中析出大量弥散分布的微细合金碳氮化合物，发生沉淀强化以及先共析铁素体呈细小、弥散析出，分割和细化奥氏体晶粒，从而使钢的强度与硬度增加，基体组织显著强化。
非调质钢的性能不仅与冶炼有关，也与后续加工工艺紧密相联。
通过一定的加工处理，非调质钢的良好性能可得到充分发挥，不通过调质处理而具有综合力学性能，这种工艺可称作非调质钢强韧化工艺。
非调质钢强韧化工艺技术的实质是：使用非调质钢制作紧固件，运用热加工并控制其工艺参数，使紧固件获得所需要的力学性能。
应用非调质钢，除了了解其轧制态的力学性能，还必须研究非调质钢强韧化工艺，掌握工艺参数对非调质钢组织和力学性能的影响。
非调质钢的应用，不是简单的钢材“替代”。
非调质钢的经济技术特点：①非调质钢的规格（尺寸）效应较小，其强度和硬度沿零件截面积的分布较均匀，提高了零件的整体强度。
②避免了调质过程中的工件的变形、开裂，而产生废品的风险，提高了成品率。
③减少了高能耗的热处理，节能减排。
④缩短生产周期，提高劳动生产率，节约生产管理费用，即降低制造成本，提高企业的效益。
⑤良好的切削性能和表面强化性能。
我国的非调质钢应用取得很大的成果。
汽车发动机曲轴、连杆、汽车前桥等零件已经成功应用我国自行开发的铁素体+珠光体、贝氏体、低碳马氏体等非调质钢制作。
汽车车身、车身附件、变速箱总成、驱动桥总成、悬挂减震器、离合器、转向系统中有相当多的零部件的材料为非调质钢。
目前，汽车制造业的非调质钢工艺应用较为普遍，其他行业仅有少量应用。
主要原因是：①与汽车制造业相比，其他行业有行业的特殊性，同种零部件批量小，大小形状千差万别，不容易被归类，尤其是性能要求各异。
微合金非调质钢的发展及现状刘瑞宁1，2，王福明1，李强2(11北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；21石家庄钢铁公司技术中心，河北石家庄050031)摘要:介绍了微合金非调质钢的发展及其应用现状，开发微合金非调质钢符合钢铁产业发展政策和石钢公司的“边缘-精进”战略。
关键词:微合金；非调质钢；发展；应用1前言石家庄钢铁有限责任公司是中国汽车用钢(棒材)专业化生产企业，现年产钢能力近260万t，产品结构以优质碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢等五大系列汽车用钢(棒材规格为Φ14～180mm)为主，其热轧汽车棒材主要供锻造厂锻造成汽车零配件(如汽车前桥、半轴、转向节、发动机曲轴、连杆等)。
微合金非调质钢是一种理想的节约能源、节约资源的经济型新材料，符合钢铁产业发展政策要求，其用途十分广泛:凡是加工过程中需要调质的钢(如45，40Cr等)均可用非调质钢替代；省略调质工序，可省去占调质钢生产总成本6%的热处理(淬火+高温回火)费用，德国人估计用49MnVS3非调质钢代替调质钢做连杆可节约总成本的38%。
日本爱知公司分析，微合金非调质钢因省略调质处理这一工序，就可使热锻产品的成本降低18%[1]。
2微合金非调质钢的发展微合金非调质钢强化机理不同于调质钢。
调质钢是将轧、锻后钢材重新加热淬火再经高温回火获得所需组织性能。
而微合金非调质钢是在轧制温度下，使钢中V，Nb，Ti等合金碳氮化合物较充分溶入奥氏体，使奥氏体充分合金化，在轧、锻冷却过程中析出大量微细弥散分布的合金碳氮化合物，并发生沉淀强化及先共析铁素体呈细、小、弥散析出，分割和细化奥氏体晶粒使钢的强度与硬度增加，基体组织显著强化。
为此，获得相当调质钢经调质处理后的综合力学性能，由于省去了调质处理工序，因此称之为微合金非调质钢。
2.1国外微合金非调质钢的开发及应用20世纪60年代发展起来的微合金化技术为非调质钢的产生提供了理论和生产基础，70年代初期发生的能源危机直接促成非调质钢的出现及发展。
科技成果——非调质钢中非金属夹杂物控制关键技术技术开发单位北京科技大学所属领域钢铁冶金成果简介非调质钢作为高效节能环保型钢材在世界范围内发展迅速。
它是指经过精密锻造或热轧并控制冷却后就可以达到调质钢才能得到综合性能的一类钢，由于在使用过程中可以省掉调质工序而得名。
由于其具有节省能源、材料、减少淬火变形开裂、工艺简单等优点，目前备受世界各国的关注，得到迅速发展和使用，使用量日益增大，广泛用于诸如汽车连杆、曲轴、转向节轴、驱动轴、前桥等零件和结构件，是汽车用钢的典型代表。
非调质钢属于合金结构钢，为了保证合金结构钢所制零件的使用寿命，对其洁净度有严格的要求，非调质钢可以采用各种方式进行冶炼，但其对洁净度的要求，只能比合金结构钢更高，而且非调质钢属于微合金钢，要发挥合金元素的作用，其钢液必须是满足一定的洁净度的。
因此，开发非调质钢中非金属夹杂物控制关键技术及其重要。
（1）非调质钢中夹杂物成分控制技术。
将不同工序夹杂物成分求平均值，观察夹杂物在全流程的变化趋势。
从Al2O3-SiO2-MnO三元相图可以看出，夹杂物中主要成分是Al2O3和MnO。
随着冶炼进行，夹杂物中MnO含量变化不大；夹杂物中SiO2含量比较稳定，在10%左右，VD破真空后夹杂物中SiO2含量有所升高，其余工序几乎没有变化。
夹杂物平均成分在Al2O3-MgO-CaO2三元相图变化表明，钢中夹杂物中MgO含量较低，约在10%以下，冶炼过程中没有明显变化，VD 真空处理后，由于渣线对耐火材料的侵蚀，导致出现部分高MgO含量的夹杂物，而良好的渣吸附作用使夹杂物中MgO含量没有明显变化；夹杂物中CaO含量在冶炼过程中有先升高，后降低的趋势。
夹杂物平均成分在Al2O3-SiO2-CaO三元相图变化表明，冶炼过程中SiO2含量稳定；夹杂物中CaO含量在LF进站时较低，经过LF精炼后，夹杂物从Al2O3-MnO为主要成分，转变为Al2O3-MnO–CaO；VD 真空精炼对夹杂物成分影响不大，但增S操作后，夹杂物中CaO含量明显降低，可能是由于生产CaS的缘故；连铸过程由于二次氧化，使夹杂物中Al2O3含量上升，夹杂物CaO含量有所下降。
48MnV非调质钢冶炼工艺的研究与应用的开题报告一、选题背景48MnV非调质钢是一种低合金高强度钢，具有良好的可焊性、可锻性和高度的强度和韧性。
它被广泛应用于机械制造、汽车制造、建筑结构、航空航天等领域。
然而，由于该钢种具有不便于热处理的特点，从而导致生产过程中存在难度。
因此，如何在不进行调质处理的情况下，实现48MnV非调质钢的优质生产以及钢材产品的质量提升，成为一个迫切需要解决的问题。
二、研究目的和意义本研究旨在探究48MnV非调质钢的冶炼工艺，通过优化工艺参数及添加适当的合金元素，达到提高钢材强度、韧性和可焊性的目的，从而实现钢材生产的质量提升。
此外，研究成果还将为相关行业提供生产参考和技术支持，有效推动和促进相关行业的发展。
三、研究内容和方法研究内容主要包括以下三个方面：1、优化工艺参数通过对48MnV非调质钢的工艺流程进行优化，包括炉温、保温时间等方面，以提高材料的强度和韧性。
2、添加合金元素通过添加合适的合金元素，改善48MnV非调质钢的力学性能和可焊性能。
3、技术应用研究通过实验室测试，并将所研究的技术应用到钢厂的生产实践中，分析实验结果及工艺参数的优化效应，验证所优化后的工艺流程及合金含量对产品性能的影响。
研究方法主要包括物理化学测试、金相分析、力学性能测试等常规分析方法和相关实验室测试方法，以及在生产实践中进行的实验验证和评估。
四、预期成果本研究预计能够提出一种优化的非调质钢冶炼工艺，并得出优化工艺参数的最佳组合方案，以此来提高48MnV非调质钢的力学性能和可焊性能。
同时，根据实验结果和生产实践的评估，结合相应的理论分析，提出了相关行业可参考的钢铁生产技术和经验。
浅谈锻造过程中常见问题及解决对策浅谈锻造过程中常见问题及解决对策【摘要】：本文主要结合作者自身的多年工作经验，分析了锻造过程中常见的问题以及对应的解决措施，望对锻造行业工作者具有借鉴作用。
【关键词】：锻造；过程；问题；对策1.锻造操作的技巧和体会1.1“铜铁不同炉”的分析及解决方法铁匠行里的规矩“铜铁不同炉”是什么道理呢？例如，在煤气炉里加热一种小型模锻件，材质为40#钢碳，锻后表面有一些龟裂，经金相观察表明，裂纹是沿晶界扩展的，在晶界上出现了淡黄色的普碳，铜异相-铜相。
这就是“铜脆”现象，其实质是渗铜。
经了解，该加热炉加热过铜坯料。
如果在炉内加热铜，因氧化作用会造成氧化铜。
不清除炉内的氧化铜屑，再用同一个炉子去加热钢，氧化铜就可能在高温下还原成熔融状态的铜，渗透到钢的表面，沿奥氏体晶界扩展开。
因为铜的强度和熔点都比钢低很多，所以铜的渗扩消弱了钢晶粒间的联系，使被加热的钢在锻造时出现裂纹或报废，故有“铜铁不同炉”的说法。
如何消除此现象呢？笔者建议两种方法：（1）加热铜时，在炉底放置一铁皮，加热后抽走，易清理。
（2）在加热铜后的炉膛内撒一层食盐（NaCl），待食盐与铜发生反应挥发后，即可使用。
1.2简便快捷的坯料计算从事锻造专业，计算坯料是一项基本工作。
现在算料有人用金属盘，大部分人用计算器（用计算器先是算出体积，再乘以密度，然后数位数，较麻烦、易出错。
笔者是这样简便快捷计算的：G圆＝6.165d2H.其中：d-直径，cm；H-高度，mm；G-质量，kg。
G扁或方＝7.85ABL.其中：宽、高、长度，A、B、L-，cm；G-质量，kg。
若密度与7.85有差异，可换算。
1.3用螺帽代替顶尖孔轴类零件加工，本身成品不需要保留顶尖孔，有时若锻造工艺未考虑到此情怎么办呢？笔者曾遇到过一批轴类零件60多件，锻造毛坯在长度上只加了锻造余量，未加顶尖孔长度。
经过考虑，找了一些与机床顶尖相符的螺帽，焊在锻件端部，即刻解决了此事，挽救了一批零件。
锻后正火处理对非调质钢35MnVN强韧性影响的研究1引言由于非调质钢具有节约能源、缩短工时、降低成本等优点，故受到世界各国的极大关注，并广泛应用于诸如汽车零件、建筑机械、齿轮、轴类等许多结构件、零部件的制造，显示了其广阔的应用前景。
但与同等强度水平的调质钢相比，其韧性较低，从而使之使用范围受到一定的限制。
因此，使非调质钢既有相当的强度水平，又有满意的韧性，正是广大材料工作者们致力的研究课题。
本文讨论的正火处理，正是使非调质钢获得满意的强度和韧性的方法之一。
２试验内容与方法试验用非调质钢３５ＭｎＶＮ的化学成分为（ｗｔ％）：０．３５Ｃ、１．４３Ｍｎ、０．３６５Ｓｔ、０．１５２Ｃｕ、０．１４３Ｖ、０．０２１Ｎ、０．０１９Ｐ、０．014 S。
先将￠７５ｍｍ的轧制圆钢锻成方２５和方１８的棒料，锻造条件为：锻造温度１２２０～１０５０℃，锻后空冷却至室温，冷却速度～１．６℃／Ｓ。
锻后进行正火处理，加热温度分别为７６０、８６０、９００、９５０、１０５０、１１００℃，保温均２５ｍｉｎ，空冷。
将试验材料分别加工成￠１０ｍｍ的标准拉伸试样与方１０长５５的梅氏缺口标准冲击试样，测定其机械性能。
用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析并测量显微组织参数。
３试验结果与分析３．１与锻造态的性能相比，正火温度在≤１０００℃的情况下，正火处理可明显地提高非调质钢的冲击韧性，同时保持较好的强度（略低于锻态）。
但正火加热温度超过１０００℃时，虽然强度随加热温度的升高而增大，但韧性下降３·２结果分析显微组织特征是铁素体十珠光体，同时在先共析和共析铁素体中分布着大量弥散的沉淀析出相，产生沉淀强化作用。
３５ＭｎＶＮ钢锻造态组织中先共析铁素体是不连续网状分布，组织中含有大量均匀分布的碳化钒沉淀析出相。
锻后正火处理旨在加热到ＡＣ3以上时，通过未溶解的碳化钒沉淀相抑制奥氏体晶粒的长大，从而获得铁素体体积百分数的增加和细小的铁素体晶粒以及珠光体层片间距的减小。
