非调质钢的发展现状和最新进展

第4期0引言非调质钢是在中碳钢或高碳钢的基础上添加V 、Ti和N b 等元素,通过控轧(锻)及控冷等方法,在铁素体和珠光体中弥散析出C (N )化合物为强化相,使锻件不经调质处理,即可获得碳素结构钢或合金结构钢经调质处理后所达到的力学性能[1-4]。

由于具有成本低、性能优良、环保等优点,非调质钢在汽车零部件、石油化工、建筑等诸多领域得到应用[1,5]。

连杆是发动机曲柄连杆机构中活塞连杆组的重要组成部分,工作环境恶劣,需要具有优越的综合性能。

在连杆选材方面,传统的45#钢、40Cr或40M nB 等调质钢已逐渐被非调质钢代替,而作为主流胀断连杆材料的C70S6近年来比重明显下降[6,7]。

高碳非调质钢C70S6的微观组织是铁素体和粗大的珠光体,强度和疲劳性能较低,不能满足高强度大功率发动机连杆的要求[2-4]。

因此,非调质钢主要向着降低碳含量,增加钒含量,以细小铁素体+珠光体代替传统的粗大的片层珠光体和极少的铁素体,从而显著提高屈服强度和屈强比,改善加工性能,提高疲劳强度的方向发展[7-10]。

中碳非调质钢的典型代表有36M nV S4,以及在其基础上发展的38M nV S6、46M n-V S6等[4,11],这些钢种的抗拉强度、屈服强度和塑性指数均明显高于C70S6[2]。

新型中碳微合金钢46M nV S5和36M nV S4各组织成分的分布更均匀,表现在其较好的力学性能,如优异的加工性能、较高的强度和良好的疲劳性能等。

正是由于这些良好的综合机械性能和轻质化的特性,目前中碳非调质钢被广泛应用于发动机连杆中[2]。

某公司开发一种用于中型柴油发动机的46M n-V S5连杆,其机械性能要求见表1。

在胀断连杆生产过程中,锻造之后的控温冷却工艺对其机械性能有决定性影响,合理的冷却速度是得到理想锻件性能的关键。

46M nV S5的连续冷却有高温铁素体转变区、珠光体转变区、中温贝氏体转变区和低温马氏体转变区等4个相变区,且形成贝氏体、马氏体的冷却速率范围较宽,材料对冷却环境敏感度高[12]。

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。

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。

特殊钢SPECIAL STEEL 第40卷第5期・54・2019年10月Vol. 40. No. 5October 2019汽车用非调质钢C38+N 的研究李刚郭晓俊王连海（抚顺特殊钢股份有限公司技术中心，抚顺113001）摘 要 汽车用非调质钢C38 + N 既可以用作制造曲轴材料，亦可以用来生产发动机胀断连杆，采取优化化学 成分（/% ：0. 36 ~0.40C ,0.50 -0. 65Si , 1.40 ~ 1.55Mn,0. 10 ~0. 20Cr,0.015 ~ 0. 020N.0. 020 ~ 0. 035S, WO. 025P,0.003 -0.015A1）、喂S 线控制硫化物含量等手段,生产的C38 + N 钢机械性能为Rp 0.2 506 -544 MPa, Rm 854 ~879 MPa,A 12% ~23.5%,Z26% -30% ,满足标准要求。

关键词C38+N 非调质钢曲轴材料发动机胀断连杆Study on Non-quenched and Tempered SteelC38 + N for AutomobileLi Gang , Guo Xiaojun and Wang Lianhai(FuShun Spdcial Steel Shares Co Ltd. FuShun 113001 )Abstract Non-quenched and tempered steel C38 + N for automobile can be used into not only crank shaft materials , but also produced engine connecting rods. By optimizing chemical composition (/% ：0. 36 ~0. 40C,0. 50 ~0. 65Si, 1.40 ~ 1.55Mn,0. 10 ~0.20Cr,0.015 ~0. 020N ,0. 020 ~0.035S, W0・025P,0.003 -0.015A1) and by feeding S wire to control sulfur content in steel etc , measures , the mechanical properties of steel C38 + N are Rp 0 2 506 ~ 544 MPa Rm 854 ~ 879 MPa, A 12% ~23.5% and Z 26% ~30% to meet the requirement of standard.Material Index C38 + N , Non-quenched and Tempered Steel , Crank Shaft Materials , Engine Connecting Rods传统汽车零件以中碳钢棒材为坯料,热锻成形后 经过调质处理使零件达到强韧性较好的综合性能。

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。

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。

2023年非调质钢行业市场前景分析
非调质钢是指没有经过淬火和回火处理的钢材，主要用于制作一些较为简单的机械部件和零件。

非调质钢在工业领域中拥有广泛的应用，特别是在汽车、机械、建筑、航空等领域中，非调质钢的需求量较大。

那么，非调质钢行业市场前景是怎样的呢？本文将就此展开分析。

一、市场需求量潜力大
随着我国国家经济的不断发展，各行各业对非调质钢的需求越来越大。

尤其是在一些高端制造业领域，比如汽车、机械等行业中，非调质钢的使用越来越广泛。

由于非调质钢的产能不足，市场需求量潜力极大，未来市场前景较为乐观。

二、产业整合加速
随着钢铁企业的整合加速，非调质钢行业市场前景也在逐渐改善。

在一些地区，一些小型钢铁企业被大型钢铁企业收购，整个非调质钢行业的竞争格局逐渐趋于稳定。

这种趋势对于非调质钢的行业整合和优胜劣汰起到了积极的作用，也有利于保证市场价格的相对稳定。

三、质量标准提高
在全球市场竞争加剧的情况下，非调质钢行业也在不断提升产品质量标准以提高市场竞争力。

非调质钢的品质标准越来越高，这对于提高非调质钢行业的市场前景起到了积极作用。

四、技术革新助推市场发展
在非调质钢的生产工艺上，国内钢铁企业也在不断地进行技术革新。

相比之前，非调质钢的生产工艺已经得到了很大的提升。

这种技术革新有利于节省成本，提高生产效率，使得非调质钢的市场前景更加光明。

综合来看，非调质钢行业市场前景较为可观，但是也面临一些挑战，比如钢材产能过剩、市场竞争加剧等问题。

未来，非调质钢行业需要不断调整自身结构和发展策略，提高产品质量，在市场竞争中不断发展壮大。

中国钢铁行业发展现状及趋势：特钢应用领域较普钢更为高端，特钢市场需求量增长一、特钢、普钢行业发展情况分析随着我国制造水平的快速发展，特钢行业发展迅速。

其高品质特钢在汽车、核电、军工等产业中起到关键作用。

那么，特钢行业市场如何呢?接下来就跟随小编来对特钢行业发展前景大致了解下吧。

往下看：随着特钢行业实现转型发展，特钢行业还在逐步完善中国特钢价格指数体系建设、提高国际化经营水平、推动行业企业重组、鼓励特钢企业走“专精特新”的发展道路、构建和培育配套产业链、推动建立特钢行业信用长效机制等方面持续发力。

从特钢行业分析了解到，2017年中国特钢企业生产钢材1.14亿吨，同比增长6.98%，其中特殊钢材3021万吨，同比增长8.5%。

特殊钢材中，特殊质量合金钢材产量为2207万吨，同比增长14.9%。

2017年，特钢企业生产粗钢1.27亿吨，同比增长9.74%，其中特殊钢3315万吨，同比增长5.69%。

特殊钢材中，特殊质量合金钢产量为2494万吨，同比增长11.56%。

目前，我国高精度、表面无缺陷的银亮材产量较少，仅占优质钢棒材的2%左右，其中又以冷拔材为主，精密银亮材很少。

未来，机械行业的技术进步还将推动具有良好机械性能的特殊钢银亮材市场需求量的增长。

2017年中国特钢企业生产钢材1.14亿吨，同比增长6.98%，其中特殊钢材3021万吨，同比增长8.5%。

特殊钢材中，特殊质量合金钢材产量为2207万吨，同比增长14.9%。

2017年，特钢企业生产粗钢1.27亿吨，同比增长9.74%，其中特殊钢3315万吨，同比增长5.69%。

特殊钢材中，特殊质量合金钢产量为2494万吨，同比增长11.56%。

2017年特钢企业粗钢产量及增长情况数据来源：公开资料整理相关报告：发布的《2019-2025年中国钢铁行业市场竞争格局及未来发展趋势报告》2017年特钢企业钢材产量及增长情况数据来源：公开资料整理方大特钢的主要业务分为特钢和普钢。

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。

非调质钢在涨紧油缸轻量化设计中的应用发表时间：2018-11-14T20:30:43.933Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：刘晓辉汤兵顾兴鹏赵维东谢彪[导读]山推股份有限公司履带底盘分公司非调质钢主要是在中碳钢中加入微量的钛、铌、钒，不经过调质处理，而是通过控制终锻（轧）温度、随后的冷却速度，即可获得的高韧性的钢材（达到调质钢的水平）。

非调质钢的强化机制：固溶强化、位错强化、细晶强化、析出强化。

国内工程机械涨紧油缸缸筒的材质大都为GB_T_699-1999 《优质碳素结构钢》中的45号钢调质，而我们公司在此基础上升级为GB_T_15712-2008《非调质机械结构钢》中的F45MnVS，根据新材料性能特点、整机受力情况、市场验证结果对油缸进行轻量化改进设计，降低了成本，提高了效益。

锻成的零件经调质必然产生二个不利的因素，而非调质钢能克服这两个不利因素：一、调质件在热处理过程中产生大量的能耗和其他消耗，即增加了工序和生产成本减少工序和降低生产成本：用调质钢和非调质钢分别生产一批（200件）涨紧油缸，生产工序如下：调质钢工序流程：1.下料→2.粗加工→3.调质→4.加工坡口→5.焊接→6.精加工→7.珩磨内孔。

非调质钢工序流程：1.下料→2.加工坡口→3.焊接→4.精加工→5.珩磨内孔工时如下：45号钢油缸生产工时： 1.下料（8h）→2.粗加工（12h）→3.调质（16h）→4.加工坡口（4h）→5.焊接（22h）→6.精加工（4h）→7.珩磨内孔（10h）。

F45MnVS油缸生产工时： 1.下料（8h）→2.加工坡口（4h）→3.焊接（22h）→4.精加工（4h）→5.珩磨内孔（10h）用来生产涨紧油缸，用45号钢需要7个工序，生产一批200件共耗时76h，用F45MnVS只需要5个工序，生产一批200件共耗时48h，缩短工时28h，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，提高了企业的效益。

2024年非调质钢市场调研报告引言本报告对非调质钢市场进行了调研分析，旨在了解当前非调质钢的市场状况和发展趋势。

我们通过对市场规模、主要应用领域、竞争态势以及未来发展方向等进行了深入研究，以期为相关企业和投资者提供有价值的参考意见。

1. 市场概况1.1 市场定义非调质钢是指通过控制合金元素的含量和加热条件等，使其具有较高的硬度和强度，但不进行调质处理的钢材，通常用于制造机械零件、工具等。

1.2 市场规模根据调查数据显示，截至2020年底，全球非调质钢市场规模约为XX亿美元，预计在未来几年内将以X％的复合年增长率增长。

1.3 市场特点非调质钢市场具有以下几个特点：•市场竞争激烈，但行业集中度较高，少数大型企业占据主导地位；•随着技术的进步和应用需求的不断增加，对非调质钢性能和质量的要求越来越高；•市场发展受宏观经济环境和行业政策的影响较大。

2. 市场应用领域2.1 汽车制造非调质钢在汽车制造中具有广泛的应用。

其具有高强度、抗疲劳性能好等特点，适用于汽车车身、发动机等关键零部件的制造。

2.2 机械制造由于非调质钢具有较高的硬度和强度，广泛用于机械制造领域，如制造机床、轴承、齿轮等。

2.3 船舶制造非调质钢在船舶制造中也具有重要应用。

其具有良好的耐压性能和抗腐蚀性，可以用于制造船体结构、推进系统等。

2.4 其他领域非调质钢还可用于石化设备制造、建筑工程等领域。

随着技术的不断进步和应用需求的增加，其在更多领域中的应用也将得到拓展。

3. 市场竞争态势3.1 主要厂商及产品目前，全球非调质钢市场竞争激烈，一些大型钢铁企业在市场占有率上具有明显优势。

例如，企业A通过持续的技术创新和产品优势，占据了市场的较大份额。

3.2 竞争模式在非调质钢市场中，竞争主要表现为产品质量、价格和交付周期等方面。

企业通过提高产品质量、优化价格策略以及及时交付等方式，来获得市场竞争优势。

3.3 市场份额分析根据市场调研数据，截至2020年底，企业A占据了市场的XX％份额，紧随其后的是企业B和企业C，分别占据了市场的XX％和XX％份额。