调制钢与非调制钢.

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。

质处理就是淬火以后，再高温回火。

调质处理是一种常用的工序。

这样的处理，既提高了强度，又保持了材料的韧性，还改善了材料的切削加工性。

45＃钢是最常用的调质钢。

大量使用的结构钢制品通常都要进行淬火热处理，这样既耗费能源又给热处理件带来弊病，如变形、淬裂等。

非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却而减小，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物和氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出。

这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化。

这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能右接近达到一般质状态的力学性能水平，因此，在应用时可省略掉调质处理工序，既缩短了生产周期，又节省了能源。

非调质钢的力学性能取决于基体显微组织和析出相的强化。

非调质钢分为热锻用非调质钢、直接切削用非调质钢、冷作强公非调质钢和高韧性非调质钢。

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式成零件，冷作强化非调质钢用于标准件(如螺栓、螺母等)，高韧性非调质钢用于要求韧性较高的零部件。

由于非调质钢不经热处理在锻造或轧制状态，即具有优良的综合性能的新型结构钢，故广泛的应用在汽车、拖拉机、摩托车、机床、油田钻井、石油输送管线、模具、标准件、船板、建筑钢筋、炮弹等方面。

参考相关标准：GB/T 15712-1995我国从1982年开始研制“珠光体—铁素体型”非调质钢，并于随后制定GB/T 15712-1995标准，列入9个钢种，属V系，Mn-V系，强度为700~800MPa级，大多用于汽车行业制造产品零件。

至今批量生产零件仅6个，年产量钢不足6万吨，占我国汽车用合金钢量约1~2%。

而与我国几乎同时代研制非调质钢的日本国，用于汽车行业批量制造零件的状况，据2003~2004年统计，其品种达23个，用钢量达204万吨，占日本汽车用合金钢量约64%，其非调质钢钢种覆盖V系，Mn-V系，Mn-V-Nb系，Mn-V-B系，强度700~1000MPa级，与英，法，意大利，德国等非调质钢的研制与应用水平相当。

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。

本文档于模具钢材网编辑分享调质钢详细介绍1、调质件的工作条件调质件主要是指机器上的传动件和连接件，是一种性能要求较高的零件，如发动机上的曲轴、连杆及螺杆、汽车半轴、机床主轴等。

它们在工作过程中承受复杂的应力，如扭转、拉伸、压缩、弯曲、冲击及其复合应力等，有的还要承受摩擦。

2、调质件的性能要求调质件的工作条件要求它具备较高强度、足够的塑性和韧性.其组织为回火索氏体(或回火索氏体+回火托氏体)，即在铁素体基体上分布着细小颗粒状碳化物。

这类组织须先经完全淬火得到马氏体，再经高温或中温回火后获得回火索氏体。

此外，调质件根据所承受的应力不同，对淬透层深度的要求也不同。

承受较大拉应力作用的零件，淬火时应完全淬透，即零件心部马氏体的体积分数应在95%以上；主要承受扭转和弯曲应力作用的轴类等零件，工作时内应力集中在表层，其淬透层深度可为零件半径的1/2~1/4。

3、调质钢的特点碳素调质钢零件的工作条件，要求零件在调质处理后有强度、韧性和塑性较高的综合力学性能，碳的质量分数ω为0.3%~0.55%。

30、35钢碳的质量分数较低，其塑性和韧性较好，强度偏低；50和55钢的强度较高而韧性与塑性偏低；40和45钢具有较好的综合力学性能，在机械零件制造中用量较大。

加入合金元素的调质钢称为合金调质钢，其含碳量与碳素调质钢相当，一般碳的质量分数ω为0.25%~0.50%。

含碳量过低，强度不足；含碳量过高，韧性不足。

调质钢中加入的合金元素分两类：一类是主加元素，如Mn、Si、Ni加人量较多；另一类加人量较少，如Mo、W、V、Ti为辅加元素，它们是为适应一定的主加元素而加入钢中的。

调质钢中合金元素的主要作用是：增加淬透性，细化奥氏体晶粒，提高钢的基体强度、韧性、回火稳定性和抑制第二类回火脆性等。

就调质状态下的力学性能而言，与相同碳的质量分数的碳钢相比，在强度相同时，合金调质钢有较高的塑性与韧性;在塑性与韧性相同时，合金调质钢的强度较高或合金调质钢的强度、塑性和韧性都较高。

调质处理后的钢硬度通常在HRC20~HRC55之间，具体数值取决于钢材的牌号和调质工艺。

调质是一种热处理过程，它包括淬火和随后的高温回火两个主要步骤。

这种处理旨在使钢材获得良好的综合力学性能，即既有较高的强度，又有优良的韧性、塑性以及切削性能。

以下是一些常见调质钢的硬度信息：
1. 45号钢：45号钢调质硬度通常在HRC20~HRC30之间，而淬火后的硬度可以达到HRC55~58，甚至极限情况下可达HRC62。

但实际应用中的最高硬度推荐为HRC55（高频淬火HRC58）。

淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55被认为是合格的。

2. 其他调质钢：除了45号钢以外，大多数调质钢为中碳合金结构，其屈服强度在490~1200Mpa之间。

对于以焊接性能为要求较高的调质钢，一般采用低碳合金结构钢，屈服强度在490~800Mpa之间。

还有少数沉淀硬化型调质钢，其屈服强度可达到1400Mpa以上，属于高强度和超高强度调质钢。

3. 工件截面的影响：大型截面的工件在调质处理后可能硬度会低一些，但不应低于HRC48。

如果硬度低于这个值，可能意味着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，这种组织即使在回火后也会保留在基体中，无法达到调质的预期效果。

综上所述，调质钢的硬度范围广泛，需要根据具体的应用和材料特性来确定合适的硬度值。

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。

合金结构钢的定义与分类一、调质钢经受淬火和在AC1以下进行回火的热处理钢称为调质钢。

传统的调质钢是指淬火和高温火钢调质钢是机械制造行业中应用十分广泛的重要材料之一。

调质钢在化学成分上的特点是，碳含量为0.3—0.5%，并含有一种或几种合金元素。

具有较低或中等的合金化程度。

钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。

热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃--650℃回火。

热处理后的金相组织是回火索氏体。

这种组织具有强度、塑性的韧性的良好配合。

调质钢的质量要求，除一般的冶金方面的代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钢，屈服强度（σ0.2）在490—1200MPao以焊接性能为突出要求的调质钢。

，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为4901—800MPa，有很高的塑性和韧性。

少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400MPa以上，属高强度的超高强度调质钢。

常用的合金调质钢按淬透性的强度妥为四类：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。

二、渗碳钢具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。

汽车、工程机械和机械制造等行业中，大量使用的齿轮，是渗碳钢应用中最具代表性实例。

渗碳钢常用的合金钢系列主要是Cr-Mn系、Cr-Mo系和Cr-Ni-Mo系等。

保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。

一般用途的渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加其它非马氏体组织。

重要用途（如航空渗碳齿轮），心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。

钢管的品名分类品名详细品名材质弹簧钢高强弹簧钢50CrV4，50CrVA弹簧钢51CrMoV4，51CrV4，60CrMnA，60CrMnA，60Si2CrA60Si2CrVA ，60Si2MnA，70S，60Si2Mn，77-82B50-51CrV4，50CrMnVA，55Cr3，52CrMnV4，55CrMnA55SiMnVB，60CrMnB，弹簧扁钢SAE5160(H)，SA387Cr12，9SUP工模具钢工具钢40-60CrNi 高强度标准件用钢B7管坯管坯钢L20Mn2，P91，42Cr，P22，P12，45MnMoB，28Mn2 石油管坯42MnMo7锅炉管坯25MnG，SA-213-T11，SSW合金管坯25MV，30-36Mn2V不锈钢4130X合金结构钢42CrMo，20Mn2碳素结构钢16-50Mn钢连铸圆管坯CL60(H)合结钢锅炉钢20G保淬透性钢22CrMoH齿轮钢SCM822H3，SGl 2传动轴用钢48MnV，C56E2，CF53淬透性合金结构钢AISI8740H，AISI4145H淬透性结构钢40CrH，40CrHH低合金钢. 16-28MnCr5非调质钢12Mn2VB非调质机械结构钢F45V高强矿用圆钢23MnNiMoCr5高压锅炉钢板15MoG高压锅炉管坯钢SA-210Al，SA-210C，SA-213T11，SA-213T12，SA-213T2SA-213T22，SA-213T23，SA-213T91工程机械用钢IE0669，IE0963，IE1106，IE1158M，IE1287，IE2892 工具钢42CrMo4合结钢27SiMnV，09MnD，9MnD，12Cr1MoV，18CD4，28Mn630-42CrMo，30CrMnTi，38CrMoAl，SAE1045W112Cr1MoVG，15CrMoG，12Cr1MoV(盘卷）15CrMo合结钢详细品名材质合金结构钢40Cr，20-50Cr，20-45Mn2，20CrMnTi，20CrMo，20CrMoM20CrNiMo，20Mn2B，20MnTiB，20MnVB，40CrNiMoASCM435H，SCM440，35-42CrMo，28MnCrMo，30CrMnSiA30Mn2，37CrMnMoA，4145H，42CrMoHA，40Mn2(退火）合金结构管坯33-36Mn2V，34CrMn4（方钢），37Mn5冷拉钢-削切钢SAE1117链条钢23MnNiMoCr54，25MnV耐硫酸露点腐蚀用钢08Cr2AlMo，09CrCuSb(ND)，9CrCuSb(ND)汽车高级齿轮钢16-18CrMnBHZ汽车用钢SCM420H汽车用易切削钢SAE1141铁路钩尾框用钢25MnCrNiMoA系泊链钢22MnCrNiMo易切削非调质钢30-50MnVS冷镦钢冷镦钢ML15MnVB，ML35#，R55Cr5，ML35 锚链钢锚链钢连铸坯M30Mn2碳素钢碳素钢20-45#，45Mn优质圆钢碳素结构钢10#管坯，20-45#钢，16Mn，20#管坯，20-65Mn，40MnB45#管坯，50-65#钢，C35，C56F2，C70MoD优质碳素钢S10-45C，S20A优质碳钢XC45桥梁缆索用钢SWRS82B，SWRS82B-M碳素结构钢16-65Mn，20-25MnG，50-80#高速钢材YXR4轴承钢轴承钢G20CrNiMo，G140CrV，SAE4137H，SAE4145H全淬透轴承钢GCr15，GCr15(二火），GCr15(不退火），GCr15(退火）SAE1537HC，SAE-213 T22(盘卷)感应淬火轴承钢S55C，S55CZ渗透透轴承钢SAE8620(H)调心球轴承1215M常用钢材的牌号、性能与用途牌号等级Qb/MPa 与旧标准用途Q195 ——315～390 A1 用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。