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《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中发挥着至关重要的作用。
中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢作为一类重要的工程结构材料，其力学性能和耐久性对设备的使用寿命和安全性至关重要。
而Nb作为微合金元素，在调质钢中起着不可或缺的作用。
本文将详细探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。
二、Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的组织细化作用1. Nb的合金化效应Nb作为微合金元素，能够有效地改善钢的微观组织结构。
在Cr-Mo-V-Nb调质钢中，Nb能够与C、N等元素形成稳定的化合物，如NbC和NbN，这些化合物能够有效地阻止晶粒的长大，从而起到细化晶粒的作用。
2. Nb对晶界的影响晶界是钢中重要的结构特征之一，对钢的力学性能有着重要影响。
Nb的加入可以改变晶界的结构和性质，使晶界更加稳定，从而提高钢的抗断裂性能和韧性。
此外，Nb还可以通过抑制晶界处的偏析和析出物的形成，进一步细化晶粒。
三、Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的强韧化作用1. 强化机制Nb的加入可以显著提高调质钢的强度。
这主要是由于Nb与C、N形成的化合物具有较高的硬度，能够有效地阻碍位错运动，从而提高钢的屈服强度和抗拉强度。
此外，Nb还可以通过固溶强化机制，提高钢的强度。
2. 韧化机制除了强化作用外，Nb还可以显著提高调质钢的韧性。
这主要是由于Nb的加入可以改善钢的微观组织结构，使钢中分布更多的韧性相和细小的颗粒状沉淀物，这些结构可以有效地吸收裂纹扩展的能量，提高钢的韧性。
此外，由于晶界得到了有效的稳定和细化，使得裂纹扩展路径变得更加曲折，从而提高了钢的抗断裂性能。
四、结论综上所述，Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中起到了重要的组织细化和强韧化作用。
通过合金化效应和改变晶界结构，Nb可以有效地细化晶粒，提高钢的强度和韧性。
此外，Nb还可以通过形成稳定的化合物和细小的颗粒状沉淀物，进一步提高钢的韧性和抗断裂性能。
中国紧固件行业发展现状及冷镦钢开发2019-07-01 08:28:32紧固件是一种通用基础件，与钢铁行业联系紧密。
紧固件制造材料有钢、有色金属、不锈钢、钛合金和其他工程材料，90%以上采用冷镦加工，用该工艺制造的产品精度高、质量好，生产效率高。
1、我国紧固件行业市场需求1.1汽车用紧固件我国是车用紧固件增长最快的市场，2019 年已超过日本成为仅次于美国的全球第二大紧固件市场。
2019年我国紧固件需求约60 亿美元，2019年将增至约75 亿美元，从出口量和金额来看，我国占全球紧固件需求的15%近几年我国紧固件年需求增长率为5%^ 10% 20 19年紧固件需求量为313万t，产量达540万t，同比增长9. 5% 其中汽车工业是最大的用户（质量要求高）。
未来几年汽车仍是紧固件需求最多的行业，2009年汽车产量为1350万辆，中高档汽车紧固件需求比2019 年增长约25%。
2019 年汽车产量约为1800 万辆，汽车及相关行业使用紧固件占总产量的18%- 20%据统计，一辆轻型车或轿车平均用紧固件约500种规格，50kg，4000件左右，而一辆中卡或重卡车需紧固件约90kg，7500件，其中高强度紧固件占1/3 左右。
一辆汽车紧固件的费用约占整车成本的2.5%- 3.0%。
1.2不锈钢紧固件螺栓、螺钉、铆钉等紧固件常用的材料有碳素钢、低合金钢和有色金属。
但在特定场合，紧固件材料需要满足耐严重腐蚀或高强度的条件，许多不锈钢和超高强度不锈钢应运而生。
不锈钢紧固件在强度上有较好表现，并具有耐腐蚀、易制造和易焊接的优点。
不锈钢材质的紧固件进行电镀或热处理，可以获得更好的性能。
在镍元素价格上涨的情况下，紧固件的价格也受到较大影响。
紧固件生产企业为了减缓成本压力，生产了低镍型的不锈钢紧固件。
不锈钢紧固件生产用材质有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。
常用的牌号有302，303，304，305，即所谓的“ 18－8”型奥氏体不锈钢4 个牌号。
钢铁材料的发展演变钢铁材料的发展演变一、钢铁材料的历史人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。
历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。
对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。
历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代…… 100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。
1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。
现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。
我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。
18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。
19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。
与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。
直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。
二、钢铁材料的概念钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。
三、钢材的生产方法大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。
根据钢材加工温度不同分冷加工和热加工两种。
钢材的主要加工方法有轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状）因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。
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。
贝氏体钢的研究现状与发展前景现在随着科技的发展，社会对对各种材料的需求在举荐的增多，对材料的性能的要求越来越严格，越来越宽广。
然而，钢材是材料的一项大户，所以钢的发展对于才材料发展至关重要，推动整个材料界的发展。
钢铁在热处理过程中的转变主要有三类：1.在较高温度范围的转变是扩散型的，即通过单个原子的独立无规则运动，改变组织结构，其转变产物称之为珠光体，强度低，塑性好；2.钢从高温激冷到低温(Ms温度以下)的转变是切变型的。
即原子阵列式地规则移动，不发生扩散，其转变产物称为马氏体，它具有高强度，但很脆，一般通过回火进行调质；3.介于上述二者之间，在中间温度范围的转变；以其发现者贝茵(Bain)命名称为贝氏体相变，具有贝氏体组织的钢叫贝氏体钢。
同时，很多重要的有色合金，如铜合金、钛合金等都具有和钢铁相似的贝氏体相变。
其中钢中的贝氏体相变是发生在共析钢分解和马氏体相变温度范围之间的中温转变。
鉴于贝氏体相变是固态材料中主要相变形式之一，其转变机制是材料科学理论的重要组成部分。
贝氏体钢和具有贝氏体组织的材料已用于铁路、交通、航空、石油、矿山、模具等国民经济重要部门，并在不断扩大，有可能发展成为下一代高强度结构材料的主要类型之一，因此对其基础和应用基础的研究显得尤为紧迫。
关于贝氏体相变时铁原子的运动方式，最初由柯俊教授等在50年代开展了研究。
认为铁原子的以阵列式切变位移方式(与马氏体相似)转变成新的原子排列的，而溶解的碳原子则发生了超过原子间距的长程扩散进入尚未转变的残留相或在新结构中析出碳化物。
上述切变位移机制已被欧洲、日本和美国这一领域的主要学者所接受，形成了“切变学派”。
但是这个观点，从60年代起受到了美国卡内基麦隆大学学派的挑战，后者认为贝氏体是依靠铁原子扩散和常见的表面台阶移动方式生成的。
在过去的30年中，由于实验研究手段的限制，问题一直未能解决，两个学派陷于相持不下的局面。
鉴于贝氏体转变机制是目前国际上两大学派的争论焦点，澄清这一争论不仅对贝氏体转变及相变理论将是一次重大突破，对贝氏体钢及合金的应用也将起到重要的指导作用。
《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中扮演着至关重要的角色。
Cr-Mo-V-Nb调质钢作为一种重要的工程结构材料，具有优异的力学性能和良好的加工性能，广泛应用于航空、汽车、机械制造等领域。
其中，铌（Nb）元素的添加对钢的组织细化和强韧化作用尤为显著。
本文将重点探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。
二、Nb元素在钢中的作用机制1. 细化晶粒Nb元素在钢中能够与C、N等元素形成稳定的化合物，这些化合物在钢的凝固过程中作为非均质形核的核心，从而有效地细化晶粒。
此外，Nb还能抑制晶界处的元素偏析，进一步促进晶粒的细化。
2. 强化相的形成Nb的加入可以与钢中的其他合金元素形成复杂的金属间化合物，这些化合物具有较高的硬度和强度，能够有效地提高钢的力学性能。
同时，这些化合物还可以作为析出强化相，在钢的回火过程中析出，进一步提高钢的强度和韧性。
三、Nb元素对中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的组织细化作用1. 改善热处理工艺Nb元素的加入可以改善钢的热处理工艺，使钢在热处理过程中晶粒更加均匀、细小。
这主要是因为Nb元素能够降低钢的临界淬火温度，使钢在淬火过程中更容易获得细小的晶粒组织。
2. 促进动态再结晶在热加工过程中，Nb元素可以促进动态再结晶的发生，使钢在热变形过程中晶粒得到进一步细化。
这有利于提高钢的力学性能和加工性能。
四、Nb元素对中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的强韧化作用1. 提高韧性Nb元素的加入可以显著提高钢的韧性。
这主要是因为Nb能够与C、N等元素形成稳定的化合物，减少钢中的夹杂物和微孔洞等缺陷，从而提高钢的韧性。
此外，Nb还能促进钢中析出强化相的形成，进一步提高钢的韧性。
2. 增强强度由于Nb可以与钢中的其他合金元素形成高硬度的金属间化合物，因此能够显著提高钢的强度。
同时，这些化合物在回火过程中析出，进一步增强钢的强度。
《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中发挥着至关重要的作用。
中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢因其优良的力学性能和加工性能，被广泛应用于汽车、机械、石油化工等重要领域。
铌（Nb）作为该类钢中常见的合金元素，其在组织细化和强韧化方面起着关键作用。
本文将详细探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。
二、Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的基本作用Nb作为一种有效的合金元素，在钢中的主要作用是提高钢的强度、韧性以及改善其加工性能。
在Cr-Mo-V-Nb调质钢中，Nb 的加入可以有效地细化晶粒，提高材料的力学性能。
三、组织细化作用1. 晶界强化与晶粒细化：Nb的加入能够与C、N等元素形成稳定的化合物，这些化合物可以作为有效的晶界强化相，阻止晶粒长大，从而细化晶粒。
此外，这些化合物还可以阻碍位错运动，提高材料的强度和韧性。
2. 动力学作用：在高温加工过程中，Nb可以改变相变动力学，使得固态相变更加均匀和彻底，进一步细化组织。
四、强韧化作用1. 增强韧性：Nb的加入可以显著提高材料的韧性。
这是因为Nb能够与基体形成高强度的界面结合，从而提高材料的断裂韧性。
此外，Nb还能改善材料中的非金属夹杂物分布和形态，提高其塑性和韧性。
2. 抵抗冲击与疲劳：通过加入适量的Nb元素，可以有效抵抗冲击和疲劳载荷的影响，降低裂纹的产生和扩展。
五、实验验证通过一系列的实验验证，我们发现当Nb元素在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的含量适中时，可以有效地实现组织细化和强韧化。
同时，通过对材料进行适当的热处理工艺和调质处理，可以进一步发挥Nb的积极作用。
六、结论综上所述，Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中具有显著的组织细化和强韧化作用。
通过合理调整钢中的Nb含量以及相应的热处理工艺，可以有效提高材料的强度、韧性等力学性能，以满足不同工程应用的需求。
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。1972年德国THYSSEN公司开发了第一个非调质锻钢49MnVS3(铁素体-珠光体，抗拉强度850MPa)取代了调质CK45钢制造汽车曲轴，提高了锻件成品率、切削加工性能、疲劳性能、生产效率，降低了成本，此钢种很快在德国、瑞典等欧洲国家用于汽车曲轴、连杆等锻件的生产。德国奔驰汽车曲轴使用非调质钢代替40CrMn调质钢制造，瑞典Volvo汽车制造厂在20世纪90年代初期年用量就3万多吨，其目标是除渗碳件外，所有锻件全部采用非调质钢生产。随后英国钢铁公司建立了Vanard(850～1100MPa)热锻用非调质钢系列，法国SAFE公司开发了一系列METASAFE钢(800～1000MPa)[2]。此外，美国福特、意大利菲亚特及俄罗斯伏尔加汽车都采用非调质钢制造汽车的曲轴、连杆等零件。近年来日本研究微合金非调质钢最为活跃，处于世界先进水平，新日铁、神户制钢、爱知制钢、山阳特殊制钢等相继建立了自己的微合金非调质钢系列，广泛应用于汽车的行走部件和汽车发动机的曲轴、连杆锻造等。 2.2 中国微合金非调质钢的开发进程 中国微合金非调质钢的开发在“六五”起步，“七五”列入国家攻关项目，“八五”期间进行了重点推广工作，“九五”和“十五”主要是面向轿车用非调质钢的开发并扩大非调质钢的应用数量和范围。石钢自20XX年开始进行非调质钢的研究和开发工作，主要进行了SG45、F40MnV和36Mn2V等微合金非调质的生产，产量实现6200吨，主要用于机械行业和无缝钢管的生产。 微合金非调质钢先后经历了铁素体-珠光体型组织(第一代)、低碳贝氏体组织(第二代)和低碳马氏体组织(第三代)三个阶段的发展[3]。与调质钢相比，传统热锻用非调质钢的强度有余而韧性不足，限制了它在强冲击条件下的应用，因此，非调质钢的发展重点是在保证强度的基础上提高韧性。近年来，冶金科技工作者为了提高微合金非调质钢韧性开发并应用了一系列新技术，完善了微合金非调质钢的产品系列。 (1)铁素体-珠光体型微合金非调质钢。铁素体-珠光体型微合金非调质钢目前用量最大，约占总用量的60%以上。为了利用碳化物析出强化来达到所要求的高强度，通过增加碳含量来增加组织中珠光体的百分数，因此韧性难以满足要求。为此，应用了一系列新技术来提高铁素体-珠光体微合金非调质钢的韧性。 晶粒细化技术。细化晶粒能有效提高钢的韧性，而且能保持高强度。非调质钢中常加入铝、钛等元素，通过析出细小的氮化铝、氮化钛来钉扎奥氏体晶界，防止加热时晶粒长大或抑制形变过程中的奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒。成分为0.32C-1.0Mn-0.12V-0.024Ti的非调质钢加热到1250℃时，奥氏体晶粒仍能保持在5级以上，就是因为均匀分布的粒径0.1μm的氮化钛颗粒起到了钉扎奥氏体晶界、防止晶粒粗化的作用。 晶内铁素体技术。非调质钢锻件在冷却过程中发生相变时，铁素体易沿奥氏体晶界首先形核长大，随后奥氏体的其余部分转变为珠光体。如果沿珠光体晶粒形成网状铁素体就会严重损害钢的韧性。日本钢铁公司的研究人员发现[4]，通过适当控制生产工艺，在奥氏体晶内提供大量铁素体形核位置，则相变时铁素体不仅在晶界上形核，也能在奥氏体晶内形成，故能得到细小且分布均匀的铁素体，使钢的韧性显著提高。 IGF的析出与MnS以及MnS上析出的VN或TiN粒子有关，而MnS的析出与分布又与钢中微细氧化物核心有关，因此钢中氧化物的特征、种类、数量、大小就决定了MnS的数量和大小。脱氧元素不同，所形成氧化物的种类、数量及分布都不一样，钢中的硫含量要在0.06%左右，有利于析出IGF。硫在此处的目的不是改善切削性能，而是为了和氧化物形成复合夹杂促进IGF的形成。新日铁高村等人提出的氧化物冶金技术就是这样的一种思路。 (2)贝氏体微合金非调质钢。获得高强度和良好韧性的非调质钢，对获得低碳贝氏体组织比较有利。此外，为了确保高强度还必须有一定的碳含量。为了空冷得到贝氏体组织，必须在钢中加入钼、锰、硼等合金元素，这是因为钼对中温转变的推迟作用显著低于高温转变；锰达到一定含量时可使奥氏体等温转变曲线呈ε形，使钢的上下C曲线分离；硼可以显著推迟铁素体转变。因此，钼-硼或锰-硼相结合可使钢在相当宽的冷却范围内得到贝氏体组织；同时锰可以降低相变温度，改善韧性、提高强度。为了弥补碳含量降低引起的强度下降，低碳贝氏体钢中通常加入钒、铬等元素，确保其高强度。宝钢生产的12Mn2VB贝氏体钢，用于生产汽车的前桥，该钢在轧态或经回火的力学性能指标为:бb≥686MPa，бs≥490MPa，δ5≥17%，ψ≥45%，ak≥78J/cm2。 (3)马氏体微合金非调质钢。1988年美国ChaparralSteel的P1H1Wright首次提出了第三代微合金非调质钢的概念，此类钢具有低碳回火马氏体组织。与贝氏体微合金非调质钢相似，得到低碳马氏体非调质钢也能兼顾高强度和高韧性的要求，目前已经在汽车行走部件和建筑机械方面得到应用。同时，继铁素体-珠光体(F-P)型、贝氏 体(B)型、马氏体(M)型微合金非调质钢开发应用以后，F-B型、F-M型复相微合金非调质钢因成本低，性能优而逐渐被开发利用。各种热锻微合金非调质钢的强韧性的比较示于图1。
图1 热锻用微合金非调质钢强韧性比较 2.3 微合金元素在非调质钢中的作用 钒、铌、钛等合金元素是微合金非调质钢中最常添加的碳氮化合物形成元素，与铁相比，它们在钢中与碳和氮有更强的化学亲和力，形成更稳定的碳氮化合物，并通过细化晶粒和沉淀析出改善微合金非调质钢的力学性能。 钒:钒是微合金化元素中最常用而又有效的强化元素，其主要作用是通过形成V(C，N)来影响钢的组织和性能。V(C，N)主要在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析出，细化铁素体晶粒，增加钢的强度。钒对钢转变特性也有影响，当单独加入钒时，它并不抑制铁素体晶粒的形成，它却能加速珠光体的形成。在低VN钢和不含钒的高氮钢中只有晶界铁素体，而无晶内铁素体。钒还对氮具有较强的亲和力，活跃的氮或“自由”氮在钢中含量高于120×10-6时，具有应变时效性。当加入少量钒后，钒与碳和“自由”氮结合形成V(C，N)化合物，降低了钢中“自由”氮含量，使钢具备了非应变时效性。钒的碳氮化合物具有细化晶粒增加强度的作用，强度随钒含量的增加呈直线增长，如果钒含量超过0.15%，其韧性则降低很多。在常规锻造加热温度下，微合金非调质钢中的钒可完全溶解于奥氏体中，固钒的利用率高，在钢中钒的添加量一般控制在0.08%～0.13%。 铌:铌是非调质钢中添加的另一主要元素。铌要求高的奥氏体化温度，在加热温度高达1200℃时也能有效抑制奥氏体晶粒尺寸的长大，推迟奥氏体再结晶，有强烈细化晶粒的作用。溶解于奥氏体中的铌能阻止γ→α相变，从而使珠光体体积分数提高。当碳含量为0.3%～0.4%时，铌完全固溶的温度为1325～1360℃。当加热到1100℃时，铌几乎没有固溶；在1300℃时，只有50%固溶。铌的固溶量少，在奥氏体中扩散慢，在热加工时诱导沉淀的碳氮化合物体积减少，因此它的沉淀强化作用小。所以，用于热锻的微合金非调质钢，一般不宜单独添加铌。试验表明:当复合添加铌、钒元素时，既能提高钢的强度又能改善钢的韧性。 钛:钛的作用与铌相似，其溶解温度比铌更高，固细化晶粒作用比铌更强。在锻造温度条件下，钛在奥氏体中的溶解度很低，因此不能将钛用作锻钢中产生析出强化的添加元素，钛的化合物可作为晶内铁素体的核心，提高钢的韧性。在微合金非调质钢中，钛的含量为0.0.%～0.04%[6]。钛的氮化物TiN在高温下稳定，加入0.0.%左右的钛可以有效保护锻造过程中奥氏体晶粒的细小[7]。 另外，氮在含钒微合金非调质钢中以化合物的形式存在，其主要作用是促进钒的析出，提高沉淀析出强化效果，细化晶粒，提高TiN的稳定性和节约钒合金等。 2.4 微合金非调质钢的应用现状 近几年来，宝钢、攀钢、东北特钢、兴澄特钢等特钢企业和研究院所合作，成功地将中国自行开发的铁素体-珠光体、贝氏体、低碳马氏体型等微合金非调质钢应用于制作汽车发动机曲轴、连杆、汽车前桥等零件。其中，一汽先后应用35MnVS，38MnVTi，42VS，40MnVS代替55钢，40MnB，45钢，40Cr钢在CA6102连杆、CA141半轴、滑动叉、轻型车扭臂等零件进行了试验研究；二汽公司自1978年开发应用微合金非调质钢以来，已先后对东风系列汽车的20余种零件采用微合金非调质钢进行了试制，采用35MnV代替40MnB生产
