專利名稱：：汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，屬于合金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：汽車后橋軸頭與汽車沖焊橋殼焊接構(gòu)成橋殼總成，主要承受彎曲疲勞載荷。為了保證軸頭部件疲勞性能，軸頭生產(chǎn)中采用感應(yīng)淬火強(qiáng)化處理。因此，軸頭用材料要求具有一定的淬透性、良好的焊接性能和疲勞性能。40MnB等合金鋼制造軸頭時(shí)，需要進(jìn)行淬火回火熱處理來提高性能，增加了能耗及制造成本；同時(shí)因材料的碳和合金元素含量較高導(dǎo)致出現(xiàn)焊接性能、切削加工性能的惡化和感應(yīng)淬火開裂傾向增加等問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，其與淬火回火鋼相比不僅力學(xué)性能相當(dāng)，還具有優(yōu)良的機(jī)加工性能，可以大幅度地延長加工刀具壽命，節(jié)能降耗，提高性能，降低制造成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，其特征在于按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C:0.27-0.37、Si:0.15-0.35、Mn:0.80-1.40、P:0-0.030、S:0.040-0.070、Cr:0.30-0.80V:0.08-0.18、Cu:0-0.30、Ni:0-0.20。本發(fā)明的積極效果是汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼的顯微組織為珠光體加鐵素體，鐵素體晶界和晶內(nèi)存在碳氮化物彌散析出及組織中高密度位錯(cuò)存在而強(qiáng)化；鋼材感應(yīng)淬火強(qiáng)化后晶粒細(xì)化，韌度提高的同時(shí)因晶界增加阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，以及馬氏體相變強(qiáng)化等因素使強(qiáng)度極限大幅度提高，因此鋼材具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合和高的彎曲疲勞性能。又由于該鋼具有碳和合金元素含量低的特點(diǎn)，因此具有良好的焊接性能。已經(jīng)在解放498等商用車后橋上應(yīng)用，取得優(yōu)良的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述實(shí)施例1:一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C:0,27、Si:0.15、Mn:0.80、P:0.001、S:0.040、Cr:0.30、V:0.08、Cu:0.20、Ni:0.10。實(shí)施例2:一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C:0.37、Si:0.35、Mn:1.40、P:0.030、S:0.070、Cr:0.80V:0.18、Cu:0.30、Ni:0.20。實(shí)施例3:一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C:0.3、Si:0.2、Mn:1,1、P:0.020、S:0,060、Cr:0.50V:0.10、Cu:0.20、Ni:0.10。實(shí)施例4汽車軸頭用非調(diào)鋼的成分設(shè)計(jì)主要為中碳錳鋼，顯微組織為鐵素體加珠光體。為了提高鋼的強(qiáng)度，在鋼中加入少量的釩合金。鍛造過程中合金元素釩在奧氏體晶粒中形成相當(dāng)大量的小尺寸的穩(wěn)定化合物顆粒，釘扎奧氏體晶粒邊界，阻止晶界移動(dòng)和隨后的奧氏體晶粒繼續(xù)長大。為了改善機(jī)械加工性能，在軸頭非調(diào)鋼中還加入了一定量的硫。低碳高錳合金設(shè)計(jì)的非調(diào)鋼，在維持必要的強(qiáng)度的同時(shí)保持良好的韌度。高含量的Mn部分或全部通過固溶強(qiáng)化提高強(qiáng)度增加硬化性。增加硬化性導(dǎo)致奧氏體到珠光體鐵素體轉(zhuǎn)變溫度降低，增加珠光體含量彌補(bǔ)由于低碳產(chǎn)生的強(qiáng)度損失。由于轉(zhuǎn)變溫度低，細(xì)化了珠光體板條、減少了碳化物厚度，從而改善了韌性。由于軸頭為感應(yīng)淬火強(qiáng)化處理的部件，其含碳量是達(dá)到部件最終硬度要求的關(guān)鍵，同時(shí)帶寬控制較為嚴(yán)格。分別試制了微合金非調(diào)質(zhì)汽車軸頭用鋼兩批試驗(yàn)用鋼，其化學(xué)成分、常規(guī)機(jī)械性能及金相組織見表l、2。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明非調(diào)質(zhì)鋼的組織形M析非調(diào)質(zhì)軸頭鋼經(jīng)125(TC加熱保溫后空冷的金相組織為珠光體-鐵素體組織，加熱后組織明顯粗大。在透射電鏡進(jìn)行微觀組織形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，鋼主要組織形態(tài)為珠光體加鐵素體，組織比較均勻。在鋼鐵素體中存在位錯(cuò)纏結(jié)和細(xì)小再生鐵素體晶粒；珠光體組織細(xì)致，板條間距均勻；高倍放大下可見鐵素體晶內(nèi)和晶界析出非常細(xì)小彌散的化合物起到強(qiáng)化作用。本發(fā)明非調(diào)質(zhì)鋼的彎曲疲勞性能測定汽車軸頭服役中主要承受疲勞彎曲載荷，在設(shè)計(jì)及選材中要必須考慮其彎曲疲勞性能。為此，我們進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲疲勞性能的測定。同時(shí)，考慮到軸頭部件采用了感應(yīng)淬火表面強(qiáng)化工藝，因此對非調(diào)質(zhì)軸頭用鋼三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)用試樣進(jìn)行了表面感應(yīng)淬火處理。三點(diǎn)彎曲疲勞試樣采用120mm圓棒料改鍛加工制成。試樣規(guī)格為150mmX20mmX20mm,試樣表面經(jīng)感應(yīng)淬火處理。對微合金化非調(diào)質(zhì)軸頭用鋼進(jìn)行彎曲疲勞P-S-N曲線測定。試驗(yàn)設(shè)備為美國MTS810萬能材料試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)中25噸材料疲勞試驗(yàn)機(jī)。成組法測定的感應(yīng)淬火處理微合金化軸頭用鋼的P-S-N曲線；采用升降法測定材料存活率為50%的彎曲疲勞極限為1058N/mm2。斷口掃描電鏡分析表明，感應(yīng)淬火后軸頭用鋼晶粒細(xì)化，由60um左右細(xì)化為5ym左右，韌度改善，強(qiáng)度提高，硬化區(qū)域內(nèi)無論裂紋源區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)都存在大量的韌窩，而未感應(yīng)淬火區(qū)域瞬斷區(qū)晶粒粗大，為解理脆斷斷口。本發(fā)明微合金非調(diào)質(zhì)鋼軸頭臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)第一汽車集團(tuán)公司技術(shù)中心底盤試驗(yàn)室對含微合金非調(diào)質(zhì)鋼軸頭的4)440沖壓焊接后橋殼總成進(jìn)行彎曲疲勞壽命試驗(yàn)。進(jìn)行了幾輪疲勞試驗(yàn)，軸頭均未發(fā)生破壞，疲勞壽命達(dá)到了產(chǎn)品技術(shù)要求。結(jié)論1)微合金非調(diào)質(zhì)汽車軸頭用鋼因含碳量低機(jī)械加工性能、焊接性能優(yōu)于目前常用的汽車軸頭用鋼。2)微合金非調(diào)質(zhì)汽車軸頭用鋼材料疲勞性能好于目前常用的40MnB等軸頭用鋼，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，已經(jīng)在解放498商用車橋上應(yīng)用。權(quán)利要求1、一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，其特征在于按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C0.27-0.37、Si0.15-0.35、Mn0.80-1.40、P0-0.030、S0.040-0.070、Cr0.30-0.80V0.08-0.18、Cu0-0.30、Ni0-0.20。全文摘要本發(fā)明涉及一種汽車軸頭用微合金非調(diào)質(zhì)鋼，其特征在于按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C0.27-0.37、Si0.15-0.35、Mn0.80-1.40、P0-0.030、S0.040-0.070、Cr0.30-0.80V0.08-0.18、Cu0-0.30、Ni0-0.20。其與淬火回火鋼相比不僅力學(xué)性能相當(dāng)，還具有優(yōu)良的機(jī)加工性能，可以大幅度地延長加工刀具壽命，節(jié)能降耗，降低制造成本。文檔編號(hào)C22C38/46GK101603155SQ200810050818公開日2009年12月16日申請日期2008年6月11日優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日發(fā)明者孫國輝,正曹,云鹿申請人:中國第一汽車集團(tuán)公司