冷鐓鋼的代表鋼種并且有廣泛應用的應屬SCM435鋼，在2013年之前，國內(nèi)轎車發(fā)動機用的冷鍛鋼還是比較依賴進口的，雖說國內(nèi)的一些鋼廠，比如馬鋼、寶鋼、攀鋼等大綱廠已經(jīng)有了類似鋼種的開發(fā)，但是在質(zhì)量方面總有一些不如意。***近韶鋼煉鋼廠也成功的冶煉出了SCM435鋼，對于后續(xù)的使用情況如何我們暫且不論，但是從這方面可以可定，在冷鐓鋼冶煉方面雖有進步但還需提高。
為什么說冷鐓鋼到現(xiàn)在為止還需進口，主要就是產(chǎn)品的質(zhì)量上面不穩(wěn)定，歸根結(jié)底冷鐓鋼的冶煉過程中存才一些問題。那么影響冷鐓鋼質(zhì)量的問題有哪些呢？ 1、化學成分的影響 鋼中硫、磷、氫、氧等雜質(zhì)元素會不同程度 地影響冷鐓鋼的力學性能 , 降低冷鐓性能。因此 , 在冷鐓鋼的冶煉過程中應盡可能去除雜質(zhì)。鋼中 氮、鋁也會對鋼質(zhì)產(chǎn)生不良影響 , 但當兩者量合適時,會產(chǎn)生AIN難熔質(zhì)點 , 阻礙晶粒長大,生成細晶粒鋼,從而提高冷鐓鋼的綜合性能。 因此 , 應對其加以適量控制。非金屬夾雜直接影響鋼質(zhì) , 使鋼的塑性、韌性、疲勞強度、抗腐蝕能力大大降低 , 特別是這些非金屬夾雜物破壞了鋼的基體連續(xù)性,在靜荷載和動荷載的作用下,往往成為冷鐓鋼裂紋的起點。因此, 應盡量降低鋼中非金屬夾雜物 , 同時 , 對其進 行變性處理 (如鈣 化 等 ) , 來減少其在鋼中的危害。 2、表面裂紋的影響 表面裂紋影響冷鐓鋼性能的機理,如果冷鐓鋼存在表面裂紋 ,冷頂鍛加工時, 由于裂紋 的存在引起應力集中 ,同時產(chǎn)生復雜的應力狀態(tài) ,導致裂紋擴張 ,***終冷頂鍛開裂。國內(nèi)生產(chǎn)的冷 鐓鋼在實際使用中, 經(jīng)常發(fā)現(xiàn)此種現(xiàn)象 , 嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。 表面裂紋產(chǎn)生的原因產(chǎn)生表面裂紋的主要原因有兩個, 一為鋼坯質(zhì)量不合格。鋼坯質(zhì) 量導致的表面裂紋主要是鋼錠皮下氣泡或皮下夾雜在軋制中暴露于鋼坯或鋼材表面。鋼坯有發(fā)紋 和裂縫時 , 經(jīng)再軋制加工也能形成表面裂紋。鋼坯表面舌狀結(jié)疤過深時 , 在軋制中可 能演變成 “ Y” 字形的裂縫。 鋼坯火焰清理溝痕過陡或加熱 溫度不均、鋼溫過低以及軋后鋼材冷卻不當 , 也 可能形成發(fā)紋 ; 二為軋制過程控制不當所導致的表面裂紋 ,軋鋼過程中如存在嚴重的溫度不均勻 , 會在鋼材表面形成橫向裂紋。線材成品冷卻過程中 , 局部驟冷 , 會形成微裂紋。 3、晶粒度的影響 細小晶粒的內(nèi)部和晶界附近的應變度相差較小 , 變形較均勻, 相對來說 , 因應力集中引起的 開裂的機會也較小。故細晶鋼有可能在斷裂之前承受較大的變形量, 可以得到較大的延伸率和斷 面收縮率。同時,由于細晶鋼中的裂紋不易傳播, 在斷裂過程中可吸收更多的能量 , 表現(xiàn)出較高的韌性。也就是說 , 奧氏體晶粒越細小 , 鋼熱處理 后的強度越高 , 塑性越好, 沖擊韌性越高。但是奧氏體化溫度過高或在高溫下保持時間過長, 將 使鋼的奧氏體晶粒長大 ,顯著降低鋼的沖擊韌性 , 減少裂紋擴展和提高脆性轉(zhuǎn)折溫度。此外 , 晶粒 粗大的鋼件, 淬火變形和開裂傾向增大。尤其當 晶粒大小不均時 , 還顯著降低鋼的結(jié)構(gòu)強度 , 引起應力集中 , 易于產(chǎn)生脆性斷裂。 一般來說 , 鋼的原始組織越細 , 碳化物彌散度越大 , 則奧氏體的起始晶粒越細小。也更易于獲得細小而均勻的奧氏體起始晶粒度。冷鐓鋼要求在保證一定強度的條件下 , 還具有良好的塑性 和韌性, 以利冷頂鍛性能等的提高。 因此提高冷鐓鋼晶粒度 , 細化晶粒是冷鐓鋼是否能夠具有優(yōu)良的綜合機械性能的關鍵之一。 4、控冷與軋制工藝參數(shù)的影響 冷鐓鋼控冷工藝不同于對應的低、中碳素結(jié)構(gòu)鋼 , 其要求***終產(chǎn)品要有足 夠的強度 , 良好的韌性和塑性 , 即要具有較好的 綜合力學性能。其組織為鐵素體加珠光體 , 故采 用延遲型冷卻 ,以便得到適中的鐵素體晶粒和少量的珠光體 , 提高冷鐓鋼的強度 , 并使塑性指標不致下降 , 獲得較好的綜合力學性能。
國內(nèi)鋼鐵企業(yè)冷鐓鋼生產(chǎn)中***大的問題就是如何解決在實際冷頂鍛加工過程中鐓頭開裂 , 導致產(chǎn)品報廢的難題 , 這也是國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品存在的主要差距。針對冷鐓鋼的使用特點和質(zhì)量 要求 , 結(jié)合影響冷鐓鋼性能的各項因素以及生產(chǎn)實際 , 提高冷鐓鋼的產(chǎn)品質(zhì)量 , 可以從以下三個方面來改進。 1、控制鋼的成分的均勻性和穩(wěn)定性,以保證鋼質(zhì)性能的穩(wěn)定。提高鋼純凈度, 減少并改善鋼中夾雜物, 減少其對冷鐓鋼性能的危害。 降低鋼中有害元素硫、磷、氧、氫的含量 , 保證合適的氮、鋁含量。 2、通過對冶煉、軋鋼的過程控制 , 以達到獲得均勻、細化晶粒組織,提高冷鐓鋼的綜合機械性能。 3、預防和消除表面裂紋的產(chǎn)生 , 杜絕冷鐓鋼冷頂鍛時裂紋源的存在。 表面裂紋是導致冷鐓鋼冷頂鍛開裂的主要因素之一 , 因此, 在生產(chǎn)過程中要加以嚴格控制。加強鋼坯驗收和裝爐前的質(zhì)量檢查、裂縫、結(jié)疤超過規(guī)定的鋼坯不投料。盡量采用大斷面的鋼坯 ,增加由坯到材的總變形量 , 同時,采用合理的孔型 設計和加熱制度 , 可使鋼坯輕微的原始裂縫在軋制變形過程中消失。
