非調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼（non-quenchedandtemperedalloystructuralsteel）
不經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理即可達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼性能的新型合金結(jié)構(gòu)鋼。所添加的合金元素有兩類：（1）微合金元素鈮、釩、鈦、氮等，可產(chǎn)生彌散的碳氮化物。（2）提高低碳鋼的淬透性的合金元素錳、鉬、硼，可獲得低碳貝氏體或低碳馬氏體組織。這類鋼只經(jīng)鍛造或軋制后控制冷卻，就可達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼所要求的強(qiáng)度和韌性水平，可直接加工成零件，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
根據(jù)使用組織狀態(tài)不同，非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼可分為：鐵素體-珠光體型中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼；低碳貝氏體和低碳馬氏體型合金非調(diào)質(zhì)鋼。它們各自的代表性牌號(hào)及其主要力學(xué)性能示于表1。
表1各種非調(diào)質(zhì)鋼的代表性牌號(hào)和力學(xué)性能
非調(diào)質(zhì)鋼中所添加的兩類合金元素有著不同的作用。微合金元素鈮、釩、鈦可抑制奧氏體再結(jié)晶，阻止奧氏體晶粒長大，在奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中形成彌散相Nb（C，N）、V（C，N）、（Nb，V）（C，N）等，起沉淀強(qiáng)化作用，細(xì)化鐵素體和珠光體組織。可以提高鋼的強(qiáng)度和韌性。
錳、鉬、硼推遲過冷奧氏體分解時(shí)的先共析鐵素體轉(zhuǎn)變和珠光體轉(zhuǎn)變，使得在鍛、軋后冷卻時(shí)得到低碳貝氏體或低碳馬氏體組織，發(fā)揮相變強(qiáng)化作用
鐵素體-珠光體型中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼在中碳錳合金鋼的基礎(chǔ)上，加入微合金元素。其代表鋼種為35MnVN、35MnVNb、32Mn2SiV、45CrMnVNb、49MnVS3、s1000（47MnVNb）等。成分確定之后，熱變形及控制冷卻工藝是影響鐵素體一珠光體型中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼的顯微組織和力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。加熱時(shí)，鋼中的微合金相溶于奧氏體的溫度分別為：VC900℃、V（C，N）1100℃、Nb（C，N）1250℃、TiC1250℃、TiN高于1400℃。要使鋼的強(qiáng)度增加，必須有足夠量的沉淀強(qiáng)化相析出，因而加熱溫度要高于1200℃才能保證足夠的鈮、釩、鈦溶于奧氏體，而未全溶的Nb（C，N）和TiN又起到阻止晶粒長大的作用。熱變形時(shí)，鋼中奧氏體將發(fā)生形變和再結(jié)晶。形變溫度在950℃以上時(shí)，可借助動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使奧，氏體晶粒細(xì)化，其尺寸可控制在20肛m以下。在950～850℃范圍，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶難以進(jìn)行，應(yīng)變誘導(dǎo)析出在奧氏體中進(jìn)行，奧氏體中的形變積累和應(yīng)變誘導(dǎo)析出的細(xì)小碳氮化物都成為先共析鐵素體和珠光體的形核有利位置，冷卻時(shí)得到細(xì)小的先共析鐵素體晶粒，細(xì)化珠光體團(tuán)和珠光體片層，從而改善了韌性和延性。由于顯微組織細(xì)化對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)彌補(bǔ)了因應(yīng)變誘導(dǎo)析出對(duì)鐵素體中沉淀強(qiáng)化的削弱，故強(qiáng)度變化不大。但形變終止溫度過低，鋼的形變抗力增大，加大了對(duì)設(shè)備和模具的負(fù)荷，要掌握適度
控制冷卻速度可以通過改變相變溫度，控制先共析鐵素體的含量和V（C，N）、Vc、Nb（C，N）的細(xì)小程度和分布，故在800～500℃之間冷卻速度的控制最為重要。適當(dāng)提高冷卻速度，可推遲相變，減少先共析鐵素體量，細(xì)化先共析鐵素體和珠光體組織，控制鋼的強(qiáng)度、韌性和延性
在汽車制造業(yè)，鐵素體一珠光體型微合金非調(diào)質(zhì)鋼中，含釩系鋼韌性較低，用于制造曲軸、連桿等部件。釩鈮系鋼的韌性較高，可制造傳動(dòng)的聯(lián)軸節(jié)臂、前軸、聯(lián)動(dòng)節(jié)等
低碳貝氏體和低碳馬氏體型合金非調(diào)質(zhì)鋼鐵素體一珠光體型中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼的屈服強(qiáng)度的極限為550～650MPa，沖擊韌性偏低。對(duì)要求安全可靠的部件，要求更高強(qiáng)度和韌性的配合。提高韌性可降低鋼中的碳含量，由此造成強(qiáng)度的損失可通過加入合金元素得到貝氏體或馬氏體的相變強(qiáng)化來補(bǔ)償，其強(qiáng)度高于鐵素體一珠光體型中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼，并且有優(yōu)良的室溫和低溫韌性。若再加以微合金化（如加鈮）細(xì)化晶粒，可進(jìn)一步提高韌性，得到誘人的強(qiáng)度和韌性的組合。
在低碳范圍內(nèi)增加碳和錳的含量，均有利于增加鋼中貝氏體的含量，在空冷時(shí)得到低碳貝氏體。為防止發(fā)生先共析鐵素體和珠光體相變，還需要加入推遲上述兩種相變而較少推遲貝氏體相變的鉬、鈮、釩和硼，以合理的錳、鉬、硼相互配合。這類鋼通過控制較快的冷卻，可以得到低碳馬氏體組織，進(jìn)一步提高強(qiáng)度和韌性。添加微合金元素鈮可細(xì)化奧氏體晶粒提高韌性
低碳貝氏體型合金非調(diào)質(zhì)鋼的典型鋼種為12Mn3B，鍛后空冷后可得到低碳粒狀貝氏體組織。低碳馬氏體型合金非調(diào)質(zhì)鋼的典型鋼為BHS系列，含有0.05％～0.25％C、1.6％～2.0％Mn、0.40％～0.50％Mo、0.05％Nb。其中BHS-1鋼在熱鍛后空冷或直接淬火，然后不再經(jīng)過任何熱處理即可制造零件。BHS-1鋼鍛后空冷得到貝氏體+馬氏體+鐵素體混合組織。若經(jīng)直接淬火得到低碳馬氏體組織。這種鋼有較好的室溫和低溫韌性，優(yōu)良的疲勞性能，用以制造汽車的車軸、轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)節(jié)、下操縱桿等，還可用于冷鐓、冷拔，制造高強(qiáng)度緊固件。
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