2013年我國汽(qi)車(che)市場需求(qiu)在2080萬(wan)(wan)輛(liang)左右，增長率(lv)為(wei)7%。預計2015年我國汽(qi)車(che)總量(liang)將(jiang)達(da)到2350萬(wan)(wan)輛(liang)，2020年將(jiang)達(da)到2500萬(wan)(wan)輛(liang)。汽(qi)車(che)的發展(zhan)正朝著高功(gong)率(lv)輸出(chu)、輕量(liang)化、高性(xing)能(neng)、長壽命、降(jiang)低噪聲(sheng)、運行平穩、安全可靠、環保、節能(neng)、經濟(ji)低成本、易加工、多品種(zhong)等方向(xiang)發展(zhan)。汽(qi)車(che)零(ling)部(bu)件(jian)(jian)用鋼是(shi)汽(qi)車(che)的關鍵零(ling)件(jian)(jian)，是(shi)保證汽(qi)車(che)運行性(xing)能(neng)核心部(bu)件(jian)(jian)的制造材(cai)料。汽(qi)車(che)的發展(zhan)方向(xiang)對汽(qi)車(che)零(ling)部(bu)件(jian)(jian)用鋼的發展(zhan)提(ti)出(chu)了更高的要求(qiu)。
產品要求：高韌(ren)性、高精度、節能環保
汽(qi)車(che)零部件(jian)用(yong)鋼應用(yong)在汽(qi)車(che)內的四(si)大系統中：
發動機系(xi)統(tong)用鋼(gang)(gang)(gang)：發動機是汽(qi)車的動力之源。其中典(dian)型零(ling)件有曲軸、連桿、凸(tu)輪(lun)等(deng)以(yi)(yi)非(fei)調質鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)主，燃油噴射系(xi)統(tong)以(yi)(yi)油泵油嘴用鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)主，閥(fa)門用鋼(gang)(gang)(gang)以(yi)(yi)氣閥(fa)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)主。
變速與傳(chuan)動(dong)(dong)系統用(yong)鋼：變速與傳(chuan)動(dong)(dong)系統是一輛車的靈魂，其(qi)中齒(chi)輪圈(quan)、齒(chi)轂、齒(chi)輪、齒(chi)輪軸(zhou)以(yi)齒(chi)輪鋼為(wei)主(zhu)。傳(chuan)動(dong)(dong)系統更像是動(dong)(dong)物(wu)的腰(yao)部和脊椎，包(bao)括傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)、半軸(zhou)、前軸(zhou)等，以(yi)傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)用(yong)鋼為(wei)主(zhu)。
懸掛與(yu)轉(zhuan)向(xiang)(xiang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)用(yong)鋼：懸架系(xi)統(tong)(tong)(tong)就是汽車的腿，包括(kuo)懸架簧、穩定(ding)桿(gan)、扭力桿(gan)、減震器等，以彈簧鋼為主。轉(zhuan)向(xiang)(xiang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)是汽車的行駛方(fang)向(xiang)(xiang)，包括(kuo)萬(wan)向(xiang)(xiang)節(jie)、球(qiu)頭、轉(zhuan)向(xiang)(xiang)機、輪轂、軸承等，其(qi)中(zhong)輪轂、軸承以軸承鋼為主，萬(wan)向(xiang)(xiang)節(jie)、球(qiu)頭、轉(zhuan)向(xiang)(xiang)機等以齒輪鋼為主。
標準件系統用(yong)鋼(gang)：以緊固件用(yong)冷鐓鋼(gang)為主。
汽(qi)車行業(ye)應用系統要(yao)求：汽(qi)車零部件具有高(gao)(gao)性能(neng)、長壽命、易加工、低噪音、表面精(jing)度高(gao)(gao)、高(gao)(gao)強度的特(te)性；實現(xian)汽(qi)車的輕(qing)量(liang)化(hua)與緊(jin)湊化(hua)，通過提高(gao)(gao)效率來減少CO2排放。
汽(qi)(qi)車行業對材料(liao)的要求是：汽(qi)(qi)車零(ling)部(bu)件(jian)用鋼具有高(gao)強韌性、易切削、高(gao)尺寸精(jing)度、低合金化、環境友好、省略熱處理的特(te)點。汽(qi)(qi)車零(ling)部(bu)件(jian)用鋼材料(liao)發展共(gong)性技術發展趨勢見附表。
技術趨(qu)勢：精確控制、均(jun)勻成(cheng)分、微合金化
汽車(che)的科技(ji)進步帶動了汽車(che)零部件的科技(ji)發展，而零部件的科技(ji)發展又促進了汽車(che)的科技(ji)進步和科技(ji)創新(xin)。
高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)齒輪鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)彈(dan)簧(huang)鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)非調質(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)緊固件用鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)軸(zhou)承鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)氣閥(fa)鋼(gang)(gang)(gang)是汽車零(ling)部(bu)件用鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)使用特(te)(te)殊(shu)合金鋼(gang)(gang)(gang)要求較(jiao)高(gao)(gao)的關鍵材料(liao)代表。汽車零(ling)部(bu)件用高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)特(te)(te)鋼(gang)(gang)(gang)朝著輕量化、高(gao)(gao)性能、長(chang)壽(shou)(shou)命、運行(xing)平穩、低噪音、安全性、節能、低成本、易(yi)加工、多品(pin)種等方(fang)向(xiang)發展(zhan)。汽車零(ling)部(bu)件用高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)(zhi)特(te)(te)鋼(gang)(gang)(gang)的技術(shu)質(zhi)(zhi)量發展(zhan)方(fang)向(xiang)是鋼(gang)(gang)(gang)材高(gao)(gao)強韌(ren)性、高(gao)(gao)純凈度、高(gao)(gao)均勻性、超細晶粒度、高(gao)(gao)表面質(zhi)(zhi)量、長(chang)疲勞壽(shou)(shou)命。
高品(pin)質(zhi)齒輪鋼(gang)的(de)發展趨(qu)勢(shi)。高品(pin)質(zhi)齒輪鋼(gang)在品(pin)種多樣化、易切削、環保、低合金(jin)化降(jiang)低成(cheng)本、低噪聲(sheng)、運行平穩、鋼(gang)材均勻性好(hao)、熱處理變(bian)形小等(deng)方面不斷(duan)發展。
評價齒(chi)輪鋼的技術(shu)質量特性值(zhi)集中在淬透性、純凈度、晶粒(li)度、帶狀組織等方面(mian)。
淬(cui)透性的(de)高(gao)低(di)和(he)淬(cui)透性值的(de)穩定(ding)性是(shi)評價(jia)齒(chi)輪(lun)鋼質(zhi)量的(de)重要指(zhi)標。淬(cui)透性帶控制的(de)追求目標是(shi)3HRC。
齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)的(de)(de)潔凈度對齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)疲勞壽(shou)命的(de)(de)影響已越來越受(shou)到人們的(de)(de)關(guan)注。鋼(gang)中存(cun)在的(de)(de)氧化(hua)物和硫化(hua)物夾雜，以(yi)及有(you)害(hai)元素如(ru)N、H、O、P、S 等，會降低鋼(gang)材的(de)(de)力(li)學(xue)性能，惡化(hua)鋼(gang)材的(de)(de)工藝性能，從而影響汽車滲碳(tan)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命。齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)氧含量控(kong)制的(de)(de)追(zhui)求目標(biao)是[O]10ppm。高(gao)品質(zhi)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)中禁(jin)止(zhi)加Ti、Ca，且規(gui)定鋼(gang)中Ti0.01%、Ca0.0005%。非金屬夾雜物控(kong)制的(de)(de)追(zhui)求目標(biao)是A2級、B2級、C1級、D1級。
晶粒大小是(shi)齒(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)(gang)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要指標。齒(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)(gang)中細(xi)(xi)小均(jun)勻的(de)奧氏(shi)體(ti)晶粒淬火后得到細(xi)(xi)馬氏(shi)體(ti)組織，明顯改善齒(chi)(chi)輪(lun)的(de)疲勞性(xing)(xing)能，同(tong)時減少齒(chi)(chi)輪(lun)熱處理后的(de)變形量。細(xi)(xi)小均(jun)勻的(de)奧氏(shi)體(ti)晶粒度(du)(du)對零件的(de)強(qiang)度(du)(du)、韌性(xing)(xing)均(jun)有(you)特(te)殊貢獻。特(te)別是(shi)對提(ti)高齒(chi)(chi)輪(lun)的(de)斷(duan)裂韌性(xing)(xing)，增強(qiang)齒(chi)(chi)輪(lun)的(de)脆斷(duan)抗力具有(you)重(zhong)要意(yi)義。齒(chi)(chi)輪(lun)鋼(gang)(gang)晶粒度(du)(du)要求6級(ji)。目前國際上為獲得高溫（>
960℃）滲(shen)碳齒輪鋼(gang)，冶煉(lian)時(shi)添加或復合添加微合金(jin)元素Nb、V、Zr等，在鋼(gang)中形成合金(jin)碳氮化物，鋼(gang)的(de)晶粒度(du)8級(ji)。
帶狀組(zu)織是鋼(gang)的組(zu)織缺陷。對齒(chi)輪鋼(gang)而言，嚴重的帶狀組(zu)織將影響滲碳的均(jun)勻(yun)性，增加淬(cui)火(huo)變形程度，使(shi)滲碳齒(chi)輪尺寸精度差。因此，齒(chi)輪鋼(gang)的帶狀組(zu)織控制的追求(qiu)目標是不(bu)大于2級。
高品(pin)質(zhi)(zhi)非(fei)調(diao)質(zhi)(zhi)鋼的(de)發展趨勢(shi)。非(fei)調(diao)質(zhi)(zhi)鋼是(shi)(shi)在中(zhong)、低(di)碳鋼或中(zhong)、低(di)碳錳鋼中(zhong)添加微(wei)合金元素（V、Ti、Nb、Al、B或N），通過(guo)控軋(鍛(duan))控冷工藝(yi)，充分(fen)發揮沉淀強(qiang)化(hua)、細晶(jing)強(qiang)化(hua)和相變強(qiang)化(hua)等作(zuo)用(yong)，使(shi)鋼材(cai)在熱軋（鍛(duan)）后無須調(diao)質(zhi)(zhi)處理，其(qi)強(qiang)度和硬度可達到調(diao)質(zhi)(zhi)鋼水平，同(tong)時(shi)具有一定塑性、韌(ren)性的(de)高效(xiao)節能鋼。非(fei)調(diao)質(zhi)(zhi)鋼是(shi)(shi)同(tong)時(shi)滿足高性能和低(di)成本要求(qiu)的(de)環境友好型鋼材(cai)。
汽車(che)曲軸(zhou)、連桿、前(qian)軸(zhou)、半軸(zhou)、工(gong)字梁、轉(zhuan)向(xiang)節、轉(zhuan)向(xiang)節臂、凸(tu)輪(lun)軸(zhou)等用鋼(gang)(gang)材料的選擇(ze)，呈(cheng)現以非調質(zhi)鋼(gang)(gang)逐(zhu)漸代替調質(zhi)鋼(gang)(gang)的趨勢。其(qi)中，從減少(shao)加工(gong)工(gong)序、提高(gao)生產率(lv)出發，對連桿用鋼(gang)(gang)材料的選擇(ze)正呈(cheng)現以漲(zhang)(zhang)斷材料逐(zhu)漸代替非漲(zhang)(zhang)斷材料的趨勢。
評(ping)價非(fei)調(diao)質(zhi)鋼技術質(zhi)量(liang)的特(te)性(xing)值包括碳(tan)當(dang)量(liang)、碳(tan)偏(pian)析、氧(yang)含(han)量(liang)、晶(jing)粒(li)度(du)、脫碳(tan)層(ceng)(ceng)、力(li)學性(xing)能、鐵素(su)(su)體(ti)含(han)量(liang)、夾雜物水(shui)平等。例如，碳(tan)當(dang)量(liang)范圍值控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標是0.02%。鋼材全截面的碳(tan)偏(pian)析控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標為0.03%。奧氏體(ti)晶(jing)粒(li)度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標為不(bu)粗于8級。顯微(wei)組(zu)織應為珠光體(ti)+鐵素(su)(su)體(ti)。脫碳(tan)層(ceng)(ceng)要(yao)求鋼材每邊脫碳(tan)深度(du)（鐵素(su)(su)體(ti)+過渡層(ceng)(ceng)）控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標是鋼材直徑的0.5%。氧(yang)含(han)量(liang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標為15ppm。帶狀組(zu)織控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的追(zhui)求目(mu)標是1.5級。
高(gao)品(pin)質彈(dan)(dan)簧鋼(gang)(gang)的發展(zhan)趨勢(shi)。影響彈(dan)(dan)簧設計(ji)應力的兩個最主要因素(su)是抗疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)和(he)(he)抗彈(dan)(dan)減性(xing)能(neng)，成為當今彈(dan)(dan)簧鋼(gang)(gang)研究和(he)(he)發展(zhan)的主題。目前彈(dan)(dan)簧鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)種(zhong)向經濟性(xing)和(he)(he)高(gao)性(xing)能(neng)化方向發展(zhan)，新一代超高(gao)強(qiang)度(du)彈(dan)(dan)簧鋼(gang)(gang)具有以(yi)下特(te)征：超高(gao)強(qiang)度(du)—韌(ren)塑性(xing)，即抗拉強(qiang)度(du)2000MPa，斷(duan)面收縮(suo)率50%；高(gao)的疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)和(he)(he)耐腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)；優良的耐彈(dan)(dan)減性(xing)能(neng)。
另外，高品質彈簧(huang)(huang)鋼(gang)要求具有良好的(de)經(jing)濟性(xing)。其新(xin)型(xing)鋼(gang)種的(de)研究開發，一方面是通過(guo)優化現有彈簧(huang)(huang)鋼(gang)的(de)合金(jin)元(yuan)素含量并添(tian)加微(wei)合金(jin)化元(yuan)素，將碳含量降(jiang)低并添(tian)加V 和Nb等；另一方面是在(zai)現有鋼(gang)種基本不變(bian)的(de)情況(kuang)下(xia)(xia)，通過(guo)形變(bian)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理、感應熱(re)處(chu)(chu)(chu)理和在(zai)線熱(re)處(chu)(chu)(chu)理等工藝，在(zai)充分保證經(jing)濟性(xing)的(de)前(qian)提下(xia)(xia)實(shi)現超高強度化。目前(qian)國(guo)外形變(bian)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理和感應熱(re)處(chu)(chu)(chu)理工藝已廣泛用于(yu)實(shi)際(ji)生產(chan)，使在(zai)線彈簧(huang)(huang)鋼(gang)絲經(jing)過(guo)油淬—回火熱(re)處(chu)(chu)(chu)理工藝。
高(gao)品質冷鐓(dui)鋼的(de)發展趨勢。汽(qi)車(che)行業對(dui)高(gao)精(jing)度(du)、高(gao)強度(du)緊(jin)固件(jian)(jian)，鋼結(jie)構連接副和非標異型(xing)件(jian)(jian)的(de)需求日益高(gao)漲，因此對(dui)高(gao)純凈度(du)、高(gao)性(xing)能、高(gao)質量的(de)冷鐓(dui)鋼需求也(ye)更為迫切(qie)。在(zai)把緊(jin)固件(jian)(jian)轉變成多(duo)用途(tu)的(de)高(gao)精(jing)密汽(qi)車(che)零(ling)部件(jian)(jian)的(de)過(guo)程(cheng)中，技(ji)術進步起到關(guan)鍵(jian)作用。
冷(leng)鐓鋼的(de)(de)發展方向是非(fei)(fei)調質鋼、硼鋼和超細(xi)晶(jing)粒鋼，而(er)免熱處理(li)的(de)(de)非(fei)(fei)調質冷(leng)鐓鋼備受(shou)關注。非(fei)(fei)調質冷(leng)鐓鋼通過采用微合金(jin)化、控軋控冷(leng)等強(qiang)韌(ren)化方法(fa)，在加(jia)工緊固件(jian)過程(cheng)中(zhong)可(ke)省略冷(leng)拔前的(de)(de)球化退(tui)火和成形后的(de)(de)淬火回火處理(li)，還可(ke)減少螺紋部分的(de)(de)脫碳傾向，提高成品率。
評價高品質冷(leng)鐓鋼(gang)技術(shu)質量(liang)的特(te)性值包括冷(leng)鐓性、脫(tuo)碳層(ceng)、表面質量(liang)等(deng)。冷(leng)鐓性控制的追(zhui)求目(mu)標(biao)(biao)是(shi)1/5，脫(tuo)碳層(ceng)控制的追(zhui)求目(mu)標(biao)(biao)是(shi)熱軋態脫(tuo)碳層(ceng)直徑0.3%D。
高(gao)品質軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)的發展趨(qu)勢。軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)主要(yao)用于(yu)制造(zao)滾動(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)的滾動(dong)體和(he)套圈。軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)應具備(bei)(bei)長(chang)壽命、高(gao)精度(du)、低發熱量、高(gao)速性(xing)、高(gao)剛(gang)性(xing)、低噪音(yin)、高(gao)耐(nai)磨性(xing)等特性(xing)，因此要(yao)求軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)應具備(bei)(bei)高(gao)硬度(du)、均(jun)勻(yun)硬度(du)、高(gao)彈性(xing)極限、高(gao)接觸疲勞強度(du)、必需的韌性(xing)、一定的淬透性(xing)、在大(da)氣的潤(run)滑(hua)劑(ji)中(zhong)的耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)。為(wei)了達到上(shang)述性(xing)能(neng)要(yao)求，軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)的化(hua)學成分均(jun)勻(yun)性(xing)、非金(jin)屬夾雜物含量和(he)類型、碳化(hua)物粒度(du)和(he)分布、脫碳等要(yao)求嚴格。軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)總(zong)體上(shang)向(xiang)高(gao)質量、高(gao)性(xing)能(neng)和(he)多(duo)品種(zhong)方向(xiang)發展。
評價軸(zhou)(zhou)承(cheng)材(cai)(cai)料的(de)(de)質(zhi)量(liang)主要看材(cai)(cai)料的(de)(de)純凈(jing)(jing)度(du)和(he)均(jun)勻(yun)性。材(cai)(cai)料的(de)(de)純凈(jing)(jing)度(du)是指(zhi)材(cai)(cai)料中的(de)(de)夾(jia)雜物盡量(liang)少。材(cai)(cai)料的(de)(de)均(jun)勻(yun)性是指(zhi)材(cai)(cai)料中的(de)(de)夾(jia)雜物和(he)碳(tan)化(hua)物顆粒(li)細小、彌散。具體而言，軸(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)主要向高潔(jie)凈(jing)(jing)度(du)和(he)性能(neng)多樣化(hua)兩個方向發展。提(ti)高軸(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)的(de)(de)潔(jie)凈(jing)(jing)度(du)，特別(bie)是降(jiang)低鋼(gang)中的(de)(de)氧(yang)含(han)量(liang)，可以明顯延長軸(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)(de)壽命(ming)。軸(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)氧(yang)含(han)量(liang)控(kong)制(zhi)的(de)(de)追求目標為5ppm，鋼(gang)中氧(yang)化(hua)物夾(jia)雜控(kong)制(zhi)的(de)(de)追求目標為夾(jia)雜物尺(chi)寸10m，鈦(tai)含(han)量(liang)控(kong)制(zhi)的(de)(de)追求目標為5ppm，氮含(han)量(liang)控(kong)制(zhi)的(de)(de)追求目標為30ppm。
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