由于降重、降耗節(jié)能和性價(jià)比最優(yōu)化等優(yōu)勢使微合金非調(diào)質(zhì)鋼在國內(nèi)外汽車行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。日本汽車行業(yè)采用調(diào)質(zhì)處理的55%軸類材料和75%鍛造結(jié)構(gòu)部件均已被微合金非調(diào)質(zhì)鋼替代。同時(shí)微合金非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用還使零部件力學(xué)性能均勻性和機(jī)械加工性能得以改善，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。一汽集團(tuán)近年來開發(fā)研制了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、脹斷連桿、前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、半軸、軸頭、螺栓等非調(diào)質(zhì)鋼材料，其中部分鋼種已投入使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
商用車轉(zhuǎn)向節(jié)臂是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要安全件，起傳遞轉(zhuǎn)向力的作用，主要承受彎曲疲勞載荷，其斷裂將導(dǎo)致汽車無法轉(zhuǎn)向而引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，彎曲疲勞性能對于轉(zhuǎn)向節(jié)臂耐久性能非常重要。通常認(rèn)為，鋼材的疲勞極限與抗拉強(qiáng)度呈正比，因此采用具有靜態(tài)高強(qiáng)度鋼來制造高疲勞性能要求的汽車部件。但是不同微觀組織的鋼材其抗拉強(qiáng)度和疲勞極限比值不同，因此對于承受高疲勞載荷的彈簧、連桿、齒輪及轉(zhuǎn)向節(jié)臂這類零件的用材必須進(jìn)行疲勞性能的研究。
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C |
Si |
Mn |
P |
S |
Mo |
V |
Cu |
Ni |
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0.29 |
0.27 |
1.86 |
0.012 |
0046 |
0.01 |
0.30 |
0.012 |
0.009 |
近年來，隨著產(chǎn)品的升級換代，許多商用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加了液壓助力裝置，使得轉(zhuǎn)向節(jié)臂承載應(yīng)力進(jìn)一步加大，部件局部最大受力達(dá)到900N/mm2以上，對其用材料提出了更高的要求。為此，一汽技術(shù)中心進(jìn)行了MnV系貝氏體型轉(zhuǎn)向節(jié)臂微合金非調(diào)質(zhì)鋼的開發(fā)，并進(jìn)行了貝氏體非調(diào)鋼的彎曲疲勞性能及疲勞損傷機(jī)理等研究，證實(shí)了與調(diào)質(zhì)處理的合金結(jié)構(gòu)鋼相比，貝氏體微合金非調(diào)質(zhì)鋼具有更優(yōu)良的彎曲疲勞性能，可以滿足更高品質(zhì)產(chǎn)品的要求。
東北特鋼提供的貝氏體微合金非調(diào)質(zhì)鋼材料化學(xué)成分見下表：
新開發(fā)的貝氏體微合金轉(zhuǎn)向節(jié)臂非調(diào)質(zhì)鋼具有優(yōu)良的疲勞性能。其靜態(tài)力學(xué)性能略低于調(diào)質(zhì)處理的42CrMoH的水平，而其彎曲中值疲勞極限達(dá)到950N/mm2，遠(yuǎn)高于42CrMoH鋼調(diào)質(zhì)處理后中值疲勞極限的729N/mm2。
疲勞斷口形貌分析表明，新開發(fā)的貝氏體微合金轉(zhuǎn)向節(jié)臂非調(diào)質(zhì)鋼疲勞裂紋起源于最大拉應(yīng)力表面，疲勞裂紋擴(kuò)展路徑高低不平和起伏增加，存在二次裂紋和韌窩等，表明材料具有良好的韌性和疲勞性能。（余冶）
