1、课题来源与背景 1）课题来源 本课题是与钢铁研究总院、长春一汽及山推股份共同合作的产学研用项目，该项目被列入2013年黑龙江省应用技术研究与开发计划。计划类别：黑龙江省应用技术研究与开发计划项目；项目编号：GC13A106。 2）项目背景 我国工程机械行业用的非调质钢新材料较少，急需开发新型非调质钢材料作为工程机械、卡车运动和传动部件，北满特钢与钢铁研究总院、山推股份、一汽巴勒特成立产学研用合作单位，共同研发工程机械、卡车运动和传动部件用非调质钢新材料，该材料仅山推股份、一汽巴勒特年需求量可以达10万吨。且国外市场需求前景看好。随着现代交通运输业的快速发展，对高性能非调质钢制品的需求剧增，要求其具有良好的力学性能和工艺性能。近年来，我国在非调质钢的研究开发方面取得了一定进展，非调质钢的冶金质量和性能水平得到一定提高。但面对现代交通运输业的高速发展需求，国内现有非调质钢从品种、质量和数量上都不能满足要求，仍需大量进口。因此，有必要开展节能非调质钢棒材关键技术的开发，以进一步提高我国非调质钢制品的性能水平，扩大应用范围和应用量。 2、研究目的与意义 工程机械和卡车传动系统大部分零部件均使用钢铁材料，而现代工程机械产品功率越来越大，随之机械自身重量也增加，工作的灵活性受到限制，因此需要高强轻量化的新材料来替之，以此来提高零部件运行性能，减少动力损耗，提高输出动力。 非调质钢是采用微合金化技术与控轧锻控冷工艺相结合，省去调质处理工序制造生产的节能环保型用材，目前非调质钢在国外已得到广泛应用尤其是汽车领域，但在工程机械及卡车上的应用较少，尤其国内受冶金质量和性能水平限制，现急需开发适用于工程机械及卡车传动系列的非调质钢。 本项目拟通过对合金元素对传动系用非调钢组织及性能影响规律的研究，对夹杂物、组织等主要因素对零件性能的影响，在北满特钢现有生产工艺条件下，开发出具有良好综合性能的非调质钢，进一步提高产品的力学、工艺性能及其稳定性，规范其生产应用技术，扩大应用量和应用范围，对提高产品技术经济效益具有深远意义。 3、主要论点与论据 （1）在风冷、空冷和坑冷三种锻后冷却条件下，实验料(Ф18 mm圆棒)心部冷速约为3℃/s、2.1℃/s和0.23℃/s；通过控制冷速，可以控制Rm在700～1000MPa ，Aku2在60J～200J之间。 （2）变质处理可以使硫化物的形貌由Ⅱ类变为Ⅰ+Ⅲ类，并且分布的均匀度有明显的改善； （3）通过研究，成功建立了奥氏体晶粒模型、相变组织模型和性能模型，实现对非调质钢锻造过程晶粒、组织和性能的预报，预报模型误差范围在±10％之内。为非调质钢工业化生产中实现性能及组织的在线预报和控制奠定理论基础。 （4）工业实践对内控成分进行加严处理后使化学成分偏差控制在最小范围内，实现[C]的绝对值差≤0.04%，[Mn]绝对值差≤0.15%，[V]≤0.02%，[S]≤0.015%。 （5）在试制过程中，通过三次调整化学成分及碳当量在冲击性能达到Aku250J以上时，其抗拉强度可以达到800～950MPa。通过变质处理，控制夹杂物形貌，经过控制后使其呈短棒状分布。 （6）本次工业试制生产的ADVANS 800F（FAS2241、FAS2240）非调质钢新材料各项技术质量指标全部符合设计要求，可以应用于一汽传动系和工程机械用非调质钢 4、创见与创新 1 ）非调质钢已经广泛应用于乘用车领域，受国内冶金水平及成本的限制尚未在工程机械及卡车上普及，本课题将致力于满足该领域性能要求的非调质钢新材料研究。 2）通过合理添加并控制微合金化元素成分，实现窄化学成分偏差控制，进而对对非调质钢新材料的组织、性能及夹杂物各项指标的进行更精准的控制，进而满足用户的使用要求。 3）摒弃以往多次试验来确定热加工加热冷却制度的思想，本课题首先对ADVANS 800F钢进行 C曲线的测定，给出非调质钢相变温度点、临界转变冷速等，可以更加准确地为轧制锻造提供理论数据。 4）实验室研究与热模拟相结合，对非调质钢锻造过程晶粒、组织和性能进行预报，预报误差范围在±10%之内，为非调质钢工业化生产中实现性能及组织的在线预报和控制奠定理论基础。 5）采用先进的冶炼技术，控制轧制冷却技术，优选脱氧剂、Ca处理及精细化操作来控制硫化物分布和促进弥散分布，以获得米三分布的夹杂物组织及细小的铁素体组织，进而获得优良的力学性能以满足工程机械类材料的要求。 5、社会经济效益存在的问题 本项目产品的研发及生产可安全适用于工程机械及卡车传动系零部件，其应用不仅可以满足传动系材料高强度及高疲劳寿命的要求而且也可以节省生产工序降低生产成本，此外可以大大减少对环境的污染。此项研究对提高企业竞争力，形成国内ADVANS 800F(FAS2241、FAS2240)材料自主技术知识产权，保证工程机械及卡车行车安全具有重要的意义。

东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。