冷鐓鋼發(fā)展簡(jiǎn)析

冷鐓鋼發(fā)展簡(jiǎn)析在全國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩和競(jìng)爭(zhēng)激烈的形勢(shì)下，在緊固件行業(yè)多年萎靡不振和競(jìng)爭(zhēng)混亂的市場(chǎng)形勢(shì)下，冷鐓鋼未來(lái)發(fā)展分析簡(jiǎn)析如下:一、中國(guó)冷鐓鋼發(fā)展趨勢(shì)，即緊固件發(fā)展趨勢(shì)冷鐓鋼的發(fā)展即是緊固件的發(fā)展，2011年緊固件全行業(yè)的總產(chǎn)量達(dá)到680萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)9.7%，再次創(chuàng)出行業(yè)歷史上的新高點(diǎn)，預(yù)計(jì)2015年中國(guó)緊固件產(chǎn)量將達(dá)到750-800萬(wàn)噸。盡管我國(guó)緊固件生產(chǎn)總量和規(guī)模早已位居世界首位，但產(chǎn)業(yè)實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力與世界前列的同行業(yè)相比尚有很大差距，“大而不強(qiáng)”、“胖而不壯”仍是經(jīng)常用來(lái)形容我國(guó)緊固件的詞語(yǔ)。在我國(guó)新型工業(yè)化的進(jìn)程中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)“十二五”發(fā)展的大格局中，技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，世界格局變化及國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)走向，都將對(duì)緊固件制造轉(zhuǎn)型升級(jí)產(chǎn)生重大影響。國(guó)內(nèi)緊固件用原材料基本是熱軋狀態(tài)，有1/5存在開(kāi)裂問(wèn)題，緊固件生產(chǎn)企業(yè)不得不在拉拔、退火工序進(jìn)行材料的改制。對(duì)于高強(qiáng)度緊固件，原材料冷鐓成形后，還需進(jìn)行最終球化退火處理以提高性能。這些處理工序不但增加成本，而且污染環(huán)境，特別對(duì)于中小企業(yè)，由于不具備保護(hù)氣氛熱處理?xiàng)l件，常常會(huì)導(dǎo)致表面氧化和脫碳，嚴(yán)重影響標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量，結(jié)合緊固件綠色發(fā)展的走向，冷鐓鋼發(fā)展方向?yàn)榉钦{(diào)質(zhì)鋼、硼鋼和超細(xì)品粒鋼，即使用節(jié)能型非調(diào)質(zhì)鋼和免退火或簡(jiǎn)化退火的熱軋線(xiàn)材、抗延遲斷裂用鋼，而免熱處理的非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼備受關(guān)注。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的冷鐓鋼品牌在增加，產(chǎn)量在增長(zhǎng)，質(zhì)量在改進(jìn)。如寶鋼、湘鋼、包鋼、太鋼、邢鋼、馬鋼、南鋼、沙鋼、日鋼、青鋼等等。而且大部分鋼廠生產(chǎn)的冷鐓鋼都有自己的特色，如寶鋼的產(chǎn)品質(zhì)量最好，銷(xiāo)售價(jià)格最高，品牌效應(yīng)最高；邢鋼的合金鋼形成品牌；馬鋼的免退火鋼品牌；青鋼的單雙規(guī)格生產(chǎn)、湘鋼性?xún)r(jià)比最高的ML40Cr鋼；太鋼的不銹鋼；日鋼的低成本鋼等等。要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈殘酷的鋼鐵市場(chǎng)中爭(zhēng)取冷鐓鋼的一片市場(chǎng)，必須結(jié)合冷鐓鋼的發(fā)展趨勢(shì)走出青鋼冷鐓鋼的特色。二、非調(diào)質(zhì)鋼、硼鋼和超細(xì)晶粒鋼特色介紹從節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境出發(fā)，對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)件之一的緊固件，如何追求更加合理的設(shè)計(jì)和輕量化的要求，這時(shí)，對(duì)使用的原材料提出了更高的要求。因此，最有效的措施是制造工藝流程更趨合理和提高緊固件冷鐓鋼的使用強(qiáng)度。（一）非調(diào)質(zhì)鋼非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼通過(guò)采用微合金化、控軋控冷等強(qiáng)韌化方法，在加工緊固件過(guò)程中可省略冷拔前的球化退火和成形后的淬火回火處理，還可減少螺紋部分的脫碳傾向，提高成品率，因此，經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。由于非調(diào)質(zhì)鋼在冷鐓時(shí)的硬度較線(xiàn)材高，使得冷鐓復(fù)雜形狀的凸緣類(lèi)螺栓時(shí)產(chǎn)生裂紋的機(jī)率較高，而且冷鐓模具壽命有所降低。為此，非調(diào)質(zhì)鋼制造的螺栓主要為8.8級(jí)，加工量少的10.9級(jí)雙頭螺栓也可采用非調(diào)質(zhì)鋼制造，或者變形量小的“U”型螺栓。日本8.8T級(jí)的螺栓大都用微合金非調(diào)質(zhì)鋼制造。發(fā)達(dá)國(guó)家冷鐓鋼產(chǎn)業(yè)已基本形成規(guī)模，重點(diǎn)是根據(jù)用戶(hù)的要求改善冷鐓鋼材料的質(zhì)量性能。如日本大同為降低標(biāo)準(zhǔn)件材料成本和加工成本，推出了多種不銹鋼螺栓和螺釘用鋼；日本精線(xiàn)為適應(yīng)建筑行業(yè)要求，開(kāi)發(fā)了具有良好耐蝕和冷鐓性能，通過(guò)淬回火硬化的馬氏體冷鐓鋼；愛(ài)知制鋼公司開(kāi)發(fā)了AUS系列冷鍛用不銹鋼，分為奧氏體（A）、鐵素體（F）、馬氏體（M）及沉淀硬化系列。發(fā)達(dá)國(guó)家冷鐓線(xiàn)材具有良好的強(qiáng)塑性，優(yōu)良的拉拔性能，斷絲率較低，品粒大小僅為1?2〃m。鋼絲在熱處理時(shí)僅加熱到奧氏體和鐵素體的雙相區(qū)進(jìn)行保溫后再冷卻至室溫，奧氏體化溫度低，保溫時(shí)間短，從而熱處理后的組織細(xì)小，滲碳體尺寸較小，厚度較薄，分布均勻，呈現(xiàn)出特殊的“雙相組織”。我國(guó)生產(chǎn)非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼，組織上為低碳含錳的鐵素體加珠光體型和貝氏體型，并添加微量合金元素（V，Ti，Nb和N等），細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化元素，采用爐外精煉減少夾雜物，通過(guò)控溫軋制（鍛制）、控溫冷卻，在鐵素體和珠光體中彌散析出碳、氮化物為強(qiáng)化相，使鋼在軋制（鍛制）后不經(jīng)調(diào)質(zhì)處理即可獲得中碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后所達(dá)到的力學(xué)性能。馬鋼的免退火中碳冷鐓鋼產(chǎn)品已獲國(guó)家專(zhuān)利。（二）硼鋼為了增加緊固件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在提高鋼材性能和冶金質(zhì)量的同時(shí)，還要求減少生產(chǎn)成本，省略或簡(jiǎn)化工序，降低對(duì)能源的消耗。因此開(kāi)發(fā)了節(jié)約合金元素的低、中碳高強(qiáng)度硼鋼。其成分設(shè)計(jì)的基本原則是降低含碳量，改善鋼的冷變形能力，加入0.0005%~0.0035%的硼，以彌補(bǔ)因降碳而造成的強(qiáng)度和淬透性的損失。另外根據(jù)需要還可加適量Cr、Mn、Ti等合金兀素，進(jìn)一步提高淬透性。硼鋼的特點(diǎn)是由于少量硼代替大量合金元素，鋼材成本降低，碳和合金元素含量低，熱軋線(xiàn)材可以直接拉拔和冷鐓加工，不需要預(yù)先球化退火處理，節(jié)約了緊固件的制造成本。硼鋼作為高強(qiáng)度螺栓用的主要材料之一，淬火變形和開(kāi)裂傾向小，可用水淬處理，熱處理操作簡(jiǎn)便，改善了工作環(huán)境，不僅綜合力學(xué)性能好，在相同強(qiáng)度水平韌性較中碳鋼有明顯改善，且脫碳敏感性小。9.8級(jí)和10.9級(jí)螺栓用與ML40Cr、ML35CrMo相當(dāng)?shù)腗L35MnB、ML37CrB硼鋼制造，但是由于硼鋼的抗回火軟化能力小，其回火溫度要比SCM435、ML40Cr低60~80°C，因此用硼鋼制的10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓的延遲斷裂敏感性大。因此，開(kāi)發(fā)出低碳硼鋼，具體途經(jīng)是通過(guò)提高硼鋼中的V含量，同時(shí)降低P、S和C含量，從而改善硼鋼的綜合力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)于1992年成功地研制ML15MnVB、ML20MnVB鋼，已列入GB/T6478-2001《冷鐓和冷擠壓用鋼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。多年來(lái)用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓、缸蓋螺栓以及摩托車(chē)用高強(qiáng)度螺栓，品質(zhì)甚優(yōu)，在1000~1200MPa的強(qiáng)度范圍內(nèi)的耐延遲斷裂性能、摩擦因數(shù)相當(dāng)于或優(yōu)于SCM435鋼。（三）超細(xì)品粒鋼高強(qiáng)度螺栓屬于帶缺口零件，具有很高的缺口敏感性，容易在缺口集中部位處，桿與頭部的過(guò)渡處或螺紋根部產(chǎn)生延遲斷裂。耐延遲斷裂的具體措施之一是細(xì)化品粒。為此，近年來(lái)，大陸和國(guó)外都在進(jìn)行廣泛的研究開(kāi)發(fā)超細(xì)品粒鋼。如：日本住友金屬的ADS系列，神戶(hù)制鐵的KNDS系列，中國(guó)鋼鐵研究總院ADF等。研究表明，當(dāng)亞共析鋼的原奧氏體品粒因共析鐵素體的超量析出而超細(xì)化至亞微米尺度時(shí)，隨后發(fā)生的共析相變產(chǎn)物不論具有什么樣的形態(tài)（包括片狀）鋼材均可直接承受冷鐓成形。大連鋼廠在鋼研總院的指導(dǎo)下，在42CrMo鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低S、P、Si、Mn的含量，成功地開(kāi)發(fā)出一種1300MPa級(jí)的高強(qiáng)度螺栓鋼42CrMoVNb（ADF1），其綜合力學(xué)性能有較大幅度提高，在依維柯汽車(chē)和康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)上，作13.9-14.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓使用，突破了國(guó)際上最高只有12.9級(jí)螺栓的限制。近年來(lái)大量采用的鋼結(jié)構(gòu)用緊固件，抗