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    各國熱軋中高碳鋼板的開發現狀及其借鑒


        熱軋中高碳鋼通常是指碳質量分數在0. 25%-1.25%,同時加人鉻、鋁、釩等多種強化合金元素,具有高硬度、高韌性、良好的耐磨性和紅硬性等性能的鋼材產品,可廣泛應用于機械制造、航空航天和汽車制造等行業。國內目前對高端產品需求較大,但仍有部分品種依靠進口。國外鋼鐵企業如JFE、新日鐵住金、浦項和安賽樂米塔爾公司生產的中高碳鋼品種多、質量好、尺寸精度高、應用廣泛。因此,借鑒國外先進公司的生產經驗,加快研發中高端中高碳產品以替代進口產品意義重大。
    1國外熱軋中高碳鋼板執行標準        國外生產的熱軋中高碳鋼板產品的執行標準主要包括SAE標準、ASTM標準、EN標準和JIS標準。其中SAE標準主要包括碳鋼和合金鋼標準SAE J411, SAE系列碳鋼化學成分標準SAEJ403 ; ASTM標準主要包括合金工具鋼標準ASTMA681、碳素工具鋼標準規范ASTM A686 。 EN標準主要包括淬火十回火非合金鋼標準EN 10083-2、淬火+回火合金鋼標準EN 10083-3。 JIS標準主要包括機械結構用碳素鋼標準JIS 64051、碳素工具鋼鋼材標準JIS 64401、高速工具鋼鋼材標準JIS 64403、合金工具鋼鋼材標準JIS 64404、彈簧鋼鋼材標準JIS 64801。2國外鋼鐵企業熱軋中高碳鋼板的開發2. 1   JFE公司      JFE中高碳鋼板采用PC ( Pair- Cross)精軋機組生產,該軋機可自由改變橫向輥縫,通過合理設定、分配交叉角和彎輥力的大小,能夠消除鋼板的多種浪形,具有優良的板形控制能力。采用PC精軋機和先進的厚度控制系統可以保證產品具有較高尺寸精度,如JFE生產的SUPERHOT系列高碳鋼板的厚度精度可控制在士0. 08 mm,并且具有優良的表面質量和力學性能。      JFE生產的中高碳鋼產品主要包括機械結構用碳鋼、合金鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、彈簧鋼和高碳鉻軸承鋼。JFE中高碳熱軋鋼板牌號和執行標準如表1所示。
            表1中S35 C和S45 C鋼是JFE開發的具有優良厚度精度和表面質量的熱軋高碳汽車鋼SUPERHOT- F系列,這種高碳鋼板不僅具有優良的冷加工成形性,而且熱處理后具有合理的硬度,適用于汽車驅動部件,尤其是自動變速器回轉體部分的板金一體化成形。JFE為保證高碳鋼具有優良的加工性能,嚴格控制帶鋼的冷卻過程和球化退火溫度。SUPERHOT-F鋼的典型力學性能如表2所示,圖1為SUPERHOT一F帶鋼軋后冷卻過程示意圖。
            最近,JFE又新開發出熱軋高碳鋼板SUPERHOT-G,也屬于高碳熱軋鋼板“SUPERHOT”系列,碳質量分數為0. 35%,通過合金元素含量的優化、熱軋工序的組織控制以及球化退火熱處理工藝,保證鋼板具有與冷軋板相當的厚度精度,同時具有比S35 C和同系列鋼更優良的加工性能,并且淬火硬度與S35 C相當,適用于形狀更為復雜的汽車零部件的沖壓制造。 2. 2新日鐵住金公司       新日鐵住金中高碳熱軋帶鋼執行JIS , SAE和新日鐵住金3種產品標準,產品包括機械結構用碳鋼、工具鋼、鉻鋼、鉻鑰鋼以及硼鋼等,以黑皮、酸洗和噴丸處理3種狀態交貨。新日鐵中高碳鋼板產品分類及執行標準如表3所示。
            機械結構用碳鋼主要包括S35C,S45C,S5OC和S55 C等鋼種,該系列鋼由于淬透性較低,通常采用水淬的方式,當鋼中碳質量分數高于0. 4%時采用油淬來預防變形和應變。鋼板的回火溫度根據要求的強度和硬度進行選擇,當回火溫度高于550℃,必須進行快速冷卻來防止回火脆性。其中S35 C可以用于鏈條零部件、機械零件和摩擦板,S45 C可以用于離合器零部件、鏈條和墊圈等零件,S5OC主要用于相機的結構部件、彈簧、離合器部件、安全扣和墊圈等,S55 C廣泛用于彈簧、安全鞋及相機結構部件等。2. 3浦項公司        浦項生產的中高碳鋼板包括JIS標準的S- C系列機械結構用碳鋼、SAE標準系列結構鋼板、浦項標準系列模具鋼和工具鋼。其中,S- C系列和SAE系列產品豐富,牌號的劃分和成分的控制更加細化。浦項開發的工具鋼品種齊全,主要包括碳素工具鋼、冷加工工具鋼、熱加工工具鋼、塑料模具鋼、空氣硬化工具鋼、油淬硬化工具鋼、耐沖擊工具鋼和火焰硬化工具鋼,產品鋼質純凈,碳化物均勻,表面質量優良。 2. 4安賽樂米塔爾公司       安賽樂米塔爾公司生產的中高碳鋼包括C- E系列熱軋中高碳鋼、MTD預硬化合金鋼、工具鋼和淬火硼鋼。其中C-E系列為高附加值的中高碳鋼,該系列熱軋帶鋼典型碳質量分數為0. 3%-1. 1%,隨著含碳量的增加,熱處理后鋼板的硬度和強度也隨之提高。該類鋼在機械應用上主要用于制造鋸片、螺絲、修枝剪,汽車工業方面的應用包括制造離合器、座椅滑軌、安全帶扣和彈簧,此外鐵路運輸方面還可以用于制造車輪、車軸和緊固件等。
    3結語        國外中高碳鋼產品向高品質、高附加值方向發展,其產品質量好,品種成碳鋼、工具鋼和含硼鋼等系列化,企業同時具有JIS , ASTM, SAE和EN等多標準供貨能力。此外,結合設備、工藝及特定用途,開發出了獨有領先產品,例如:JFE公司生產的SUPERHOT系列碳素結構鋼尺寸精度和表面質量優良,加工成形性好;安賽樂米塔爾公司生產的農機具和刃具用高端材料淬火硼鋼已實現批量供貨,預硬化工具鋼保證了模具和工具制造的高精度化。

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