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    各国热轧中高碳钢板的开发现状及其借鉴


        热轧中高碳钢通常是指碳质量分数在0. 25%-1.25%,同时加人铬、铝、钒等多种强化合金元素,具有高硬度、高韧性、良好的耐磨性和红硬性等性能的钢材产品,可广泛应用于机械制造、航空航天和汽车制造等行业。国内目前对高端产品需求较大,但仍有部分品种依靠进口。国外钢铁企业如JFE、新日铁住金、浦项和安赛乐米塔尔公司生产的中高碳钢品种多、质量好、尺寸精度高、应用广泛。因此,借鉴国外先进公司的生产经验,加快研发中高端中高碳产品以替代进口产品意义重大。
    1国外热轧中高碳钢板执行标准        国外生产的热轧中高碳钢板产品的执行标准主要包括SAE标准、ASTM标准、EN标准和JIS标准。其中SAE标准主要包括碳钢和合金钢标准SAE J411, SAE系列碳钢化学成分标准SAEJ403 ; ASTM标准主要包括合金工具钢标准ASTMA681、碳素工具钢标准规范ASTM A686 。 EN标准主要包括淬火十回火非合金钢标准EN 10083-2、淬火+回火合金钢标准EN 10083-3。 JIS标准主要包括机械结构用碳素钢标准JIS 64051、碳素工具钢钢材标准JIS 64401、高速工具钢钢材标准JIS 64403、合金工具钢钢材标准JIS 64404、弹簧钢钢材标准JIS 64801。2国外钢铁企业热轧中高碳钢板的开发2. 1   JFE公司      JFE中高碳钢板采用PC ( Pair- Cross)精轧机组生产,该轧机可自由改变横向辊缝,通过合理设定、分配交叉角和弯辊力的大小,能够消除钢板的多种浪形,具有优良的板形控制能力。采用PC精轧机和先进的厚度控制系统可以保证产品具有较高尺寸精度,如JFE生产的SUPERHOT系列高碳钢板的厚度精度可控制在士0. 08 mm,并且具有优良的表面质量和力学性能。      JFE生产的中高碳钢产品主要包括机械结构用碳钢、合金钢、碳素工具钢、合金工具钢、弹簧钢和高碳铬轴承钢。JFE中高碳热轧钢板牌号和执行标准如表1所示。
            表1中S35 C和S45 C钢是JFE开发的具有优良厚度精度和表面质量的热轧高碳汽车钢SUPERHOT- F系列,这种高碳钢板不仅具有优良的冷加工成形性,而且热处理后具有合理的硬度,适用于汽车驱动部件,尤其是自动变速器回转体部分的板金一体化成形。JFE为保证高碳钢具有优良的加工性能,严格控制带钢的冷却过程和球化退火温度。SUPERHOT-F钢的典型力学性能如表2所示,图1为SUPERHOT一F带钢轧后冷却过程示意图。
            最近,JFE又新开发出热轧高碳钢板SUPERHOT-G,也属于高碳热轧钢板“SUPERHOT”系列,碳质量分数为0. 35%,通过合金元素含量的优化、热轧工序的组织控制以及球化退火热处理工艺,保证钢板具有与冷轧板相当的厚度精度,同时具有比S35 C和同系列钢更优良的加工性能,并且淬火硬度与S35 C相当,适用于形状更为复杂的汽车零部件的冲压制造。 2. 2新日铁住金公司       新日铁住金中高碳热轧带钢执行JIS , SAE和新日铁住金3种产品标准,产品包括机械结构用碳钢、工具钢、铬钢、铬钥钢以及硼钢等,以黑皮、酸洗和喷丸处理3种状态交货。新日铁中高碳钢板产品分类及执行标准如表3所示。
            机械结构用碳钢主要包括S35C,S45C,S5OC和S55 C等钢种,该系列钢由于淬透性较低,通常采用水淬的方式,当钢中碳质量分数高于0. 4%时采用油淬来预防变形和应变。钢板的回火温度根据要求的强度和硬度进行选择,当回火温度高于550℃,必须进行快速冷却来防止回火脆性。其中S35 C可以用于链条零部件、机械零件和摩擦板,S45 C可以用于离合器零部件、链条和垫圈等零件,S5OC主要用于相机的结构部件、弹簧、离合器部件、安全扣和垫圈等,S55 C广泛用于弹簧、安全鞋及相机结构部件等。2. 3浦项公司        浦项生产的中高碳钢板包括JIS标准的S- C系列机械结构用碳钢、SAE标准系列结构钢板、浦项标准系列模具钢和工具钢。其中,S- C系列和SAE系列产品丰富,牌号的划分和成分的控制更加细化。浦项开发的工具钢品种齐全,主要包括碳素工具钢、冷加工工具钢、热加工工具钢、塑料模具钢、空气硬化工具钢、油淬硬化工具钢、耐冲击工具钢和火焰硬化工具钢,产品钢质纯净,碳化物均匀,表面质量优良。 2. 4安赛乐米塔尔公司       安赛乐米塔尔公司生产的中高碳钢包括C- E系列热轧中高碳钢、MTD预硬化合金钢、工具钢和淬火硼钢。其中C-E系列为高附加值的中高碳钢,该系列热轧带钢典型碳质量分数为0. 3%-1. 1%,随着含碳量的增加,热处理后钢板的硬度和强度也随之提高。该类钢在机械应用上主要用于制造锯片、螺丝、修枝剪,汽车工业方面的应用包括制造离合器、座椅滑轨、安全带扣和弹簧,此外铁路运输方面还可以用于制造车轮、车轴和紧固件等。
    3结语        国外中高碳钢产品向高品质、高附加值方向发展,其产品质量好,品种成碳钢、工具钢和含硼钢等系列化,企业同时具有JIS , ASTM, SAE和EN等多标准供货能力。此外,结合设备、工艺及特定用途,开发出了独有领先产品,例如:JFE公司生产的SUPERHOT系列碳素结构钢尺寸精度和表面质量优良,加工成形性好;安赛乐米塔尔公司生产的农机具和刃具用高端材料淬火硼钢已实现批量供货,预硬化工具钢保证了模具和工具制造的高精度化。

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