汽車傳動系統連桿用鋼45M5UA2高硫鋼的研制

劉占東，崔 波

（建龍北滿特殊鋼有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

汽車連桿用45M5UA2屬于高硫鋼合金元素少，有強度、塑性、有較高的疲勞壽命要求。在汽車零部件的生產加工過程中，切削費用占整個加工費用的50%。故降低切削費用，提高勞動生產率是全部汽車生產廠的迫切要求。

1 材料設計

（1）成分設計。實踐證明控制C、Mn是為了減少鋼材軋制后的表面硬度，使鋼材更易于加工；提高Cr含量是為了保證減少的C、Mn成分后，鋼材的淬透性仍然滿足鋼材的技術質量指標，保證鋼材的使用性能。淬透性作為鋼材的重要質量指標之一，對鋼材后續加工成零件后的機械性能影響很大。淬透性是鋼材經過淬火后檢驗其淬硬層深度的能力。鋼材在使用及加工過程中，需保證零件的整個截面被淬透，這樣保證了零件的整個截面上的力學性能的均勻性。高硫鋼45M5UA2歐標及優化成分見表1。

表1 高硫鋼45M5UA2化學成分設計

（2）試制工藝。采用電爐冶煉+LF、VD精煉→連鑄→軋制工藝。電爐冶煉采用熔氧結合，及早造泡沫渣埋弧操作，出鋼吹氬，防止鋼水氧化。精煉使用Al線預脫氧，輔以C粉、Al粉擴散脫氧。連鑄采用四機四流弧形連鑄機進行澆鑄及電磁攪拌技術。軋制采用側進側出步進梁式加熱爐及平立交替的23架連軋機軋制成成品尺寸。

2 檢驗分析

（1）淬透性。提高Cr含量保證了因C、Mn的減少造成的性能降低，使鋼材的淬透性仍然滿足鋼材的技術質量指標，保證鋼材的使用性能。模擬鋼材加工成零件后的熱處理制度，并檢測末端淬透性。熱處理制度：正火溫度850±10℃，淬火溫度850±5℃。淬透性檢驗結果如圖1所示。

從淬透性結果可以看出歐洲45M5UA2原成分超出設計要求。經過成分優化后的45M5UA2，無論從滿足設計指標方面，還是從淬透性均勻性方面都要比原成分要好。在相同熱處理工藝及相同設備的條件下，原成分淬透性的差值在約1HRC，且值高于設計目標的要求；成分經過優化后，其淬透性的差值約為0.5，且全部滿足設計要求

圖1 淬透性檢驗結果

（2）帶狀。45M5UA2鋼帶狀照片如圖2所示。經過100倍下金相顯微鏡觀察，3個試樣的帶狀組織均無明顯的鐵素體條帶，帶狀級別1級。

圖2 高硫鋼45M5UA2帶狀照片

（3）非金屬夾雜物。對三組試樣進行非金屬夾雜物檢驗，檢驗結果如表2所示。

表2 非金屬夾雜物檢驗

從標2中可以看出非金屬夾雜物檢驗均低于0.5級，完全滿足設計要求。

3 結 語

經過生產試制結果來看，我們通過對C、Mn成分進行控制，提高Cr含量，減少Ni、Mo等殘余成分含量，保證產品設計的淬透性指標。通過對冶煉過程的設計及控制，保證了產品高倍（夾雜物等）及淬透性指標，進而保證客戶的使用性能。