本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)韌性轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的領(lǐng)域，具體涉及一種代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：轉(zhuǎn)向節(jié)（SteeringKnuckle）又稱(chēng)“羊角”，是汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋中的重要零件之一，能夠使汽車(chē)穩(wěn)定行駛并靈敏傳遞行駛方向。它的功用是傳遞并承受汽車(chē)前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)而使汽車(chē)轉(zhuǎn)向。在汽車(chē)行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，因此，要求其具有很高的強(qiáng)度。轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車(chē)車(chē)輪與車(chē)軸之間的關(guān)鍵連接件，它既要承受汽車(chē)在行駛中顛簸的彎曲應(yīng)力，轉(zhuǎn)向時(shí)的扭曲力，還要保證汽車(chē)在剎車(chē)時(shí)有足夠的沖擊韌性，同時(shí)還得具有良好的切削加工性，便于制造生產(chǎn)。因此要求生產(chǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)的材料在機(jī)械性能、組織結(jié)構(gòu)和切削加工性等方面有較高的技術(shù)要求。球墨鑄鐵和調(diào)質(zhì)40Cr是目前我國(guó)汽車(chē)通用轉(zhuǎn)向節(jié)材料，然后伴隨汽車(chē)輕量化、發(fā)動(dòng)機(jī)小型化和高功率大馬力的渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)的高強(qiáng)韌性、耐扭曲、抗彎曲應(yīng)力及尺寸截面性能的均勻性的要求越來(lái)越高，然而在機(jī)械加工過(guò)程中又對(duì)長(zhǎng)細(xì)、截面復(fù)雜的轉(zhuǎn)向節(jié)的車(chē)削加工和配合面的精度要求也更加苛刻。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向節(jié)：球墨鑄鐵和調(diào)質(zhì)40Cr的缺點(diǎn)：球墨鑄鐵轉(zhuǎn)向節(jié)：鑄鐵件零件材質(zhì)疏松且抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度低，易脆性斷裂，福特翼虎“羊角”斷軸事件就是因?yàn)椴捎们蚰T鐵轉(zhuǎn)向節(jié)制造，在行駛過(guò)程中顛簸的彎曲應(yīng)力，轉(zhuǎn)向時(shí)的高扭曲力承載不足而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向節(jié)斷軸，因此球墨鑄鐵轉(zhuǎn)向節(jié)越來(lái)越不適應(yīng)今天汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的需求。40Cr轉(zhuǎn)向節(jié)：調(diào)質(zhì)鍛鋼轉(zhuǎn)向節(jié)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度相比球墨鑄鐵要大大提高，且抗沖擊載荷和疲勞強(qiáng)度也要高出二個(gè)檔次。使用40Cr制造的轉(zhuǎn)向節(jié)應(yīng)用于中低端工程機(jī)械、乘用車(chē)、商用車(chē)、皮卡車(chē)還是比較滿(mǎn)足使用要求的。但是調(diào)質(zhì)40Cr淬火開(kāi)裂、彎曲變形需矯直等缺點(diǎn)是與生俱來(lái)不可避免的，因此零件的加工精度和裝配精度得不到強(qiáng)有力的保證。調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼還有一個(gè)顯著的缺陷就是其機(jī)械性能是由調(diào)質(zhì)熱處理來(lái)保證，但是轉(zhuǎn)向節(jié)形狀復(fù)雜、厚薄不均導(dǎo)致調(diào)質(zhì)后的零件的截面性能不均勻，往往使其在服役過(guò)程中在薄弱環(huán)節(jié)部位發(fā)生失效。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控軋控冷工藝技術(shù)（軋制參數(shù)）的完美結(jié)合，嚴(yán)格控制該配方的冶煉工藝及開(kāi)、終軋溫度及冷卻方式，實(shí)現(xiàn)易車(chē)削高強(qiáng)韌性轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的生產(chǎn)；采用非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)工藝制造，可以有效的避開(kāi)調(diào)質(zhì)熱處理，從而省去了調(diào)質(zhì)后的矯直、應(yīng)力消除等工序，依靠微合金化技術(shù)以及控鍛（軋）控冷來(lái)確保零件組織性能，因此非調(diào)質(zhì)鋼轉(zhuǎn)向節(jié)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能很好的克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向節(jié)的缺點(diǎn)，且降本增效，提高成材率和縮短加工周期；通過(guò)該方法生產(chǎn)出的工件的截面性能更均勻、整體承受載荷能力更強(qiáng)、優(yōu)良的切削加工性能和裝配精度越來(lái)越受到汽車(chē)配套企業(yè)的青睞；因此在中國(guó)工程機(jī)械及汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用前景是十分廣闊的；控制細(xì)小微合金化元素碳氮化物相的析出而強(qiáng)化鐵素體軟相；控制細(xì)小微合金化元素鈮、釩碳氮化物相的析出并強(qiáng)化鐵素體軟相；增加Si元素含量，使鐵素體相固溶強(qiáng)化，同時(shí)提高鋼材屈強(qiáng)比；鋼中高氮促進(jìn)VN粒子大量析出，VN能有效細(xì)化奧氏體晶粒，促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體的析出，有效的分割粗大的珠光體團(tuán)，提高非調(diào)質(zhì)鋼的沖擊韌性，并且鋼中增氮還能進(jìn)一步促進(jìn)鋼中碳氮化釩的析出，顯著發(fā)揮V的析出強(qiáng)化作用；為了進(jìn)一步改善切削加工性，還增加鋼中S元素含量；V-Nb-Ti微合金化技術(shù)的應(yīng)用，使其可以實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶+未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行控軋控冷，顯著提高非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌性；通過(guò)各成分的合理配比，實(shí)現(xiàn)了鋼的物理指標(biāo)以及各性能指標(biāo)均達(dá)到并超過(guò)設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能降低了鋼的生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼，其按照重量百分比（%）包括以下成分：C：0.35-0.42、Si：0.50-0.80、Mn：1.20-1.40、P：≤0.013、S：0.030-0.050、Cu：≤0.20、Cr：0.20-0.35、Mo：≤0.05、Al：0.010-0.035、V：0.12-0.20、Nb：≤0.035、Ti：0.007-0.020、N：0.014-0.02，其余原來(lái)Fe。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的高強(qiáng)韌性轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼，其成分還包括H和O，并且根據(jù)重量百分比，保證[H]≤2.5ppm、[O]≤20ppm。C：0.35%-0.42%C：決定鋼強(qiáng)度的重要元素。C與其它合金元素相比，成本廉價(jià)，如果能夠大量添加C則能夠降低鋼材的合金成本，而且能夠與強(qiáng)碳化物形成元素V、Ti、Mo、等結(jié)合形成碳化物，這些碳化物起到沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用，一方面有利于強(qiáng)度增加，另一方面能夠拖拽基體晶界而阻止再結(jié)晶，提高再結(jié)晶溫度；但是，如果添加大量的C，則會(huì)導(dǎo)致珠光體的片層化明顯，而珠光體的片層具有一定的方向性，會(huì)導(dǎo)致工件對(duì)于不同方向的抗拉抗壓能力差異較大，還會(huì)導(dǎo)致韌性下降，當(dāng)C含量高于0.40%，工件的（低溫）韌性降低，導(dǎo)致不適用于轉(zhuǎn)向節(jié)；因此綜合考慮成本和工件的性能，從而將C的含量限定在0.35%-0.42%的范圍內(nèi)。Si：0.50%-0.80%Si：顯著強(qiáng)化鐵素體，具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效果，又可增加鐵素體的體積分?jǐn)?shù)，有利于提高韌性，另外Si與其它合金元素相比，成本廉價(jià)，如果能夠大量添加Si則能夠降低鋼材的合金成本；但Si含量過(guò)高，將降低鋼的抗疲勞強(qiáng)度和耐久度會(huì)降低，對(duì)于應(yīng)用于轉(zhuǎn)向節(jié)這種受力頻繁并且受力方向不同的工件而言，對(duì)于抗疲勞強(qiáng)度和耐久度的要求比普通的鋼要求更高；所以綜合考慮成本和工件的性能，從而將Si的含量限定在0.50%-0.80%。Mn：1.20%-1.40%Mn：是提高非調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度，改善韌性的重要合金元素。Mn元素還可以提高VC和VN在奧氏體中的溶解度，有助于其在鐵素體中析出，一般Mn含量低于1.0%時(shí)，其強(qiáng)韌化效果不明顯，增加Mn的含量，有利于珠光體團(tuán)變細(xì)小，并減小珠光體片層間距，還使珠光體中滲碳體片的厚度減??；但是當(dāng)Mn的含量過(guò)高的時(shí)候，尤其是大于等于2.0%的時(shí)候，將提高珠光體的體積分?jǐn)?shù)，降低工件的韌性，這對(duì)于應(yīng)用于轉(zhuǎn)向節(jié)這種受力頻繁并且受力方向不同的工件而言是不利的；另外Mn具有與S結(jié)合形成硫化物、提高切削性的效果，但Mn與其它合金元素相比，成本相對(duì)而言較高；因此綜合考慮成本和工件的性能，從而將Mn的含量限定在1.20%-1.40%。P：≤0.013%P：能夠提高基體強(qiáng)度。P與其它合金元素相比，雖然成本廉價(jià)，但P在鍛造時(shí)對(duì)變形有明顯的抑制作用；但是與Cu聯(lián)合使用，提高低合金高強(qiáng)度鋼的耐大氣腐蝕性能。所以綜合考慮到工件的性能，從而將P的含量限定在≤0.013%。S：0.030%-0.050%S：由于會(huì)降低工件的韌性，原本屬于鋼中雜質(zhì)元素，應(yīng)當(dāng)盡量減少，一般應(yīng)嚴(yán)格控制在≤0.03%-0.05%。但是S由于其切屑發(fā)脆而可得到非常光澤的表面，尤其是S與Mn結(jié)合成的硫化物具有顯著提高切削性能的效果，而且S與Mn結(jié)合成的硫化物呈晶粒狀分布在晶粒內(nèi)，且在在鍛造的高溫環(huán)境中有一定的塑性，從而避免熱脆，有利于鋼的鍛造；另外，工件在切削時(shí)工件微觀上不同的組織成分形成了韌窩結(jié)構(gòu)，對(duì)于切削作用力的承受能力也不同，由于S的作用，使工件的切削時(shí)，切削刀具切削到S含量較多部位處，便會(huì)由于受力不均而使切削屑斷落，產(chǎn)生的切削屑呈較短的“C”形結(jié)構(gòu)，這樣就避免切削屑纏繞在切削刀上而導(dǎo)致切削刀的磨損；另外S與其它合金元素相比，成本廉價(jià)，如果能夠大量添加S則能夠降低鋼材的合金成本。因此綜合考慮到工件的性能和成本，從而將S的含量限定在0.030%-0.050%。Cu：≤0.20%Cu：可以改善工件的耐蝕能力，Cu可以借助沉淀硬化來(lái)提高工件的抗拉強(qiáng)度，而在那些不發(fā)生沉淀硬化的鋼中Cu能夠提高屈服強(qiáng)度；但是當(dāng)Cu>0.2%時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“銅脆”——當(dāng)Cu>0.2%時(shí)，加熱過(guò)程由于表面發(fā)生選擇性氧化，使Fe先Cu而發(fā)生氧化，而表層Cu含量即相對(duì)增加形成一層薄膜，然后向擴(kuò)散形成含Cu網(wǎng)絡(luò)，在1030℃即容易鍛裂；另外，Cu與其它合金元素相比，成本相對(duì)而言較高；因此綜合考慮成本和工件的性能，從而將Cu的含量限定在≤0.20%。Cr：0.20%-0.35%Cr：是有助于珠光體形成的重要元素，可以提高工件的強(qiáng)度以及韌性。Cr會(huì)形成安定而硬的碳化物，而且具抗蝕性、高硬度、高強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、高耐磨性，同時(shí)對(duì)塑性、韌性影響又不大；另外，通過(guò)添加V、Nb與Cr反應(yīng)可得極細(xì)彌散相，對(duì)抗蠕強(qiáng)（耐熱性）改善極為有利。當(dāng)Cr的含量小于0.20％時(shí)，得到上述效果相對(duì)較不明顯，甚至得不到上述效果，但是由于我國(guó)的Cr資源十分緊缺，應(yīng)盡量少用Cr；所以綜合考慮成本和工件的性能，從而將Cr的含量限定在0.20%-0.35%。Mo：≤0.05%Mo：細(xì)化晶粒的作用比W更強(qiáng)，所以可降低鋼的過(guò)熱傾向性，提高強(qiáng)度、硬度、熱穩(wěn)定性；Mo在鋼中會(huì)使鍛件的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度有效提升；Mo與Cr結(jié)合可大大提高淬透性，可細(xì)化晶粒，提高韌性，使鍛造加工容易；同時(shí)，Mo還可以提高鋼的沖擊韌性，非常適合于受力復(fù)雜、頻繁受到?jīng)_擊的轉(zhuǎn)向節(jié)；而且Mo可以提高珠光體的熱強(qiáng)性。但是，Mo是鐵素體形成元素，所以為了得到奧氏體，應(yīng)相應(yīng)多加Mn等奧氏體形成元素，否則當(dāng)Mo含量較多時(shí)就易出現(xiàn)鐵素體δ相或其它脆性相而使韌性降低。另外，Mo與其它合金元素相比，成本非常昂貴。因此綜合考慮成本和工件的性能，從而將Mo的含量限定在≤0.05%。Al：0.010%-0.035%Al：當(dāng)鋼中其含量小于3~5%時(shí)，可以提高鋼的抗氧化性。作為強(qiáng)烈脫氧劑加進(jìn)的Al，可生成高度細(xì)碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中；作為強(qiáng)烈脫氧劑加進(jìn)的Al，可生成高度細(xì)碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中；在改善鋼的抗氧化性的時(shí)候，鋁作為終脫氧劑，Al的含量一般限定在0.01%-0.03%，由于Al與其它合金元素相比，成本廉價(jià)，而且還會(huì)與Cr反應(yīng)，所以綜合考慮成本和工件的性能，從而將Al的含量限定在0.010%-0.035%。V：0.12%-0.20%V：能細(xì)化鋼的晶粒組織，提高鋼的強(qiáng)度，韌性和耐磨性，V還是鋼的優(yōu)良脫氧劑。V與O、N都有很大的親和力，亦是強(qiáng)碳化物元素。一般VC的彌散度很高，且極穩(wěn)定。所以它既利脫氧、脫氣得到致密細(xì)晶組織，提高塑性、韌性及高強(qiáng)度，其沖擊性能和疲勞強(qiáng)度都較無(wú)V鋼高，在高溫及低溫(＜0℃)均有高強(qiáng)度、韌性。由于VC的高度分散阻止焊縫晶粒粗大，所以可改善鋼的可焊性能。但是當(dāng)V＞0.3%時(shí)，將使回火脆性凸突顯；并且V與其它合金元素相比，成本昂貴，因此綜合考慮成本和工件的性能，從而將V的含量限定在0.12%-0.20%。Nb：≤0.035%Nb：能細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度；并且Nb的固溶強(qiáng)化作用很明顯，提高鋼的淬透性(溶于奧氏體時(shí))，增加回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用，提高鋼的強(qiáng)度、沖擊韌性。但是，鋼的硬度將隨著Nb含量的增加而降低，同時(shí)Nb雖可細(xì)化晶粒而提高鋼的韌性，但含量過(guò)高時(shí)，亦將生成鐵素體δ相或其它脆性相，而使其韌性降低，熱加工性能變壞。另外，Nb的作用與V相近，并且相比于V而言，Nb與V相近作用的效果遠(yuǎn)優(yōu)于V，但是Nb與其它合金元素相比，成本昂貴，相比于V的價(jià)格高出很多，所以綜合考慮成本和工件的性能，從而將Nb的含量限定在≤0.035%。Ti：0.007%-0.020%Ti：能細(xì)化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性，鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性；鈦在鋼中易與碳形成碳化物TiC，TiC可以降低鋼的過(guò)熱傾向性；Ti是強(qiáng)烈的鐵素體形成元素，Ti能與S作用，降低硫的熱脆作用；但是，含Ti鋼，特別是低碳之Ti鋼，往往因其鋼液粘度較大，而使其中非金屬加雜，不易分離浮出；鋼是硬度隨Ti含量的增加而降低；Ti與N、O有很大的親和力而極易成形TiN和TiO2，鋼在較低溫度時(shí)，就形成了較多的非金屬夾雜和皮下多孔等缺陷；與V一樣，Ti含量達(dá)到0.05%的時(shí)就將使鋼的矯頑力降低。而且，Ti與其它合金元素相比，成本昂貴。因此，綜合考慮成本和工件的性能，從而將Ti的含量限定在0.007%-0.020%。N：0.014%-0.02%N：N能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。N亦是強(qiáng)烈的奧氏體形成元素，在這點(diǎn)上它與Ni相似，穩(wěn)定奧氏體效果更好，比Ni作用強(qiáng)27倍，所以N有可能是代替Ni的重要元素之一；N還可在復(fù)雜的奧氏體鋼中借氮化物的析出而產(chǎn)生彌散硬化；N能提高高鉻鋼，特別是含V的的高鉻鋼的熱硬性。但是，它與合金元素生成氮化物是非金屬夾雜，更重要的是降低了合金元素的作用。鋼中氮含量高時(shí)，在250℃-450℃溫度范圍，其表面發(fā)藍(lán)，鋼的強(qiáng)度升高，沖擊韌性降低，稱(chēng)之為“藍(lán)脆”；含N鋼在退火過(guò)程中因氮化物析出而會(huì)顯著降低它的塑性。鋼中加入適量的鋁，可生成穩(wěn)定的AlN，能夠壓抑Fe4N生成和析出，不僅改善鋼的時(shí)效性，還可以阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。氮可以作為合金元素起到細(xì)化晶粒的作用。在冶煉鉻鋼，鎳鉻系鋼或鉻錳系等高合金鋼時(shí)，加入適量的氮，能夠改善塑性和高溫加工性能；在一定含量的Cr、N鋼中，必有一與其相適應(yīng)的最小Mn含量，如低于這一Mn含量，鋼在凝固時(shí)N就會(huì)逸出，而成氣孔。另外，鐵素體溶解氮的能力很低，在高壓高溫下將空氣中的N2加入鐵水，難度非常大、并且有一定的危險(xiǎn)性。當(dāng)鋼中溶有過(guò)飽和的N，在放置較長(zhǎng)一段時(shí)間后或隨后在200℃-300℃加熱就會(huì)發(fā)生N以氮化物形式的析出，并使鋼的硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降。鋼液中加入Al、Ti或V進(jìn)行固N(yùn)處理，使N固定在AlN、TiN或VN中。所以，綜合考慮成本和工件的性能，從而將N的含量限定在0.014%-0.02%。生產(chǎn)一種上述的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的方法，包括以下步驟：鐵水脫硫→LD→LF→RH→連鑄→切割→冷卻→檢驗(yàn)→判定→加熱爐加熱→控軋→冷卻→超聲+漏磁探傷→判定→包裝→稱(chēng)重→入庫(kù)。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，鐵水脫硫→LD→LF→RH→連鑄→切割→冷卻→檢驗(yàn)→判定→加熱爐加熱→控軋→冷卻→超聲+漏磁探傷→精整→判定→包裝→稱(chēng)重→入庫(kù)。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，經(jīng)過(guò)LD的高純凈度鋼精煉時(shí)，LF冶煉時(shí)將Mn范圍控制在1.10%-1.35%，RH吊包時(shí)將S線(xiàn)一次性性補(bǔ)喂到目標(biāo)值，RH破空后定氫：[H]≤2.5ppm，然后取樣測(cè)溫，根據(jù)氧氮儀分析結(jié)果進(jìn)行N-Mn線(xiàn)的補(bǔ)喂，冶煉過(guò)程中不允許補(bǔ)喂Al線(xiàn)，LF冶煉結(jié)束后根據(jù)光譜成分中Al含量來(lái)確定加入硅鈣線(xiàn)的含量，在RH真空過(guò)程中對(duì)Al2O3充分進(jìn)行變性處理；所述目標(biāo)值是指正常40Cr鋼生產(chǎn)工藝中RH吊包時(shí)S線(xiàn)補(bǔ)喂的目標(biāo)值。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，破空后立即喂入鈦線(xiàn)、氮化錳包心線(xiàn)、硫線(xiàn)調(diào)整Ti、N、S的含量。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，軟吹氬15分鐘以上待成分均勻后吊包。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，鋼料軋制前加熱的爐溫如表1所示：表1各段爐溫控制本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，控軋時(shí)候的開(kāi)軋溫度：≤1000℃、終軋溫度：≤900℃、鋼材冷卻；軋制時(shí)，工件表面溫度的溫差≤30℃。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述開(kāi)軋溫度在930℃-980℃的范圍內(nèi)。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，在終軋的時(shí)候，如果溫度高于900℃，可以在執(zhí)行終軋的軋機(jī)處等待工件溫度≤900℃之后再進(jìn)行軋制。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，成品鋼快速下冷床后進(jìn)坑冷卻，軋鋼廠加強(qiáng)入坑平直擺放控制，防止壓彎。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，成品鋼快速下冷床后進(jìn)坑緩冷，入坑溫度在300℃-400℃的范圍內(nèi)，出坑溫度≤200℃。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，控軋為正公差軋制，軋制后的工件有粗磨余量。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述工件完成軋制并冷卻后，先進(jìn)行粗磨然后再對(duì)工件進(jìn)行超聲和漏磁探傷。本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，工件經(jīng)過(guò)渦流/漏磁、超聲波探傷之后的精整步驟為：通過(guò)檢查短尺、單倍尺及定尺。本發(fā)明的有益效果在于：第一、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控軋控冷工藝技術(shù)（軋制參數(shù)）的完美結(jié)合，嚴(yán)格控制該配方的冶煉工藝及開(kāi)、終軋溫度及冷卻方式，實(shí)現(xiàn)易車(chē)削高強(qiáng)韌性轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的生產(chǎn)。第二、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，采用非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)工藝制造，可以有效的避開(kāi)調(diào)質(zhì)熱處理，從而省去了調(diào)質(zhì)后的矯直、應(yīng)力消除等工序，依靠微合金化技術(shù)以及控鍛（軋）控冷來(lái)確保零件組織性能，因此非調(diào)質(zhì)鋼轉(zhuǎn)向節(jié)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能很好的克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向節(jié)的缺點(diǎn)，且降本增效，提高成材率和縮短加工周期。第三、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)該方法生產(chǎn)出的工件的截面性能更均勻、整體承受載荷能力更強(qiáng)、優(yōu)良的切削加工性能和裝配精度越來(lái)越受到汽車(chē)配套企業(yè)的青睞；因此在中國(guó)工程機(jī)械及汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用前景是十分廣闊的。第四、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，控制細(xì)小微合金化元素碳氮化物相的析出而強(qiáng)化鐵素體軟相。第五、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，控制細(xì)小微合金化元素鈮、釩碳氮化物相的析出并強(qiáng)化鐵素體軟相。第六、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，增加Si元素含量，使鐵素體相固溶強(qiáng)化，同時(shí)提高鋼材屈強(qiáng)比。第七、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，鋼中高氮促進(jìn)VN粒子大量析出，VN能有效細(xì)化奧氏體晶粒，促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體的析出，有效的分割粗大的珠光體團(tuán)，提高非調(diào)質(zhì)鋼的沖擊韌性，并且鋼中增氮還能進(jìn)一步促進(jìn)鋼中碳氮化釩的析出，顯著發(fā)揮V的析出強(qiáng)化作用。第八、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，為了進(jìn)一步改善切削加工性，還增加鋼中S元素含量。第九、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，V-Nb-Ti微合金化技術(shù)的應(yīng)用，使其可以實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶+未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行控軋控冷，顯著提高非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌性。第十、本發(fā)明的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)各成分的合理配比，實(shí)現(xiàn)了鋼的物理指標(biāo)以及各性能指標(biāo)均達(dá)到并超過(guò)設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能降低了鋼的生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的金相結(jié)構(gòu)放大圖。圖2為本發(fā)明的珠光體結(jié)構(gòu)放大圖。圖3為本發(fā)明的沖擊斷口結(jié)構(gòu)放大圖。圖4為本發(fā)明的流線(xiàn)圖。圖5為本發(fā)明進(jìn)行切削加工后的切削屑圖。圖6為40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理后工件進(jìn)行切削加工后的切削屑圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼，其按照重量百分比（%）包括以下成分：C：0.38、Si：0.60、Mn：1.25、P：0.010、S：0.040、Cu：≤0.20、Cr：0.25、Mo：0.02、Al：0.010、V：0.15、Nb：0.015、Ti：0.010、N：0.017，另外，[H]為1.2ppm、[O]為9ppm，其余原來(lái)Fe。生產(chǎn)一種上述的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的方法，包括以下步驟：鐵水脫硫→LD→LF→RH→連鑄→切割→冷卻→檢驗(yàn)→判定→加熱爐加熱→控軋→冷卻→超聲+漏磁探傷→判定→包裝→稱(chēng)重→入庫(kù)。經(jīng)過(guò)LD的高純凈度鋼精煉時(shí)，LF冶煉時(shí)Mn的含量以1.25%為目標(biāo)，并且控制在1.20%-1.30%的范圍內(nèi)，RH吊包時(shí)將S線(xiàn)一次性性補(bǔ)喂到目標(biāo)值，RH破空后定氫：[H]的含量以1.2ppm為目標(biāo)，并且控制在≤2.5ppm的范圍內(nèi)，然后取樣測(cè)溫，根據(jù)氧氮儀分析結(jié)果進(jìn)行N-Mn線(xiàn)的補(bǔ)喂，冶煉過(guò)程中不允許補(bǔ)喂Al線(xiàn)，LF冶煉結(jié)束后根據(jù)光譜成分中Al含量來(lái)確定加入硅鈣線(xiàn)的含量，在RH真空過(guò)程中對(duì)Al2O3充分進(jìn)行變性處理；所述目標(biāo)值是指正常40Cr鋼生產(chǎn)工藝中RH吊包時(shí)S線(xiàn)補(bǔ)喂的目標(biāo)值。破空后立即喂入鈦線(xiàn)、氮化錳包心線(xiàn)、硫線(xiàn)調(diào)整Ti、N、S的含量；其中Ti的含量以0.010%為目標(biāo)，并且控制在0.007%-0.015%的范圍內(nèi)，其中N的含量以0.017%為目標(biāo)，并且控制在0.015%-0.018%的范圍內(nèi)，其中S的含量以0.040%為目標(biāo)，并且控制在0.030%-0.050%的范圍內(nèi)。軟吹氬至成分均勻后吊包，并且控制吹氬流速，保證吹氬時(shí)間大于等于15分鐘。鋼料軋制前加熱的爐溫如下：第一加熱段爐溫：下加熱溫度為≤790℃、上加熱溫度為≤750℃，第二加熱段爐溫：下加熱溫度為810℃-890℃、上加熱溫度為790℃-870℃，均熱段爐溫：下加熱溫度為1010℃-1070℃、上加熱溫度為920℃-980℃，總加熱時(shí)間為2h-3h。控軋時(shí)候的開(kāi)軋溫度為950℃、終軋溫度為900℃、鋼材冷卻；軋制時(shí)，工件表面溫度的溫差為≤30℃。在終軋的時(shí)候，如果溫度高于900℃，可以在執(zhí)行終軋的軋機(jī)處等待工件溫度為900℃之后再進(jìn)行軋制。成品鋼快速下冷床后進(jìn)坑緩冷，入坑溫度為380℃，出坑溫度為≤200℃軋鋼廠加強(qiáng)入坑平直擺放控制，防止壓彎。控軋為正公差軋制，軋制后的工件有粗磨余量。所述工件完成軋制并冷卻后，先進(jìn)行粗磨然后再對(duì)工件進(jìn)行超聲和漏磁探傷。工件經(jīng)過(guò)渦流/漏磁、超聲波探傷之后的精整步驟為：通過(guò)檢查短尺、單倍尺及定尺。實(shí)施例2代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼，其按照重量百分比（%）包括以下成分：C：0.39、Si：0.62、Mn：1.23、P：0.008、S：0.045、Cu：≤0.20、Cr：0.24、Mo：0.01、Al：0.012、V：0.14、Nb：0.016、Ti：0.012、N：0.016，另外，[H]為1.0ppm、[O]為10ppm，其余原來(lái)Fe。生產(chǎn)上述的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的方法，包括以下步驟：鐵水脫硫→LD→LF→RH→連鑄→切割→冷卻→檢驗(yàn)→判定→加熱爐加熱→控軋→冷卻→超聲+漏磁探傷→判定→包裝→稱(chēng)重→入庫(kù)。經(jīng)過(guò)LD的高純凈度鋼精煉時(shí)，LF冶煉時(shí)Mn的含量以1.23%為目標(biāo)，并且控制在1.20%-1.30%的范圍內(nèi)，RH吊包時(shí)將S線(xiàn)一次性性補(bǔ)喂到目標(biāo)值，RH破空后定氫：[H]的含量以1.0ppm為目標(biāo)，并且控制在≤2.5ppm的范圍內(nèi)，然后取樣測(cè)溫，根據(jù)氧氮儀分析結(jié)果進(jìn)行N-Mn線(xiàn)的補(bǔ)喂，冶煉過(guò)程中不允許補(bǔ)喂Al線(xiàn)，LF冶煉結(jié)束后根據(jù)光譜成分中Al含量來(lái)確定加入硅鈣線(xiàn)的含量，在RH真空過(guò)程中對(duì)Al2O3充分進(jìn)行變性處理；所述目標(biāo)值是指正常40Cr鋼生產(chǎn)工藝中RH吊包時(shí)S線(xiàn)補(bǔ)喂的目標(biāo)值。破空后立即喂入鈦線(xiàn)、氮化錳包心線(xiàn)、硫線(xiàn)調(diào)整Ti、N、S的含量；其中Ti的含量以0.012%為目標(biāo)，并且控制在0.007%-0.015%的范圍內(nèi)，其中N的含量以0.016%為目標(biāo)，并且控制在0.015%-0.018%的范圍內(nèi)，其中S的含量以0.045%為目標(biāo)，并且控制在0.030%-0.050%的范圍內(nèi)。軟吹氬至成分均勻后吊包，并且控制吹氬流速，保證吹氬時(shí)間大于等于15分鐘。鋼料軋制前加熱的爐溫如下：第一加熱段爐溫：下加熱溫度為≤790℃、上加熱溫度為≤750℃，第二加熱段爐溫：下加熱溫度為810℃-890℃、上加熱溫度為790℃-870℃，均熱段爐溫：下加熱溫度為1010℃-1070℃、上加熱溫度為920℃-980℃，總加熱時(shí)間為2h-3h?？剀垥r(shí)候的開(kāi)軋溫度為960℃、終軋溫度為890℃、鋼材冷卻；軋制時(shí)，工件表面溫度的溫差為≤30℃。在終軋的時(shí)候，如果溫度高于900℃，可以在執(zhí)行終軋的軋機(jī)處等待工件溫度為890℃之后再進(jìn)行軋制。成品鋼快速下冷床后進(jìn)坑緩冷，入坑溫度為360℃，出坑溫度為≤200℃軋鋼廠加強(qiáng)入坑平直擺放控制，防止壓彎。控軋為正公差軋制，軋制后的工件有粗磨余量。所述工件完成軋制并冷卻后，先進(jìn)行粗磨然后再對(duì)工件進(jìn)行超聲和漏磁探傷。工件經(jīng)過(guò)渦流/漏磁、超聲波探傷之后的精整步驟為：通過(guò)檢查短尺、單倍尺及定尺。實(shí)施例3代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼，其按照重量百分比（%）包括以下成分：C：0.37、Si：0.65、Mn：1.26、P：0.009、S：0.042、Cu：≤0.20、Cr：0.27、Mo：0.02、Al：0.008、V：0.17、Nb：0.017、Ti：0.008、N：0.016，另外，[H]為1.5ppm、[O]為11ppm，其余原來(lái)Fe。生產(chǎn)上述的代替40Cr調(diào)質(zhì)鋼的轉(zhuǎn)向節(jié)用非調(diào)質(zhì)鋼的方法，包括以下步驟：鐵水脫硫→LD→LF→RH→連鑄→切割→冷卻→檢驗(yàn)→判定→加熱爐加熱→控軋→冷卻→超聲+漏磁探傷→判定→包裝→稱(chēng)重→入庫(kù)。經(jīng)過(guò)LD的高純凈度鋼精煉時(shí)，LF冶煉時(shí)Mn的含量以1.26%為目標(biāo)，并且控制在1.20%-1.30%的范圍內(nèi)，RH吊包時(shí)將S線(xiàn)一次性性補(bǔ)喂到目標(biāo)值，RH破空后定氫：[H]的含量以1.5ppm為目標(biāo)，并且控制在≤2.5ppm的范圍內(nèi)，然后取樣測(cè)溫，根據(jù)氧氮儀分析結(jié)果進(jìn)行N-Mn線(xiàn)的補(bǔ)喂，冶煉過(guò)程中不允許補(bǔ)喂Al線(xiàn)，LF冶煉結(jié)束后根據(jù)光譜成分中Al含量來(lái)確定加入硅鈣線(xiàn)的含量，在RH真空過(guò)程中對(duì)Al2O3充分進(jìn)行變性處理；所述目標(biāo)值是指正常40Cr鋼生產(chǎn)工藝中RH吊包時(shí)S線(xiàn)補(bǔ)喂的目標(biāo)值。破空后立即喂入鈦線(xiàn)、氮化錳包心線(xiàn)、硫線(xiàn)調(diào)整Ti、N、S的含量；其中Ti的含量以0.008%為目標(biāo)，并且控制在0.007%-0.015%的范圍內(nèi)，其中N的含量以0.016%為目標(biāo)，并且控制在0.015%-0.018%的范圍內(nèi)，其中S的含量以0.042%為目標(biāo)，并且控制在0.030%-0.050%的范圍內(nèi)。軟吹氬至成分均勻后吊包，并且控制吹氬流速，保證吹氬時(shí)間大于等于15分鐘。鋼料軋制前加熱的爐溫如下：第一加熱段爐溫：下加熱溫度為≤790℃、上加熱溫度為≤750℃，第二加熱段爐溫：下加熱溫度為810℃-890℃、上加熱溫度為790℃-870℃，均熱段爐溫：下加熱溫度為1010℃-1070℃、上加熱溫度為920℃-980℃，總加熱時(shí)間為2h-3h。控軋時(shí)候的開(kāi)軋溫度為940℃、終軋溫度為880℃、鋼材冷卻；軋制時(shí)，工件表面溫度的溫差為≤30℃。在終軋的時(shí)候，如果溫度高于900℃，可以在執(zhí)行終軋的軋機(jī)處等待工件溫度為880℃之后再進(jìn)行軋制。成品鋼快速下冷床后進(jìn)坑緩冷，入坑溫度為350℃，出坑溫度為≤200℃軋鋼廠加強(qiáng)入坑平直擺放控制，防止壓彎?？剀垶檎钴堉?，軋制后的工件有粗磨余量。所述工件完成軋制并冷卻后，先進(jìn)行粗磨然后再對(duì)工件進(jìn)行超聲和漏磁探傷。工件經(jīng)過(guò)渦流/漏磁、超聲波探傷之后的精整步驟為：通過(guò)檢查短尺、單倍尺及定尺。根據(jù)實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的組分和工藝生產(chǎn)鍛造成的轉(zhuǎn)向節(jié)零件的機(jī)械性能如表2所示：表2各實(shí)施例轉(zhuǎn)向節(jié)的機(jī)械性能轉(zhuǎn)向節(jié)性能Rm/MPaRp0.2/MPaZ(%)A(%)AKU2/JHB標(biāo)準(zhǔn)值要求≥850≥580≥20≥10≥35250~298實(shí)施例1921628441255280實(shí)施例2911637551553278實(shí)施例3908623521758273由表2可知，用實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的組分配比的鋼各自通過(guò)實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)制造出的工件，其各項(xiàng)性能都能超出客戶(hù)的要求，并且遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；而且其成本控制合理，提高了產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)合圖1和圖2可知，所開(kāi)發(fā)非調(diào)質(zhì)鋼的組織為珠光體+沿晶界分布的網(wǎng)狀鐵素體，珠光體片層間距（約0.2um）鐵素體晶粒度級(jí)別為14級(jí)，并且非調(diào)質(zhì)鋼的珠光體形成如圖2中左下角所示的短片無(wú)序結(jié)構(gòu)，這些短片無(wú)序結(jié)構(gòu)使得工件對(duì)于個(gè)方向的沖擊性能都能得到保證。結(jié)合圖3和圖4可知，沖擊斷口形貌可為解理斷裂特征以及少量韌窩。轉(zhuǎn)向節(jié)橫截面鍛后流線(xiàn)均勻，通過(guò)韌窩的作用進(jìn)一步保證了工件對(duì)于復(fù)雜受力情況的承受能力。結(jié)合圖5和圖6可知，本發(fā)明的鋼所生產(chǎn)的工件的切削屑呈現(xiàn)C狀，相較調(diào)質(zhì)處理的40Cr鋼所生產(chǎn)的工件的連續(xù)卷曲的切削屑而言不纏刀，在切削的時(shí)候，切削屑不會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生額外的磨損，從而延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。疲勞耐久指標(biāo)是轉(zhuǎn)向節(jié)使用過(guò)程中的重要性能指標(biāo)之一。在長(zhǎng)城汽車(chē)技術(shù)中心采用型號(hào)為L(zhǎng)FH-50的動(dòng)態(tài)伺服試驗(yàn)系統(tǒng)ACT2對(duì)本發(fā)明的非調(diào)質(zhì)鋼轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行了疲勞耐久試驗(yàn)。按規(guī)定載荷和頻率對(duì)試樣加載100萬(wàn)次。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行內(nèi)部缺陷探傷。結(jié)果表明，本發(fā)明的非調(diào)質(zhì)鋼轉(zhuǎn)向節(jié)100萬(wàn)次循環(huán)后試樣無(wú)疲勞損傷，其耐久性可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及使用要求。另外，隨著該種鋼所生產(chǎn)坯料直徑的增加，可以通過(guò)提高加熱爐各段爐溫的溫度、延長(zhǎng)加熱時(shí)間或提高軋制的溫度等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)較大直徑坯料的軋制。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3