汽车传动系统连杆用钢45M5UA2高硫钢的研制

刘占东，崔 波

（建龙北满特殊钢有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161041）

汽车连杆用45M5UA2属于高硫钢合金元素少，有强度、塑性、有较高的疲劳寿命要求。在汽车零部件的生产加工过程中，切削费用占整个加工费用的50%。故降低切削费用，提高劳动生产率是全部汽车生产厂的迫切要求。

1 材料设计

（1）成分设计。实践证明控制C、Mn是为了减少钢材轧制后的表面硬度，使钢材更易于加工；提高Cr含量是为了保证减少的C、Mn成分后，钢材的淬透性仍然满足钢材的技术质量指标，保证钢材的使用性能。淬透性作为钢材的重要质量指标之一，对钢材后续加工成零件后的机械性能影响很大。淬透性是钢材经过淬火后检验其淬硬层深度的能力。钢材在使用及加工过程中，需保证零件的整个截面被淬透，这样保证了零件的整个截面上的力学性能的均匀性。高硫钢45M5UA2欧标及优化成分见表1。

表1 高硫钢45M5UA2化学成分设计

（2）试制工艺。采用电炉冶炼+LF、VD精炼→连铸→轧制工艺。电炉冶炼采用熔氧结合，及早造泡沫渣埋弧操作，出钢吹氩，防止钢水氧化。精炼使用Al线预脱氧，辅以C粉、Al粉扩散脱氧。连铸采用四机四流弧形连铸机进行浇铸及电磁搅拌技术。轧制采用侧进侧出步进梁式加热炉及平立交替的23架连轧机轧制成成品尺寸。

2 检验分析

（1）淬透性。提高Cr含量保证了因C、Mn的减少造成的性能降低，使钢材的淬透性仍然满足钢材的技术质量指标，保证钢材的使用性能。模拟钢材加工成零件后的热处理制度，并检测末端淬透性。热处理制度：正火温度850±10℃，淬火温度850±5℃。淬透性检验结果如图1所示。

从淬透性结果可以看出欧洲45M5UA2原成分超出设计要求。经过成分优化后的45M5UA2，无论从满足设计指标方面，还是从淬透性均匀性方面都要比原成分要好。在相同热处理工艺及相同设备的条件下，原成分淬透性的差值在约1HRC，且值高于设计目标的要求；成分经过优化后，其淬透性的差值约为0.5，且全部满足设计要求

图1 淬透性检验结果

（2）带状。45M5UA2钢带状照片如图2所示。经过100倍下金相显微镜观察，3个试样的带状组织均无明显的铁素体条带，带状级别1级。

图2 高硫钢45M5UA2带状照片

（3）非金属夹杂物。对三组试样进行非金属夹杂物检验，检验结果如表2所示。

表2 非金属夹杂物检验

从标2中可以看出非金属夹杂物检验均低于0.5级，完全满足设计要求。

3 结 语

经过生产试制结果来看，我们通过对C、Mn成分进行控制，提高Cr含量，减少Ni、Mo等残余成分含量，保证产品设计的淬透性指标。通过对冶炼过程的设计及控制，保证了产品高倍（夹杂物等）及淬透性指标，进而保证客户的使用性能。