第1个回答 2022-11-17
特钢是机械、汽车、军工、化工、家电、船舶、交通、铁路以及新兴产业等国民经济大部分行业用钢最主要的钢类。中国特钢行业承担着国防军工、高新技术产业以及机械、汽车等关键产业所需的特殊钢材品种。\x0d\x0a 世界主要特钢生产国有日本、德国、瑞典、美国、法国、意大利、西班牙、韩国等，它们占据全球90%以上特钢出口市场份额。\x0d\x0a 我国的特钢产业最初是为国防军工、航空航天配套而建的，近十几年来随着汽车工业的壮大产量快速发展。2010年全年特钢产量3400万吨，占世界比例大约为15-20%。\x0d\x0a 目前国内主要的特钢企业有32家(特钢协会会员单位)，承担我国60%以上的特钢生产任务，其余部分由普特结合的大钢企和为数众多的小民企完成，分布在华东、东北、华中等经济活跃或工业基础雄厚的地区。龙头企业：的包括东北特钢、中信特钢、石钢、宝钢特钢和淮钢等5家;专业化企业：太钢(不锈钢)、武钢(合金钢板)、天管(钢管)。国内特钢企业产品中，29%为非特钢产品(普碳钢)，特钢产品比重仅为30%，其余41%产品为优钢， 《钢铁行业“十二五”规划(草案)》指明的特种钢铁重点方向是：高速铁路、城市轨道交通、海洋工程和海上石油开采、大型和特殊性能船舶和舰艇、节能环保汽车、特高压电网等高端装备制造领域。将重点发展高速铁路用钢、高强度轿车用钢、高档电力用钢和工模具钢、特殊大锻材等关键钢材品种，研发百万千瓦火电和核电用特厚钢板以及高压锅炉管、25万千伏安以上变压器用高磁感低铁损取向硅钢等。\x0d\x0a 钢材构成是汽车最重要的材料，占车身重量的70%以上，其中特钢占比超过60%。安全性和轻量化是汽车发展永恒的两大主题，这对钢材的强度、韧性、纯净度、稳定性、耐疲劳性等均提出了很高要求，而高品质特钢正好满足这些需求，因此得到广泛应用。我国生产的汽车用特钢仍不能完全满足汽车工业发展的需求，未来进口替代的空间很大。目前，国内企业可以提供发动机、变速箱、转向器等轿车总成件使用的一般用材，但是部分钢种性能不稳定，如轴承钢纯净度、碳化物等均匀性差;发动机曲轴钢和齿轮钢、轿车和卡车的一部分棒线、汽车发动机的气阀钢、一些高强度标准件用的冷镦钢和易切削钢等目前仍需要进口。\x0d\x0a 我国目前很多大型成套装备制造的整机制造水平已达到世界一流，但关键配套零部件(轴承、齿轮、模具、弹簧、链条、液压件、气动元件、密封件、紧固件等)进口依赖严重，国产化程度很低，而零部件问题实质上就是材料问题。要实现零部件自主化将是机械行业“十二五”改造升级的关键，相关材料的开发也定会加强，特钢行业将大大受益。下面针对各种特钢种类在应用上面的用途。\x0d\x0a 弹簧钢：疲劳性能要求高\x0d\x0a 弹簧钢主要用于悬架弹簧、气门弹簧、稳定杆支撑弹簧和变速箱等。\x0d\x0a 板簧。板簧主要用于重型车辆的悬架。由于对轻便性、舒适性和可靠性的要求，对板簧的淬透性、工作应力和疲劳寿命都提出了新的挑战。一汽的主要钢材原料有60Si2MnA，55CrMnA和50CrVA。此外，我们还独立开发了一些材料，比如50CrMnSiVNb和50CrMnMoVNb。随着重型汽车的发展，板簧的负载要求逐步增加。一个弹簧片的厚度从13毫米增大到24mm甚至到50mm，因此良好的淬透性是必需的。对此，一汽又开发了一些新的材料，包括50CrMnVA和FAS3550，为轻量化板簧作出了巨大贡献。\x0d\x0a 盘簧。盘簧被广泛用于轿车和越野车，要求具有良好的抗疲劳性能和抗弹性衰减性能。盘簧材料主要是硅铬系列钢，通常需要热定形。一汽的盘簧有多种材料，如60Si2MnA，50CrVA，50CrMnVA，50CrMnSiVNb和50CrMnMoVNb等。作为稳定杆和变速箱的支撑弹簧，材质有油淬回火弹簧钢丝、低碳钢丝、55CrSi等。其中大部分是由日本和韩国的公司生产，而中国的材料不能满足性能需求。\x0d\x0a 扭杆弹簧。扭杆弹簧用于一些轻型车辆的悬挂系统，主要要求良好的抗疲劳性能。有两种热处理温度不同的材料用于扭杆弹簧，一种材料是感应淬火的碳钢45钢、40Cr钢;另一种弹簧钢需要淬火和回火，如60Si2MnA、50CrMnVA、50CrMnMoVNb和45CrNiMoVA等。\x0d\x0a 稳定杆。稳定杆是汽车转弯时使车身保持稳定的装置，形状通常比较复杂。稳定杆分空心和实心两种。中空的稳定杆可以减少30%~40%的重量，已被用于重型车辆，空心稳定杆的典型材料有30CrMoA、35CrMoA和35Mn2等。而60Si2MnA、40CrMnVA、55CrMnA和55CrSiA等常见材料用于实心稳定杆。\x0d\x0a 轴承钢：常被称作为“钢中之王”\x0d\x0a 当前世界各国所使用的轴承钢主要有5大类，即高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢、中碳轴承钢。由于轴承钢的综合质量要求很高，常被称作为“钢中之王”。除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具、丝锥等。\x0d\x0a 江阴兴澄特钢、东北特钢、大冶特钢、宝特是生产轴承钢的主要产地。主要出口为东南亚地区和欧洲。\x0d\x0a 硅钢：机械性能是关键\x0d\x0a 硅钢作为磁导材料，在驱动马达上发挥了显著的作用。它的重量占驱动电机总重量的一半以上，成本是总成本的40%。整个电力驱动马达是由硅钢电磁的性能决定的，驱动马达的稳定性深受硅钢机械性能的影响。\x0d\x0a 应用于汽车的驱动电动机与其他的驱动电机相比有其自身的特点。首先汽车的驱动电机需要的频率高。在其他行业中，驱动电机的频率通常为60~120Hz，而在汽车行业中驱动电机到1000Hz的频率。第二，因为频率高，汽车驱动马达要在200℃左右的高温下工作，这会影响材料的性能。最后，高工作频率和高转速(约12000RPM)决定了汽车电机必须要有良好的机械性能和疲劳性能。\x0d\x0a 世界上2/3的硅钢是在中国生产的，而最先进的产品则是由日本新日铁生产的。近年来，中国成为最大的硅钢供应商。但是，现在没有标准的材料和测试技术，成为一汽和整个行业研究和开发的障碍。\x0d\x0a 我们认为，电机的属性应该受到关注，比如硅钢的磁性、厚度和永久磁特性。其次，我们必须解决在电机制造中的问题，包括成形性、可焊性和硅钢热处理。最后，电机在应用程序中，硅钢的机械性能(特别是抗疲劳性能)、物理参数和绝缘层需要更深入的讨论。到目前为止，一汽已建立了硅钢的一些标准和测试技术，并不断从事着硅钢开发、应用和测试技术的研究。\x0d\x0a 同时，要共同努力解决以下几个问题。首先，钢铁企业生产用于汽车的电机硅钢应该具有较高的经济效率和可靠性并且环境友好。其次，我们应该制定高温和高频下硅钢的性能测试方法和标准。再其次，希望钢铁公司可以共享设计的汽车电机的数据，或者合作研究。\x0d\x0a 非调质钢：高强度和延展性\x0d\x0a 2000年以后，一汽与东北特殊钢集团有限责任公司合作，开发出断裂分离连接杆FAS2271和FAS2237、前轴钢FAS2225、曲轴FAS2239和低成本的非调质钢FAS2241。一汽为前轴还制定了FAS2340计划。\x0d\x0a 非调质钢的发展趋势是提高强度和延展性。因此，在研究和推广过程中，应注意以下几点：首先，非调质钢的应用对汽车产业和钢铁企业都有利，双方应该联手不断发展和传播这种产品。其次，我们认为应着重开发具有高强度和高延展性的非调质钢。再其次，非调质钢的标准要不断改进。最后，应持续研究低成本的非调质钢。\x0d\x0a 螺栓：汽车行业用量大\x0d\x0a 如今，汽车行业是螺栓最大的消费市场，其需求是螺栓全部销量的23.2%。中国螺栓的生产量是全球的25%左右，其中40%用于出口。中国已经成为螺栓最大的生产国和出口国。据统计，一辆汽车或轻型车辆上大约有4000个螺栓，净重50千克，而一个中型或重型车辆上大约有7500个螺栓，重90千克，其中4/5是高强度的螺栓。螺栓的成本占一个车辆的2.5%~3%，是零件总数的40%。\x0d\x0a 一汽大部分的螺栓是由吉林某紧固件公司提供的，他们使用的材料有一定的标准。比如，ML42CrMo(SCM440)钢用于12.9级螺栓，ML35CrMoZ(SCM435)钢用于10.9级螺栓，ML40Cr钢用于8.8级螺栓。高强度材料用于螺栓的例子，就是中国标准中的ML35CrMo(GB/T6478-2001)，在国际标准中被称为34CrMo(ISO863.1)。此外，德国KAMAX公司和日本AoyomaSeisakusho公司也同时生产这种材料。作为发动机部件的高强度螺栓材料通常是进口的，从德国进口的型号通常是27MnB4、23MnB4、32CrB4和32CrMo4(DINEN10263-4);从日本进口的型号通常是SCM435、SCM440(JISG4053)，材料主要用于10.9级螺栓硼钢。\x0d\x0a 2000年后，汽车和机械行业对于高耐压和轻量化的需求促使螺栓强度改善。12.9级螺栓的应用问题在世界各地的许多国家被广泛研究并得以解决。一汽通过实际使用过程中遇到的问题，给钢材供应商提出一些建议。首先，螺栓钢的质量和可靠性有待提高。减少硫、磷元素含量以提高钢铁纯度，能够提高钢的延展性，继而提高螺栓的可靠性和工作寿命。其次，钢铁企业应加强对产品品质的完善，研发耐高温的螺栓。\x0d\x0a 齿轮钢：测试标准不断建立\x0d\x0a 在一汽，齿轮钢主要用于发动机、变速箱和车桥。一汽之前使用的是由苏联开发的铬锰钛系列齿轮钢。20世纪90年代引进技术后，先后自主开发了一些新钢种，包括锰铬系列钢、铬钼钢系列钢和铬镍钼系列钢。随着齿轮钢和齿轮加工设备的不断提高，一汽的齿轮钢已经达到了ISO标准中ME强度等级。现在，一汽有22种齿轮钢标准，其中7个通常使用于卡车，它们分别为20CrMnTiH、20CrMoH、22CrMoH、20CrNiMoH、SAE8620H、FAS3220H和FAS3420H。\x0d\x0a 在开发齿轮钢的过程中，须进行大量实验材料的性能测试，其中6项测试包括绘制CCT曲线和TTT曲线、旋转弯曲疲劳试验、弯曲疲劳试验、热处理后的接触疲劳试验、变形实验和基本特性实验。齿轮钢的质量应由钢材供应商严格控制，包括硬化能力和条带状结构。一汽希望与钢铁企业合作，制定齿轮钢的带状结构标准。\x0d\x0a 碳结钢：具有较好的机械性能和加工性能\x0d\x0a 质碳素结构钢简称碳结钢.。具体的讲就是其含碳量小于0.08%。与普碳钢相比，其质量较优，有严格的化学成分并且要求保证力学性能指标，磷、硫等有豁杂质含量较低的优质碳素结构钢。\x0d\x0a 碳结钢的种类，按含锰量不同可分为正常含锰量(0.25%-0.80%)和较高含锰量(0.70%-1.20%)两组，后者有较好的机械性能和加工性能。 碳结钢的种类，按含碳量不同分为三类：低碳钢、中碳钢和高碳钢。\x0d\x0a 碳结钢的用途， 用于各种机械结构件、金属制品及各类工具，建造厂房、桥梁、锅炉、船舶等。碳结钢牌号以数字来表示，数字低含碳量低。低碳钢包括碳结钢牌号为：08F，10F等，具有良好的塑性和韧性，常经表面热处理制造要求表面硬而耐磨、而心部有良好真心性的零件。低碳结钢的用途在于轧制薄板，深冲制品。中碳钢包括碳结钢牌号为：15#碳结钢、20#碳结钢、35#碳结钢、45#碳结钢等，性能适中，经调质热处理有较高的综合力学性能，中碳结钢的用途在于制造尺寸较小的调质零件，包括拉杆，轴套，齿轮，活塞销，紧固件等。高碳钢包括碳结钢牌号为：50#碳结钢、55#碳结钢、60#碳结钢、75#碳结钢等，则有较高的强度和硬度，高碳结钢的用途在于制造弹簧和要求耐磨的零件。 碳结钢淬透性较差，不适用于制造对性能要求较高、截面尺寸较大或形状较复杂的零件。\x0d\x0a 碳结钢是钢材综合分类中的普通钢碳素结构钢(包括(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275)，也是按用途分类中的建筑及工程用钢中的普通碳素结构钢。