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而忽视疲劳强度的情况。然而,在须经切削加工的部件(如引擎和车轮部位的热锻部件、齿轮等)上,因切削加工费占生产成本的4070,抗拉强度的上升就会降低切削性能而大幅度增加生产成本。因此,切削成本的增加就成了阻碍钢材高疲劳强度化的因素之一。
f为了解决此问题,若不增大对切削性能影响大的抗拉强度,仅提高钢的疲劳强度,就可能同时获得高疲劳强度和良好切削性能。以下介绍新日铁开发的高耐久比(疲劳强度抗拉强度)钢材的机理与特征。一般钢材的疲劳强度约为其抗拉强度的12(即其耐久比约为05左右),且耐久比值根据钢的不同强化方式而变化,对提高耐久比特别有效的是析出(也称沉淀)强化。因此,新日铁用析出强化(即将毫微尺寸的VC多量分散)成功开发了兼具高疲劳强度化和良好切削性能的高耐久比钢。图2表示非调质钢和高耐久比钢的抗拉强度、疲劳强度及耐久比。开发钢的耐久比从原来的050提高到065,虽然抗拉强度没有提高,却将疲劳强度提高130MPa(切削性能没有下降)。此开发钢的疲劳强度相当于原来耐久比05钢抗拉强度达到1000MPa时的疲劳强度水平。开发钢经热锻后放冷成为最终强度,可以作为切削性低下的非调质钢的代替材使用,从而有助汽车部件的轻量化,预计将会有广泛用途。5支撑汽车升级的住友金属特殊钢环境保护使得气体排放与环境负荷物质排放的规则变得更加严格,而在汽车部件的开发中,对于以低成本谋求低燃耗的轻量化和无Pb化(减少环境负荷物质)的要求正越来越高。以下介绍住友金属工业公司开发的代表性商品。51曲轴用钢
f曲轴是汽车引擎的主要构成部件,为实现其高功率化和轻量化,在要求进一步高强度化的同时,还需在制造工程中实现工艺合理化以减排CO2,降低生产成本。在高强度软N化曲轴用钢中加入Mo和Ti。可以在省略正火工序的条件下,改善热锻产生的晶粒粗大化和软N化处理后的表面硬度,从而使钢兼具高疲劳强度和良好弯曲矫直性。52裂化连杆用钢连杆是汽车引擎内部连接曲轴与活塞的部件,由杆和盖组成。所谓裂化,就是在整体制成为连杆后再将杆和盖裂化分开的工艺。较之原来二者分别制造的方法,此法可以在热锻和机加工方面降低生产成本。住友金属开发了加入Ti和V的高强度裂化连杆用钢,在促进部件轻量化的同时,还大幅度降低了生产成本。另外,在此连杆和上述的曲轴用钢中,因提高了切削性能而成功地减少了向钢中加入Pb这种环境负荷物质。53车轮、转向装置用钢以非调质(即不进r
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