近(jin)年來(lai)，為(wei)了(le)保證生產工序的(de)(de)合理(li)化和降低成本，普遍采(cai)用冷鍛(duan)的(de)(de)方式進(jin)行(xing)(xing)機械結構(gou)用部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)的(de)(de)成型加(jia)工。然而，當部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)整體(ti)或(huo)局部(bu)(bu)(bu)(bu)進(jin)行(xing)(xing)強加(jia)工的(de)(de)情況(kuang)下，在其(qi)后的(de)(de)滲碳(tan)處(chu)理(li)等熱處(chu)理(li)過程(cheng)(cheng)中(zhong)易(yi)出(chu)(chu)現(xian)奧氏體(ti)晶粒(li)局部(bu)(bu)(bu)(bu)粗大(da)即晶粒(li)異(yi)常(chang)長(chang)大(da)的(de)(de)情況(kuang)。這種(zhong)(zhong)晶粒(li)異(yi)常(chang)長(chang)大(da)會導(dao)致部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)疲(pi)勞(lao)強度(du)下降或(huo)精度(du)變(bian)差，在實際應(ying)用過程(cheng)(cheng)中(zhong)會出(chu)(chu)現(xian)各種(zhong)(zhong)問題。最近(jin)，問題經常(chang)出(chu)(chu)現(xian)在為(wei)實現(xian)高(gao)(gao)強度(du)而進(jin)行(xing)(xing)的(de)(de)高(gao)(gao)濃度(du)滲碳(tan)以及以縮短(duan)滲碳(tan)處(chu)理(li)時間(jian)為(wei)目標的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)處(chu)理(li)過程(cheng)(cheng)中(zhong)。為(wei)了(le)提高(gao)(gao)部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和強度(du)，需要開(kai)發出(chu)(chu)能抑(yi)制高(gao)(gao)溫(wen)區域晶粒(li)異(yi)常(chang)長(chang)大(da)的(de)(de)材料。

　　一(yi)直以來，采(cai)用在(zai)滲碳鋼(gang)中添加Al、Nb、Ti等元(yuan)素，使(shi)其氮化物和碳化物細小彌(mi)散(san)析(xi)出(chu)，釘扎(zha)奧氏體晶(jing)界(jie)的方法(fa)(fa)抑制晶(jing)粒異(yi)常(chang)長(chang)大。應用此(ci)方法(fa)(fa)，開發出(chu)在(zai)高溫條件下仍能(neng)確保(bao)穩(wen)定的釘扎(zha)晶(jing)粒的細小彌(mi)散(san)析(xi)出(chu)，抑制晶(jing)粒異(yi)常(chang)長(chang)大的ATOM鋼(gang)、冷(leng)鍛(duan)性(xing)(xing)能(neng)優良的ALFA鋼(gang)，并投入實際應用。然而，為了實現滲碳工(gong)序的在(zai)線化以及縮短(duan)部(bu)件生產(chan)周期，必(bi)須進一(yi)步提高滲碳溫度，如果仍采(cai)用以上方法(fa)(fa)處理滲碳鋼(gang)有出(chu)現析(xi)出(chu)物固溶、晶(jing)粒異(yi)常(chang)長(chang)大的可能(neng)性(xing)(xing)。

　　為此，科(ke)研人員開發(fa)出加工性良(liang)好、特(te)別是(shi)冷鍛性能(neng)優良(liang)且能(neng)抑制晶(jing)粒(li)異常長大的滲(shen)碳鋼(gang)。以下對這種(zhong)鋼(gang)進行(xing)詳細論述(shu)。

　　開發鋼成分設計：

　　傳統的滲碳(tan)鋼為了利(li)用AlN、NbC、TiC等析出(chu)(chu)物而添加Al、Nb、Ti合(he)金元素，但當這些(xie)釘扎(zha)析出(chu)(chu)物在高溫下出(chu)(chu)現部分固(gu)溶時(shi)，就會(hui)出(chu)(chu)現晶(jing)(jing)(jing)粒(li)異常長大(da)(da)。新開(kai)發(fa)鋼種通過(guo)避免釘扎(zha)晶(jing)(jing)(jing)界的AlN析出(chu)(chu)，使(shi)滲碳(tan)處理過(guo)程中奧氏體晶(jing)(jing)(jing)粒(li)均(jun)勻長大(da)(da)，達到(dao)抑制晶(jing)(jing)(jing)粒(li)異常長大(da)(da)的目的。同時(shi)，由(you)于開(kai)發(fa)鋼種比傳統滲碳(tan)鋼在滲碳(tan)淬(cui)火時(shi)的結晶(jing)(jing)(jing)粒(li)徑大(da)(da)，淬(cui)透性得(de)以提高，因此還可(ke)降(jiang)低為改(gai)變結晶(jing)(jing)(jing)粒(li)徑而添加的合(he)金元素量。

　　科研人(ren)員(yuan)開(kai)發(fa)出能抑制滲碳(tan)(tan)處理時晶粒異(yi)常長大的AROM鋼(gang)和以省略軟(ruan)化熱處理工序為(wei)目的ALFA鋼(gang)，并投入(ru)實際應用，還開(kai)發(fa)出高溫滲碳(tan)(tan)時仍能抑制晶粒異(yi)常長大且兼備冷加工性的滲碳(tan)(tan)鋼(gang)。

　　新開發(fa)鋼種(zhong)不是依靠釘扎(zha)晶(jing)(jing)界抑制(zhi)晶(jing)(jing)粒異常長大(da)，而(er)是通過(guo)盡量避免釘扎(zha)晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)析出(chu)而(er)達到(dao)抑制(zhi)晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。由(you)于開發(fa)鋼種(zhong)的(de)(de)(de)結晶(jing)(jing)晶(jing)(jing)粒中沒有釘扎(zha)晶(jing)(jing)粒，可(ke)促進滲(shen)碳等熱處理過(guo)程(cheng)中晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)，使之大(da)于傳統的(de)(de)(de)滲(shen)碳鋼晶(jing)(jing)粒，因此可(ke)提高淬(cui)透性(xing)。這樣不僅可(ke)減少用于提高淬(cui)透性(xing)元素的(de)(de)(de)添加量，還能提高冷加工性(xing)能。

　　傳(chuan)(chuan)統(tong)鋼(gang)種(zhong)熱鍛(duan)(duan)在1273K左右發(fa)(fa)(fa)生(sheng)晶(jing)(jing)粒異(yi)常長(chang)大，冷鍛(duan)(duan)在1223K左右發(fa)(fa)(fa)生(sheng)晶(jing)(jing)粒異(yi)常長(chang)大。ATOM鋼(gang)和ALFA鋼(gang)在抑制晶(jing)(jing)粒異(yi)常長(chang)大方(fang)面均優于(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)統(tong)鋼(gang)種(zhong)。由(you)于(yu)(yu)新開(kai)發(fa)(fa)(fa)鋼(gang)種(zhong)在高(gao)溫(wen)(wen)滲(shen)碳(tan)的條件(jian)下(xia)不發(fa)(fa)(fa)生(sheng)釘扎(zha)晶(jing)(jing)粒的固溶，因此比ATOM鋼(gang)及ALFA鋼(gang)在高(gao)溫(wen)(wen)滲(shen)碳(tan)條件(jian)下(xia)更能有效地抑制晶(jing)(jing)粒異(yi)常長(chang)大。因此，今后可(ke)將(jiang)新開(kai)發(fa)(fa)(fa)鋼(gang)種(zhong)推廣應用于(yu)(yu)為(wei)降低部件(jian)制造成本的冷鍛(duan)(duan)加工及以縮短處理時間(jian)為(wei)目的的高(gao)溫(wen)(wen)滲(shen)碳(tan)等方(fang)面。