汽车零部件用钢的主要国内外标准

汽车零部件用钢的主要国内外标准汽车工业对原材料的需求，品种规格多，质量要求高，数量需求大。据统计所需原材料品种规格达4000种以上，就钢材而言品种规格达500多种，比重仍占70%左右，且都有较高的质量要求。尤其近年来，安全、环保、轻量化对汽车用钢提出了更高的要求，从而推动全球的钢铁生产企业不断开发新的汽车用钢。中国汽车零部件行业近年引进技术和利用外资均大幅增加，到2004年引进技术合资的汽车零部件企业已超过1000家。汽车零部件占整车生产成本的70%以上，是汽车产业的基础和支撑。预计到2010年，中国汽车零部件国内产值将达到7000亿元左右。随着汽车产量和保有量的继续增长，今后汽车工业对以特殊钢为主要材料的汽车零部件用钢需求大幅增加，为特殊钢市场带来巨大商机。汽车零部件用钢材主要涉及碳结钢、合结钢、易切钢、弹簧钢、非调制钢、轴承钢、齿轮钢、冷镦钢、耐热钢等。主要规格：棒材φ5.0-70.0mm，钢丝φ0.5-5.0mm。涉及到的主要国家标准见表1。由于篇幅有限，主要介绍正在修订以及刚刚完成修订的几个主要标准。表1序号钢类主要国家标准号标准名称备注1碳结钢GB700-1988碳素结构钢已有新标准，正在报批中2合金钢GB3077-1999合金结构钢3易切钢GB/8731-1988易切削结构钢技术条件正在修订4弹簧钢GB1222--1984弹簧钢已有新标准，正在报批中5非调质钢GB/T15712-1995非调质机械结构钢正在修订中GB/T18254-2002高铬轴承钢6轴承钢GB/T3203-1982渗氮轴承钢技术条件7齿轮钢GB/T5216-2004保证淬透性结构钢技术条件8冷镦钢GB/T6478-2001冷镦与冷挤压用9耐热钢GB/T1221-1992钢耐热钢GB/T15712非调质钢标准非调质钢是相对于机械制造中，部分零件为获得强度和韧性的良好配合而必须采用调质处理而得名，其特点就是可不经过调质处理而获得与调质处理相当的机械性能。非调质钢用于制造载货汽车发动机连杆、曲轴、前轴、万向节叉、轮毂等。1标准的沿革GB/T15712-1995《非调质机械结构钢》，自1996年3月1日实施至今已有10年的历史了。当时，不论是国内还是国际，比较成熟的牌号是含钒铁素体加珠光体型非调质钢，所以我国非调质钢系列标准牌号有YF35V、YF40V、YF45V、YF35MnV、YF40MnV、YF45MnV，F45X、F35MnVn、F40MnV都是属于铁素体类型的。随着非调质钢研发的深入与应用领域的扩展，原标准已不适应发展的需要，尤其除了原有含V以外的Nb、Ti等微合金调质钢以及贝氏体、马氏体非调质钢的应用，原标准中提出的定义与技术内容等方面都不能适应非调质钢技术与市场发展的要求，需要及时修订。为此，将该标准列入2006年国家标准制修订计划，拟于今年年底完成审定。2修订的主要内容为了完成好本次标准的修订，在北京召开编制组会议上讨论了本标准修订的总体思路与修订的主要内容如下（以最后审定会结论为准）：1)关于采用国际标准本次修订拟修改采用ISO11692-94（E）Ferritic-pearliticengineeringsteelsforprecipitationhardeningfromhot-workingtemperatures标准。选择修改采用是因为国际标准牌号体系与在我国现有非调质钢体系牌号完全不同，因此，拟在原标准体系的基础上，结合目前我国生产与使用实际情况修改标准。2)非调质钢的定义原标准定义的非调质钢仅局限于铁素体组织，由于贝氏体与马氏体非调质钢的发展，原定义应按目前的实际情况进行修订。3)适用范围由于非调质钢锻制状态交货是不适用的，所以拟予以取消。考虑到目前有很多用户使用银亮钢材，所以拟按照ISO11692-1994增加银亮钢材的有关内容。4)牌号及化学成分牌号：根据目前生产与使用情况，本标准拟参照ISO11692-1994增加贝氏体型非调质钢牌号。化学成分：本标准拟参照ISO11692-1994修改原标准中的化学成分的有关规定。微合金元素：随着含Nb、Ti非调质钢研究不断深入，尤其是国外这方面许多研究成果的应用，在我国还没有成熟技术数据支持的情况下，为了推动非调质钢研究成果转化为生产力，考虑到V资源和价格因素，拟借鉴ISO11692：1994（E）的表述，本标准较原标准增加了“经双方协商，V的一些或所有含量可以用Nb或Ti代替，在这种情况下，V的下限含量可以协商。”5)力学性能按照ISO11692：1994（E）对热锻用非调质钢也只规定化学成分，不要求力学性能。由于热锻用非调质钢的力学性能主要取决于化学成分和用户使用的锻造工艺，而与钢材交货状态的性能没有直接关系，所以本标准参照ISO11692：1994（E）拟对力学性能进行修改。3加快标准的修订，推动非调制钢技术发展由于生产和使用非调质钢零件不经加热可直接使用，节约能源，避免固容热处理造成的裂纹与变形，力学性能均匀，经氮化处理后，耐磨性好，所以非调质钢属于高效钢材，近几年受到广泛注意，例如兴澄钢铁公司专为一汽、二汽研发易切非调质钢MnVS系列，年需求量达5000吨以上。汽车公司大约80％热锻件采用易切非调质钢，日本有代表性的汽车公司使用的全部特殊钢中，易切非调质钢占12.4％以上。可见，随着汽车产量的增大，汽车零部件用易切非调质钢的发展会非常好。我们要积极跟踪非调制钢新技术的发展，将新技术与新工艺及时纳入标准中来，加快标准修订的节奏，以推动非调制钢的新产品的市场应用。GB/T1222弹簧钢标准弹簧钢主要用于汽车减震，部分弹簧钢种应用如表2。表2部分弹簧钢种在汽车上的应用弹簧钢种应用65、70、85汽车板簧、圆形螺旋弹簧、12mm的小型弹簧55Si2Mn55SiMnB用作25mm汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧55SiMnVB汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧60SiMn60SiMnA汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧55CrMnA60CrMnA50mm的螺旋弹簧和钢板弹簧50CrVA60Si2CrVA阀门弹簧、活塞弹簧、安全阀弹簧弹簧钢有热加工用和冷成形用之分。热加工用有扁钢和圆钢，分别用来制造板簧和螺旋弹簧，钢厂提供钢材，在弹簧制造厂成形并进行热处理，得到需要的力学性能。冷成形用钢是由钢厂提供冷拔钢丝或油淬火钢丝，其力学性能是在钢厂通过冷拔和热处理得到，弹簧制造厂只需成形和进行去除应力退火即可制成产品。1标准的沿革我国最早的弹簧钢标准是1952年由苏联标准引进的，主要是硅锰系。后经历了三次修订，演变为YB8-59、YB213-64与GB1222-75。无疑这些标准的执行都促进了弹簧钢生产与应用。80年代初，随着我国改革开放与对外贸易的发展，国家提出了积极采用国际与国外先进标准的方针，弹簧钢标准采用了国际与日本标准进行了修订，演变为GB/T1222-84。该标准自1984年发布至今已将近20年历史，已不能很好地适应制造业，尤其是汽车工业技术进步的需要，因此将GB/T1222-84列入2002～2003年冶金产品国家标准制修订项目计划，于2003年10月完成了审定，由于该标准中涉及到了专利权的问题，至今还未批准发布。2修订的主要内容（1）尺寸与偏差—扩大了厚度、宽度与长度的范围在原标准中，平面扁钢厚度最大到30mm。随着汽车制造技术的进步，少片较厚簧以及变截面钢板弹簧得到了广泛应用，从而需要厚度更大的弹簧扁钢。因此，本标准将平面扁钢的厚度扩大到40mm，同时对于原有厚度规格所对应的宽度作了适当的增加。原标准中，单面双槽扁钢只有75mm宽度系列及9mm、10mm、11mm三个厚度。现东风汽车公司等已新采用了90mm宽度系列（厚度有11mm和13mm）以及75mm宽度系列8mm和13mm厚度规格。根据实际需要，在本标准中对单面双槽扁钢规格作了补充，增加了11×90、13×90、8×75和13×75四个规格。现在各企业生产弹扁普遍采用连轧工艺，坯料断面有所放大，成材率水平已有较大提高，有条件改进范围定尺长度。为了方便用户，故本标准将通常交货长度范围规定为3～6m，比原来的2～6m的长度下限增加了1m。—提高了尺寸偏差精度原标准规定弹簧钢热轧圆、方钢的截面尺寸偏差执行GB/T702中2组精度。由于部份弹簧钢用户对尺寸有更高的要求，2组精度已不能完全满足需要，因此本标准增加了“经供需双方协商并在合同中注明，也可按第1组规定交货”的补充规定。平面扁钢的宽度尺寸允许偏差中，将宽度大于100mm的扁钢的宽度公差由原来宽度的1%加严到±1.00mm，也与日本JISG4801标准相当，其他拟保持原标准水平。（2）牌号与化学成分—牌号原标准有17个牌号，含有碳素钢、锰钢、硅锰钢、铬锰、铬钒、铬钼钢、铬锰钒、硼钢8大系列。在此次修订中，删除了淬透性差与用量较少的牌号55Si2Mn、55Si2MnB、60CrMnMoA，增加了主要用于汽车悬挂簧、阀门簧55SiCr（相当于SUP12、SAE9254）。同时在附录中增加了28MnSiB技术条件。—化学成分为了提高60Si2Mn、60Si2MnA的淬透性以及与国外牌号对应性，本标准将这二个牌号的Mn含量均调整为0.70～1.00%。为了提高弹簧钢的冶金质量，本标准对带A牌号弹簧钢的S、P含量由原标准的≤0.030%改为≤0.025%。（3）非金属夹杂物由于非金属夹杂物对弹簧另部件的疲劳寿命影响较大，许多用户在订货时提出了检验非金属夹杂物的要求。本标准仍将非金属夹杂物作为用户选择的检验项目（可减轻生产厂的检验工作量），但为了促进生产厂提高弹簧钢的纯净度，本标准规定在用户要求检验非金属夹杂物时其合格级别为：按GB/T10561中A法评定，A、B类细系均不大于2.5级、粗系不大于2.0级，C、D类细系均不大于2.0级、粗系不大于1.5级。3国内外标准对比原标准GB/T1222-84是在GB1222-75基础上，参照日本JISG4801（1984）《弹簧钢钢材》与ISO683.14（2004）《用于调质弹簧的热轧钢材》等国外其它先进国家修订而成的。本标准中弹簧钢的牌号总数量为15个，与国际标准对比，日本只有9个牌号，德国只有6个牌号，ISO683-14也只有11个牌号，本标准中钢牌号仍然是较多的。现将本标准中牌号与主要国际国外标准牌号的对照列表如表3。表3弹簧钢牌号与国际国外标准对照表序号钢系国际国外标准对应(相近)钢牌号本标准钢牌号ISO683-14JISG4801DIN17221BS970.5ГОСТ14959165无无CK67080A6765270无无无070A72703碳素钢85无SUP3CK85无854锰钢65Mn无无无无65Г538SiMnVB无无无无无6锰矾钢55SiMnVB无无无无无760Si2Mn59Si7SUP6无250A5860С28硅锰钢60Si2MnA59Si7SUP7无250A5860С2А根据上表可以看出，除38SiMnVB、55SiMnVB、30W4Cr2VA这三个牌号为我国独有外，其余均有国外对应牌号，其中与日本JISG4801的对应性最好，与ISO683-14也有较好的对应性。GB/T8731易切削钢标准易切削钢是以降低成本（降低工具费用和提高工效），提高切削品位，降低切削抗力或者在机械加工的自动化加工过程中改善切屑处理性能为目的单独或者复合添加硫、磷、铅、铋、铍、碲、钙及其它易切削元素，使切削性能得到提高的钢种。随着我国汽车工业的快速发展，汽车行业对易切削钢的需求正逐步增加。目前我国汽车用易切削钢的年需求量为10万吨左右（不包括拖拉机等农用机械用钢）。我国易切削钢在汽车整车的用量约占汽车总钢材用量的0.65%，而在国外这一比例大约是1.9%-2.1%。目前，易切削钢主要用于制造汽车的零部件，如曲轴、连杆、支杆转向条等行走部分的零部件、垫圈、凸缘、齿轮制动器、扭距扳手、轴、齿条、火花塞等。1标准的沿革我国是1954年按苏联标准引进硫系列易切钢的，早期的YB191—75《易切削结构钢技术条件》只有Y12、Y20、Y30和Y4