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非調質鋼應用是因其綠色環(huán)保、低排放，便于零部件的制造和成本的大幅度降低。鐵素體-珠光體型非調質鋼是在中碳鋼中添加少量微合金化元素，通過析出強化來滿足其強度要求；它不需要提高淬透性的鉻、鉬、鎳等貴重合金元素，合金成本明顯降低；取消了零件的調質熱處理工藝，節(jié)約能源。

鐵素體-珠光體型非調質鋼的化學成分，基本上是中等碳含量，含有一定的硅、錳等固溶強化元素，另一個顯著的成分特點是均含有適量的微合金元素，如釩、鈮、鈦、氮等。非調質鋼本質上是一種機械結構用鋼,要求具有與調質鋼基本相當?shù)牧己镁C合力學性能。對于非調質鋼來說，軋制(鍛造)及后續(xù)冷卻是近終態(tài)生產(chǎn)工藝,其加熱溫度、變形工藝、終軋(鍛)溫度及變形后的冷卻制度均對產(chǎn)品的最終力學性能產(chǎn)生直接影響。

釩、鈦、鈮、氮是微合金非調質鋼中十分有效的合金元素。在含釩鋼中增氮，能促進釩的析出，增強釩的沉淀析出強化作用，明顯提高非調質鋼的強度。利用廉價的氮元素，提高非調質鋼的強韌性，是非常有效地降低成本的方法。

在中碳鋼中添加少量的微合金化元素釩，非調質鋼中釩的添加量一般在0.06%-0.20%范圍，依靠細小的碳氮化釩的析出，強化鐵素體-珠光體組織，從而達到調質鋼所要求的強度水平。改善韌性，非調質鋼降低鋼中碳含量，從原來的0.49%降低到0.30%左右，也有低至0.20％，通過降低碳含量，增加鋼中鐵素體體積分數(shù)，改善鐵素體的分布和珠光體的形貌，從而提高鋼的韌性。另一個是應用TiN技術。TiN是微合金碳氮化物中最穩(wěn)定的化合物，它能在高溫下有效地阻止奧氏體晶粒長大，具有明顯細化奧氏體晶粒的作用。非調質鋼采用微鈦處理，鈦的添加量范圍在0.010%-0.015%左右。非調質鋼中通常添加一定量的硫改善其切削性能，一般硫的添加量在0.05%-0.09%的水平。在非調質鋼中起決定作用的仍是釩的微細粒子。

在Nb、V、Ti三種微合金化元素中，釩具有較高的溶解度，因而成為非調質鋼中常用也是最有效的強化元素。微合金化元素Nb、V、Ti、N在非調質鋼中的復合作用，主要表現(xiàn)在熱成型過程中抑制奧氏體的形變再結晶并阻止其晶粒長大，并通過它們的碳氮化物的應變誘導析出，對非調質鋼進行組織細化及沉淀析出強化，所以說鍛打加工非調質鋼的關鍵在于發(fā)揮好釩的作用。