近年來(lái)，為了保證生產(chǎn)工序的合理化和降低成本，普遍采用冷鍛的方式進(jìn)行機械結構用部件的成型加工。然而，當部件整體或局部進(jìn)行強加工的情況下，在其后的滲碳處理等熱處理過(guò)程中易出現奧氏體晶粒局部粗大即晶粒異常長(cháng)大的情況。這種晶粒異常長(cháng)大會(huì )導致部件疲勞強度下降或精度變差，在實(shí)際應用過(guò)程中會(huì )出現各種問(wèn)題。最近，問(wèn)題經(jīng)常出現在為實(shí)現高強度而進(jìn)行的高濃度滲碳以及以縮短滲碳處理時(shí)間為目標的高溫處理過(guò)程中。為了提高部件的可靠性和強度，需要開(kāi)發(fā)出能抑制高溫區域晶粒異常長(cháng)大的材料。

　　一直以來(lái)，采用在滲碳鋼中添加Al、Nb、Ti等元素，使其氮化物和碳化物細小彌散析出，釘扎奧氏體晶界的方法抑制晶粒異常長(cháng)大。應用此方法，開(kāi)發(fā)出在高溫條件下仍能確保穩定的釘扎晶粒的細小彌散析出，抑制晶粒異常長(cháng)大的ATOM鋼、冷鍛性能優(yōu)良的ALFA鋼，并投入實(shí)際應用。然而，為了實(shí)現滲碳工序的在線(xiàn)化以及縮短部件生產(chǎn)周期，必須進(jìn)一步提高滲碳溫度，如果仍采用以上方法處理滲碳鋼有出現析出物固溶、晶粒異常長(cháng)大的可能性。

　　為此，科研人員開(kāi)發(fā)出加工性良好、特別是冷鍛性能優(yōu)良且能抑制晶粒異常長(cháng)大的滲碳鋼。以下對這種鋼進(jìn)行詳細論述。

　　開(kāi)發(fā)鋼成分設計：

　　傳統的滲碳鋼為了利用AlN、NbC、TiC等析出物而添加Al、Nb、Ti合金元素，但當這些釘扎析出物在高溫下出現部分固溶時(shí)，就會(huì )出現晶粒異常長(cháng)大。新開(kāi)發(fā)鋼種通過(guò)避免釘扎晶界的AlN析出，使滲碳處理過(guò)程中奧氏體晶粒均勻長(cháng)大，達到抑制晶粒異常長(cháng)大的目的。同時(shí)，由于開(kāi)發(fā)鋼種比傳統滲碳鋼在滲碳淬火時(shí)的結晶粒徑大，淬透性得以提高，因此還可降低為改變結晶粒徑而添加的合金元素量。

　　科研人員開(kāi)發(fā)出能抑制滲碳處理時(shí)晶粒異常長(cháng)大的AROM鋼和以省略軟化熱處理工序為目的ALFA鋼，并投入實(shí)際應用，還開(kāi)發(fā)出高溫滲碳時(shí)仍能抑制晶粒異常長(cháng)大且兼備冷加工性的滲碳鋼。

　　新開(kāi)發(fā)鋼種不是依靠釘扎晶界抑制晶粒異常長(cháng)大，而是通過(guò)盡量避免釘扎晶粒的析出而達到抑制晶粒長(cháng)大的目的。由于開(kāi)發(fā)鋼種的結晶晶粒中沒(méi)有釘扎晶粒，可促進(jìn)滲碳等熱處理過(guò)程中晶粒的長(cháng)大，使之大于傳統的滲碳鋼晶粒，因此可提高淬透性。這樣不僅可減少用于提高淬透性元素的添加量，還能提高冷加工性能。

　　傳統鋼種熱鍛在1273K左右發(fā)生晶粒異常長(cháng)大，冷鍛在1223K左右發(fā)生晶粒異常長(cháng)大。ATOM鋼和ALFA鋼在抑制晶粒異常長(cháng)大方面均優(yōu)于傳統鋼種。由于新開(kāi)發(fā)鋼種在高溫滲碳的條件下不發(fā)生釘扎晶粒的固溶，因此比ATOM鋼及ALFA鋼在高溫滲碳條件下更能有效地抑制晶粒異常長(cháng)大。因此，今后可將新開(kāi)發(fā)鋼種推廣應用于為降低部件制造成本的冷鍛加工及以縮短處理時(shí)間為目的的高溫滲碳等方面。