工程科学学报，第37卷，第2期：175-179,2015年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.2:175-179,February 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.02.006:http://journals.ustb.edu.cn 合金元素对曲轴用非调质钢奥氏体长大和组织细化 的影响 张朝磊”，杨忠2》，孙景宏”，赵海东》，李柏远》，刘雅政四 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)西宁特殊钢集团有限责任公司，西宁810005 ☒通信作者，E-mail:yh@usth.edu.cn 摘要通过研究曲轴用非调质钢奥氏体晶粒长大行为和分析工业生产热轧材的显微组织，探讨合金元素Nh、T和S的组 织细化作用.结果表明：添加质量分数0.027%Nb和0.012%Ti,同时S从0.029%提高到0.046%，加热时间30min时，能够 把奥氏体晶粒粗化温度提高100℃，并明显细化热轧材边部组织.弥散分布、钉扎在奥氏体晶界上的未溶第二相粒子MS和 (Nb,T)(C,N),能够有效抑制奥氏体晶粒的长大.在热加工过程中，合金元素的组织细化作用需要适当的变形制度子以匹 配，才能得以体现 关键词钢合金化：合金元素：奥氏体：晶粒长大：组织细化：曲轴 分类号TG142.1 Effect of alloying elements on austenite grain growth and microstructure refinement in a non-quenched steel for crankshafts ZHANG Chao-ei,YANG Zhong,SUN Jing-hong",ZHAO Hai-dong?,LI Bo-yuan,LIU Ya-zheng 1)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Xining Special Steel Co.,Lid.,Xining 810005,China Corresponding author,E-mail:lyzh@ustb.edu.cn ABSTRACT The microstructural refinement effect of alloying elements Nb,Ti and S was investigated by analyzing austenite grain growth behavior and hot-rolled microstructure in a non-quenched steel for crankshafts.The results show that the austenite grain coarse- ning temperature increases by 100C when the heating time is 30 min,and the microstructure in the hot-rolled bar edge is significantly refined after 0.027%Nb-0.012%Ti microalloying and an increase of S from 0.029%to 0.046%in the steel investigated.The undis- solved second phase particles MnS and (Nb,Ti)(C,N)have a pinning effect on austenite grain boundaries,and then retard the austenite grain growth.Besides,the microstructural refinement effect of the alloying elements needs a suitable deformation schedule. KEY WORDS steel alloying:alloying elements:austenite;grain growth:microstructure refinement:crankshafts 非调质钢具有节能降耗、性能优良、环境友好、成 有较高的强度和良好的韧性口 本低廉等特点和优势，因而得以广泛应用.其第一代 与调质钢相比，非调质钢存在强度有余而韧性 以铁素体一珠光体钢49MnVS3为代表，因韧性差而影 不足的缺点，所以获得高韧性是目前国内外非调质 响了应用：第二代主要有贝氏体型和铁素体一珠光体 钢研究的重点和难点之一·为了满足非调质钢高 两大类，韧性得到改善，应用较广：第三代在20世纪末 强韧性的需求，最直接有效的方法就是细化组织. 提出，低碳、降钒以及复合微合金化是其显著特点，具 Nb、V、Ti等微合金元素可以抑制奥氏体晶粒粗化. 收稿日期：2013-12-10工程科学学报，第 37 卷，第 2 期: 175--179，2015 年 2 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 2: 175--179，February 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 02． 006; http: / /journals． ustb． edu． cn 合金元素对曲轴用非调质钢奥氏体长大和组织细化 的影响 张朝磊1) ，杨 忠1，2) ，孙景宏1) ，赵海东2) ，李柏远2) ，刘雅政1)  1) 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 2) 西宁特殊钢集团有限责任公司，西宁 810005  通信作者，E-mail: lyzh@ ustb． edu． cn 摘 要 通过研究曲轴用非调质钢奥氏体晶粒长大行为和分析工业生产热轧材的显微组织，探讨合金元素 Nb、Ti 和 S 的组 织细化作用． 结果表明: 添加质量分数 0. 027% Nb 和 0. 012% Ti，同时 S 从 0. 029% 提高到 0. 046% ，加热时间 30 min 时，能够 把奥氏体晶粒粗化温度提高 100 ℃，并明显细化热轧材边部组织． 弥散分布、钉扎在奥氏体晶界上的未溶第二相粒子 MnS 和 ( Nb，Ti) ( C，N) ，能够有效抑制奥氏体晶粒的长大． 在热加工过程中，合金元素的组织细化作用需要适当的变形制度予以匹 配，才能得以体现． 关键词 钢合金化; 合金元素; 奥氏体; 晶粒长大; 组织细化; 曲轴 分类号 TG142. 1 Effect of alloying elements on austenite grain growth and microstructure refinement in a non-quenched steel for crankshafts ZHANG Chao-lei1) ，YANG Zhong1，2) ，SUN Jing-hong1) ，ZHAO Hai-dong2) ，LI Bo-yuan2) ，LIU Ya-zheng1)  1) School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Xining Special Steel Co． ，Ltd． ，Xining 810005，China  Corresponding author，E-mail: lyzh@ ustb． edu． cn ABSTＲACT The microstructural refinement effect of alloying elements Nb，Ti and S was investigated by analyzing austenite grain growth behavior and hot-rolled microstructure in a non-quenched steel for crankshafts． The results show that the austenite grain coarse￾ning temperature increases by 100 ℃ when the heating time is 30 min，and the microstructure in the hot-rolled bar edge is significantly refined after 0. 027% Nb--0. 012% Ti microalloying and an increase of S from 0. 029% to 0. 046% in the steel investigated． The undis￾solved second phase particles MnS and ( Nb，Ti) ( C，N) have a pinning effect on austenite grain boundaries，and then retard the austenite grain growth． Besides，the microstructural refinement effect of the alloying elements needs a suitable deformation schedule． KEY WOＲDS steel alloying; alloying elements; austenite; grain growth; microstructure refinement; crankshafts 收稿日期: 2013--12--10 非调质钢具有节能降耗、性能优良、环境友好、成 本低廉等特点和优势，因而得以广泛应用． 其第一代 以铁素体--珠光体钢 49MnVS3 为代表，因韧性差而影 响了应用; 第二代主要有贝氏体型和铁素体--珠光体 两大类，韧性得到改善，应用较广; 第三代在 20 世纪末 提出，低碳、降钒以及复合微合金化是其显著特点，具 有较高的强度和良好的韧性［1］． 与调质钢相比，非调质钢存在强度有余而韧性 不足的缺点，所以获得高韧性是目前国内外非调质 钢研究的 重 点 和 难 点 之 一． 为 了 满 足 非 调 质 钢 高 强韧性的需 求，最直接有效的方法就是细化组织． Nb、V、Ti 等微合金元素可以抑制奥氏体晶粒粗化．