[01229578]高参量非调质钢件热温复合锻造形性协同调控关键技术与应用

非调质钢是将轧制（或锻造）成形与热处理一体化,省去调质处理的新型高效节能结构材料,是实现汽车轻量化及降低汽车生产能耗的主要途径之一。然而汽车发动机系统、转向系统等装备构件具有综合性能要求高、结构复杂等特点,极大限制了非调质钢的应用,如何提升高强韧性匹配、高疲劳寿命成为非调质钢制备的关键问题,锻造形性协同调控技术是解决这些关键问题的有效途径。目前,非调质钢的锻造形性协同理论仍需进一步科学阐明,且其调控关键技术长期被国外垄断,严重制约了我国汽车轻量化交通装备的自主创新发展。高参量非调质钢热温复合锻造形性协同调控关键技术包括专用钢材、锻造成形、热处理、表面改性等,其技术难点在于钢材洁净化、热温锻造复合化、晶粒细化、多尺度碳化物强韧化、减磨降阻等。自2008年开始,南京工程学院联合南京钢铁股份有限公司、南京汽车锻造有限公司、江苏宏宝锻造股份有限公司致力于高参量非调质钢件热温复合锻造形性协同调控关键技术研发及应用,取得的主要科技创新点包括如下。 （1）研发超洁净高均质微合金化材料冶金质量控制关键技术。发明超洁净高均质微合金化材料,并建立超洁净高均质微合金化材料冶金质量控制制度,实现高参量非调质钢材料的超低纯净度、高均质、高致密化。 （2）研究“热温复合”锻造形性协同调控理论及其关键技术。揭示微合金化非调质钢热温复合锻造再结晶转变规律,建立锻后控冷诱发晶内铁素体析出理论,并发明热温复合锻造形性协同调控关键技术,实现非调钢强韧性合理匹配,同时有利于复杂构件精整近净成形。 （3）建立多相多尺度碳化物析出强韧化理论。建立微合金化非调质钢多相多尺度碳化物增韧理论,优化设计适用于多尺度碳化物析出的材料成分,研发多尺度碳化物原位增强效应的组织结构调控制度,并发明复杂构件组织性能差异化定制的关键技术,实现微/纳多相多尺度碳化物分别沿晶界/晶内均匀分布,满足非调质钢复杂构件高耐疲劳、高耐磨性能需求。 （4）研究表面梯度组织强化与摩擦诱导非晶/纳米晶改性理论及关键技术。基于“仿生结构”、“自润滑”设计思想,揭示剧烈应变梯度微纳组织转变规律及摩擦诱导非晶/纳米晶改性规律,并发明表面剧烈应变与摩擦诱导关键技术,实现轻量化非调质钢复杂构件在恶劣工况下长周期全寿命服役。 本项目关键技术成功应用在轻量化汽车发动机曲轴、连杆等关键运动构件,成果的关键技术经相关部门检测与鉴定,总体处于国际先进水平。近三年,创销售总额289302万元,出口外汇约378.69美元,新增利润22492.50万元,上交各项税收15143.17万元,增加就业岗位约118个,取得了显著的经济效应和社会效应,围绕本项目成果授权国家发明专利14件、申请发明专利5件、实用新型7件。