据2010年1月我国轿车工业协会计算，2009 年我国轿车产销别离为1379. 10万辆和1364.48万辆，同比别离增加48%和46%。轿车行业的迅猛开展加大了对钢铁资料的需求，尽管我国继续多年为国际第一大产钢国，可是轿车发起机及要害部件紧固件用钢因为强度的约束还是以进口产品为主，一起轿车的高功用化和轻量化的开展趋势，对轿车紧固件的规划应力和轻量化提出了更高的要求，紧固件用钢高强度化则是处理这一要求最有用的途径。
1、轿车紧固件用钢的功用要求
轿车紧固件用钢要求：
具有杰出的外表质量、高档其他尺度精度和初级其他非金属搀杂物及偏析;
具有较高的抗拉强度及杰出的冷镦功用;
具有较高的疲惫抗力和屡次冲击拉伸抗力;
具有足够低的推延开裂敏感性和较低的韧-脆性转化温度。
2、轿车紧固件用钢的锻炼及轧制特色
2.1、锻炼技能
选用炉外精粹和具有电磁揽拌的连铸工艺。首要是将钢中的C，Si，Mn，Cr，Mo等首要元素成分操控在较小的规模，而且尽或许下降钢中P，S，0，N等杂质含量，到达钢质纯净度高、非金属搀杂物低，偏析等级低的意图，然后进步钢的冷镦功用和改进钢的外表质量。
2.2、轧制技能
选用具有操控乳制和操控冷却功用的高速高精度轧制工艺，获得轧制热处理线材，并使其具有杰出的尺度精度以及尽或许少的外表缺点。
3、轿车紧固件用钢的现状及开展方向
3.1、洁净螺栓钢
从进步钢的冷镦性，改进钢质方面来讲，需求尽或许下降钢中杂质元素含量。下降S含量可进步钢的变形才干，削减钢中的非金属搀杂物，改进韧塑性;下降P含量可下降钢的变形抗力，一起下降P，S含量还可削减其在晶界的偏聚而减轻晶界脆化，并能改进钢的耐推延开裂功用;下降钢中的0含量，能有用下降氧化物搀杂，然后改进钢的冷加工变形才干。
钢铁研讨总院对洁净度高的ML42CrMo钢的应力腐蚀门槛应力强度因子KISCC进行研讨，洁净度髙的钢的KISCC较商业钢有较大起伏提髙，因而，为确保钢在高强度化后仍具有较高的归纳功用，高强度螺栓钢P，S含量要进一步下降。
3.2、经济型高强度螺栓钢
3.2.1、微合金非调质钢
用微合金非调质钢制造螺栓，可省掉螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火回火处理，还可减轻螺纹丝扣的脱碳倾向，进步螺栓成品率，经济效益非常显着。
微合金非调质钢常用的微合金化元素有：TI，Nb，V，B等。在乳制前的加热进程中应确保微合金化元素充沛固溶，随后在操控乳制、冷却进程中分出弥散微细的微合金化元素碳氮化物，按捺奥氏体晶粒长大，得到细微的晶粒，在进步钢材强度的一起又能改进韧塑性。值得一提的是B，微量的B能够显着进步钢的淬透性，并对珠光体改变有显着的推延作用，结合低温轧制，有利于铁素体含量的增加，然后改进钢的冷镦功用。微合金化元素在钢中的首要作用见表1。
微合金非调质钢的安排为低碳含锰的铁素体+ 珠光体型和贝氏体型，因为微合金化元素细化晶粒的作用以及在铁素体和珠光体中弥散分出碳、氮化物的强化相，使钢在轧制后不经调质处理即可获得中碳钢经调质后所到达的力学功用。微合金非调质钢首要用于加工8.8级高强度螺栓，国内外现已运用的钢种商标有：日本神户KNCH8S、日本住友金属SUC80、我国大陆的LF10MnSiTI，LF20Mn2， LF18Mn2V以及马钢出产的MFT8。也有少数的10.9级双头螺栓选用微合金非调质钢制造。而关于更高强度等级，如12.9级的髙强度螺栓，还没有选用微合金非调质钢制造的实例。
经过完成在两相区温度轧制，冷作强化非调质钢正在由微合金化为主转向以形变诱导超细化安排为主的方向开展，用不增加或少增加微合金元素的钢出产能用于冷镦加工髙强度紧固件的线材、棒材，既节省资源、动力，又保护环境，因而，开发节能环保型髙强度紧固件用钢出产技能，是近期甚至未来线材、棒材出产技能的开展方向。
3.2.2、免退火中碳钢或中碳合金钢
一般热轧态交货的钢材往往需求先进行球化退火才干满意冷缴成形的要求，其意图便是要经过球化退火使钢材微观安排中的片状碳化物呈球状，然后得到具有低变形抗力和优异塑性的资料。而免退火中碳钢或中碳合金钢便是使球状渗碳体在必定条件下直接从过冷奥氏体中稳态分出。研讨证明，奥氏体向珠光体改变进程中渗碳体以片状形状从母相中分出是一个亚稳态，理论上潜藏着向热力学更为安稳的球状渗碳体自发转化的趋势，为此吴凡等人还对片状渗碳体转化为球状渗碳体所需的激活能进行了测定。
稳态的球状渗碳体不行能从稳态的奥氏体中分出。据研讨，低碳钢在高应变速率、大应变下，进行稍高于Ar3的形变，可得到2μm以下的超细铁素体，然后对其周围未改变奥氏体的分化方法产生影响，表现为奥氏体在随后冷却或退火进程向退化珠光体加速改变并缓慢粗化。关于珠光体含量较高的中碳钢，经过操控轧制完成奥氏体的非平衡化，再经过随后的操控冷却就有或许获得球状的渗碳体，而非片状渗碳体，然后完成了在线软化处理。
传统的高速线材轧机难以完成在线软化处理，原因是不能够进行低温大变形量操控轧制以及操控冷却线过短。
日本神户制钢公司第7线材厂于1999年对设备进行改造，增加了超重载才干的减定径机组并将斯太尔摩风冷运送线从本来的48 m增加到了100 m，2001年改造后的线材轧机成功完成在线软化处理，出产出的SCM435冷镦钢盘条强度在800 MPa以下，低于传统的900 MPa以上。
国内马钢对高强度冷镦钢的在线软化处理工艺研讨较早，其出产的SWRCH35K – M免退火钢用户可直接进行拉拔冷镦出产。安阳钢厂高速线材出产线选用摩根6代轧制技能、斯太尔摩风冷运送线长105 m，经过多年探索，出产的SCM420-440系列高强度冷镦钢也到达了在线软化处理工艺要求的作用，以SCM435为例，其电解搀杂总质量分数平均为0.005 8%，中心疏松和中心缩孔等级为0.5级，其热轧态安排首要为铁素体+珠光体，总脱碳层深度小于0.15 mm，φ6.5~16mm各标准盘条晶粒度等级均在8级以上，硬度HRB值为90左右。用户可施行9 h的简化退火工艺，比选用30 h以上的球化退火工艺处理时刻削减了2/3以上。
3.2.3、硼钢
硼钢的特色：
具有杰出的冷变形才干，能够省去冷变形前的退火处理;
淬火脆性倾向低，能够用水淬;
微量硼的加人可部分代替贵重的合金元素的增加;
低碳钢的推延开裂敏感性相对较低。
硼钢成分规划的基本原则是下降含碳量，改进钢的冷变形才干;参加质量分数为0.0005% ~0.003 5%的微量硼以补偿因降碳构成的强度和淬透性的丢失。别的还可根据需求参加Cr，Mn，TI等合金元素，进一步进步淬透性。
一般8.8级螺栓用与SAE10B23恰当的低碳含锰系硼钢制造，9.8级和10.9级螺栓用与SAE10B35恰当的中碳含锰系硼钢制造，或许用与ML40Cr，ML35CrMo 恰当的ML35MnB，ML370B硼钢制造。但因为硼钢的抗回火软化才干小，其回火温度要比SCM435，ML40Cr低60 ~ 80，因而用硼钢制造的10.9级高强度螺栓的推延开裂敏感性大。
国内处理这一问题的途经是经过进步硼钢中V含量，一起下降P，S和C含量，然后改进硼钢的归纳力学功用。国内于1992年成功研制了ML15MnVB，ML20MnVB钢，并列入GB/T 6478-2001《冷镦和冷挤压用钢》，用于制造发起机连杆螺栓、缸盖螺栓以及摩托车用高强度螺栓，质量甚优，在1000 ~1200MPa的抗拉强度规模内的耐推延开裂功用恰当于或优于SCM435钢。
日本大同特殊钢新近开宣布一种10.9级耐推延开裂的螺栓用砸钢，其成分为：w=0.25 %，w=0.03%，w=1%，w=0.01%，w=0.002%，w=0.3%，w=0.05%， w=0.025%，w=0.002%，轧态安排为低硬度的铁素体+珠光体，因为下降了杂质元素P，S含量，并增加TI，Nb细化晶粒，该钢种在1000-1300 MPa强度规模内的耐推延开裂功用恰当或优于SCM435钢，已用于制造10.9级轿车螺栓。
国内安阳钢厂也现已按美标成功开宣布产10B21系列硼钢，其w为 0.0022% -0.0054%，平均值0.0038% ;w为 0.0016% -0.0036%，平均值0.0028%。热轧态安排为铁素体+珠光体，总脱碳层深度小于0.15 mm，盘条晶粒度等级均在8级以上，1/2冷顶锻合格率100 %。但此钢种在连铸拉坯期间有时呈现密布的角部小横裂，对应盘条外表则产生很多结疤，成品率不高，因而10B21系列硼钢在安阳钢厂大规模出产还有待时日。
3.2.4、耐推延开裂的高强度钢
推延开裂是指资料在停止应力作用下，经过必定时刻后忽然脆性损坏，是资料-环境-应力相互作用而产生的一种环境脆化，是氢致原料恶化的一种形状。当强度超越1200MPa时，高强度螺栓钢推延开裂变得非常杰出，由此构成的事端屡次产生。因而，耐推延开裂高强度螺栓钢的开发是近年来国内外研讨的作业热门之一。
髙强度螺栓大多选用回火马氏体制造，此类钢对推延开裂的敏感性较大。应从安排要素对高强度螺栓耐推延开裂功用的影响考虑，可选用恰当的等温处理工艺以获得下贝氏体及适量的马氏体、剩余奥氏体的复相安排，运用马氏体安排的高强度和贝氏体、奥氏体安排杰出的推延开裂抗力来完成髙强度下杰出的耐推延开裂功用。或经过恰当的热处理工艺获得无晶界或晶界碳化物较少的微细马氏体安排，相同能够具有杰出的耐推延开裂功用。
国内外在耐推延开裂钢种开发经常采纳以下办法。
削减晶界偏析。尽或许下降杂质元素P，S 含量，一起下降Mn含量，避免晶界脆化。
细化晶粒。加人Ti，Nb，V，Al等元素，生成弥散分出的碳氮化物以细化奥氏体晶粒，进步强度，改进铺性。
进步回火温度。参加抗回火软化才干强的元素Mo，V等，提髙回火温度以避开简单引起晶界脆化的回火温度区域，并可使碳化物细微均匀。
调整合金元素。如增加Ni、降Mn，以获得较高的缺口耐性。
尽或许削减钢外表侵人的氢量，即增加按捺腐蚀坑生成的合金元素，如Mo。
使侵入的氢无害化。加人适量的微合金元素Ti，Nb，V，构成细微的碳氮化物，然后使氢均勻散布并按捺氢的分散。
近年来国内外已先后成功开宣布了一系列耐推延开裂功用优秀的高强度螺栓钢，如日本住友金属的ADS系列、神户制铁的KNDS系列，都是经过增加微合金化元素并调理其含量和配比，以得到髙强度和优秀的耐推延开裂功用，其运用作用均显着好于SCM440钢。我国大连钢厂在钢铁研讨总院的指导下，在42CrMo钢的基础上，经过下降S，P，Si， Mn含量，成功开宣布1 300 MPa级的髙强度螺栓钢 42CrMoVNb，其归纳力学功用有较大起伏进步，制造的13.9 ~ 14.9级高强度螺栓已在依维柯轿车和康明斯发起机上运用。
4、结语
我国轿车行业的快速开展给国内轿车紧固件用钢带来了巨大的商场机会，而轿车紧固件用钢的高强度化现已成为商场开展的必然趋势，有条件的我国钢铁企业应加速轿车紧固件用钢的研制和出产，学习国内外先进的出产工艺和现已获得的效果，进步轿车紧固件用钢的国产化率。
