1、高性能悬挂弹簧用钢（UHS系列钢）

　　为削减汽车CO₂排放量，有效的方法是车体轻量化和提高燃料效率。为此，日本神户制钢开发出高性能悬挂弹簧用钢（UHS系列钢）。

　　UHS系列钢的特点

　　汽车悬挂弹簧的作用是保证乘用舒适性和驾驶稳定性。过去采用的传统悬挂弹簧用钢的钢号是SUP7。近年来，为实现汽车轻量化对悬挂弹簧用钢提出了高性能化的要求。由于寒冷地区使用融雪剂，所以还要求悬挂弹簧具有良好的耐大气候变化、抗弹性衰减性和耐腐蚀疲劳特性。一般来说，高性能悬挂弹簧用钢线材硬度增加，可以提高耐大气候变化和抗弹性衰减性，但对耐腐蚀疲劳特性显著下降。日本神户制钢为同时提高上述两种特性，对疲劳断裂机理进行了研究，开发出UHS系列钢。开发的原理如下：①添加Cr、Ni、Cu、Ti，降低C含量，生成非晶态锈层，减小腐蚀坑的尺寸；②添加Ti、V，利用碳化物等析出物捕集钢中的氢；添加Si、降低C，提高悬挂弹簧钢的基体的韧性，通过这两点抑制钢的氢脆。

　　UHS系列钢中的UHS1900钢在高应力环境下腐蚀疲劳强度增加，被许多客户大量采用。UHS1900钢是在更高应力环境下使用的悬挂弹簧钢。传统悬挂弹簧钢SUP7硬度增加至52HRC时，耐大气候变化性能提高10%，但腐蚀疲劳强度降低20%，而UHS1900钢的腐蚀疲劳强度与常规的SUP7钢相同，但强度增加了10%，实现了高强度化。如采用UHS1970钢，则腐蚀疲劳强度与UHS1900钢相同，耐大气候变化性能比UHS1900钢提高10%以上。

2、 高性能阀门弹簧用钢（KHV钢）

　　汽车轻量化对汽车发动机阀门弹簧提出了小型化的要求，此外，还要求阀门弹簧具有良好的疲劳强度和抗弹性衰减性。日本神户制钢开发出可提高燃料利用率、降低发动机高度（省空间）、疲劳强度和抗弹性衰减性良好的高强度阀门弹簧用钢（KHV系列钢）。有牌号：KHV10N、KHV12N等。KHV系列钢的成分设计既提高了阀门弹簧性能，又可以利用传统阀门弹簧用钢SAE9254的生产工艺进行生产。在阀门弹簧性能方面，为了提高钢的疲劳强度，进行了适于氮化处理的最佳成分设计，同时，减少了作为疲劳源的非金属夹杂物量，并对非金属夹杂物形态进行控制。

　　在提高抗弹性衰减性方面，进行了晶粒细化和抗回火软化的成分设计，各种成分的作用是增加Cr、V含量，提高渗氮性和使晶粒细化。增加Si含量提高抗回火软化性，并可对氮化处理导致的内部硬度降低量进行控制，从而提高了抗弹性衰减性。添加Ni提高钢的断裂韧性值并与Cr、V的晶粒细化共同起作用，提高钢的强韧性。

　　在夹杂物形态控制方面，进行了夹杂物低溶点控制并在热轧和拉拔工艺中使夹杂物小型化（夹杂物无害化），使阀门弹簧用钢具有高疲劳强度。

　　KHV系列钢适用于高强度阀门弹簧和离合器弹簧等要求高疲劳强度、高抗弹性衰减性的零件。与传统SAE9254钢弹簧相比，最高强度级别的KHV12N氮化弹簧的疲劳强度提高50%，抗弹性衰减性提高60%。为此，弹簧的质量可减轻自重50%。弹簧的轻量化不仅可提高燃料利用率，而且由于弹簧高度降低还可节省空间，并有助于发动机转速的提高。

3、 焊接性能良好的低碳高强度线材（TNH系列钢）

　　汽车发动机部件阀门座中的钢丝结构架和弹簧钢丝主要使用的是硬钢线材，在其制造过程中要进行焊接或铆接。由于硬线材料硬度高，焊接性能差，所以焊后要进行软化退火热处理，而铆接的生产率较低。JFE条钢线材厂开发出了焊接性能良好的低碳高强度线材（TNH线材）。
JFE条钢线材厂有提高轧制线材性能的在线冷却设备（汽雾冷却、风冷），汽雾冷却的冷却速度比风冷大。TNH系列线材是采用汽雾冷却工艺生产的产品，该产品的组织是贝氏体组织，强度与硬钢线材相同，并且具有良好的延展性和焊接性。TNH系列线材有强度相当于JIS G SWRH62A的TNH1线材和强度相当于JIS G SWRH82B的TNH2线材。

　　① TNH线材钢的化学成分

　　通过低碳化（0.12%-0.14%C）提高焊接性和拉拔加工性，添加0.8%-0.9%Si进行固溶强化提高抗弹性衰减性；添加1.5%-2.0%Mn和0.45%-0.60%Cr提高淬透性。此外，为使组织细化和保证焊接区的韧性，还添加了Nb和Ti元素。

　　②TNH线材的主要特性

　　a. 焊接性 TNH线材与硬钢线材相比，见表1数据所示：TNH线材焊接区韧性好，既使焊前不预热，焊后不热处理，焊接区（HAZ、熔合线）也不会产生裂纹。因此，可以提高焊接区的保证强度。

　　表1 TNH线材与硬钢线材焊接性评价对比

钢种	焊接区软化热处理	拉伸试验		90°弯曲试验
		抗拉强度/MPa	断口位置	熔合线	HAZ
TNH线材	无	1422	HAZ	良好	良好
	有	1191	HAZ	良好	良好
硬钢线材	有	1393	HAZ	裂纹	裂纹
	有	1152	HAZ	良好	良好

　　b. 抗弹性衰减性 用松弛试验（JIS Z2276标准）对TNH钢丝线材的抗弹性衰减性进行评价，常温下TNH线材的钢丝比硬钢线材的抗弹性衰减性约提高40%。

　　c. 其他性能 由于TNH线材的碳含量低，所以比传统硬钢线材的耐腐蚀性好。TNH线材目前主要用于制造汽车零部件，如阀座结构架钢丝、阀簧钢丝、轮胎帘线等。用于变速器杆时可省略热处理。

4、高性能冷镦（锻）用线材

　　冷镦比热锻和切削加工的成材率高，生产效率也高，所以适用于汽车螺栓、螺母等小型零部件的制造。冷镦用料主要是经过软化退火和表面润滑处理的热轧钢线材，对这种线材的冷镦性能和成品零件的特性都有严格的要求。日本神户制钢早在上世纪七十年代对冷镦线材进行了开发，并实现KCH线材的牌号，实现产品系列化。

　　在此之后，日本神户制钢又陆续开发出各种新型钢材，见表2，其中有可降低成本的硼钢，可使零件轻量化的高强度螺栓用钢KNDS系列钢，可降低生产成本并减排CO₂的非调质线材KNCH系列钢，可提高模具寿命的KTCH系列钢，可增加变形能力的KECH系列钢等。
　　表2 典型高性能冷镦（锻）用线材的化学成分

线材牌号	化学成分（w%）
	C	Si	Mn	Cr	Mo	其他
KNDS4	0.40	0.05	0.50	1.0	1.0	V、Ti
KNCH85	0.30	0.05	1.50	--	--	Al
KTCH20	0.20	0.05	0.45	添加	--	B
KECH01	0.22	0.20	0.30	--	--	Nb

　　a. 高强度螺栓用钢（KNDS系列钢）

　　11T级以上的高强度螺栓存在着延迟断裂问题，一般情况下避免使用低合金钢SCM435等钢种。日本神户制钢开发出具有抗延迟断裂性能的KNDS2～KNDS4系列钢。其性能特点是：一是利用微细碳氮化物捕集钢中有害的氢；二是高温回火处理提高强韧性。

　　b. 非调质螺栓用线材（KNCH系列钢）

　　通常，为提高冷镦制品强度需要进行调质处理（淬火回火）。日本神户制钢开发出可省略调质处理的，具有高强度和良好冷镦性的非调质螺栓用线材KNCH7- KNCH10。其特点是：降低Si、N含量，增加Al含量，抑制钢的加工硬化和应变时效；通过适宜的拉拔率，利用鲍辛格效应。采用KNCH7- KNCH10钢可省略冷镦后的调质处理（CO₂减排）。

　　c. 提高模具寿命（KTCH系列钢）

　　为减小对冷镦模具施加的变形抗力，日本神户制钢开发出能够抑制冷镦加工发热引起的动态应变时效，且能提高模具寿命的KNCH系列钢，钢的特点是：通过添加Cr、B，减少固溶C和固溶N；采用控制轧制和控制冷却工艺生产线材。采用KNCH系列钢提高了模具的寿命（模具费用降低，生产率提高）并可省略冷镦前的软化退火（CO₂减排）。

　　d. 增加变形能力（KECH系列钢）

　　为适应冷镦（锻）的高速化和复杂部件的延展变形化，日本神户制钢开发出增加变形能力的KECH系列钢。其特点是：用超低碳化增加变形能量；添加Si和Nb来保证钢的强度。采用KECH系列钢可省略冷镦前的球化退火（CO₂减排），并可实现复杂零部件的延展变形化大批量生产。

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