汽车工业是一个国家的重要支柱产业，其发展水平是衡量一个国家工业发展水平的重要标志。在所有的钢铁产品中，汽车用钢是技术含量最高、附加值最大的品种之一。在工业发达国家，汽车用钢占钢材总产量的17％左右。因此，对汽车用钢的研究具有十分重要的意义。钢铁材料是汽车制造中的基本材料，尤其是结构钢或合金结构钢，不仅用量大，而且主要用于关键零件，如发动机构件、齿轮、各类轴件、紧固件等，是保证汽车运行性能的核心部件的制造材料。　　 近年来，邢台钢铁有限责任公司实施了“做精、做专、做强”发展战略，通过大力推进技术创新，全面优化产品结构和工艺技术结构，着力提升装备技术水平，具备了开发生产汽车零部件用特殊钢的技术条件。为扩大产品钢在汽车零部件中的市场份额，公司开展了汽车零部件用钢的开发生产。本项目首先对汽车零部件用特殊钢情况进行了资料调研，然后对冶炼中的夹杂物来源、连铸坯高温塑性、轧钢中的变形奥氏体动、静态再结晶规律、过冷奥氏体连续冷却过程中的动态CCT曲线的测试与分析、轧件在孔型中变形过程的计算机模拟、SCM435高强冷镦钢热机轧制的模拟试验、高碳钢盘条时效等方面进行了研究，为优化、稳定工艺提供了理论依据。　　 在中国博士后基金的资助下，开展了中碳钢的石墨化技术研究，为开发环境友好的易切削材料提供了一个新的发展方向。　　 一、资料调研方面　　 对汽车零部件用钢中轴承钢、弹簧钢、易切削钢、冷镦钢的种类、质量要求、生产技术及发展趋势等方面进行了调研。轴承钢的研发工作重点在有效控制气体含量，提高钢材纯净度、降低铸坯偏析、去除白点、降低网状碳化物等基础上，开发生产低合金、高淬透性等轴承钢种，如GCr4、GCr15SiMn。弹簧钢的工作重点在于开发生产优质轿车用高应力、高抗弹减应力的高品质弹簧钢盘条，如阀门用弹簧钢丝、悬架簧用钢丝、油淬火回火弹簧钢丝和不锈钢弹簧钢丝等；易切削钢盘条的研发重点应定位在扩大品种，改进工艺、提高品质上，以及组织开发替代铅的环境友好的新型易切削钢。冷镦钢盘条向着高强度螺栓用钢的方向进行产品研发，高强度螺栓钢的工作重点在于洁净螺栓钢、低成本和低能耗高强度螺栓钢及超高强度化-耐延迟断裂高强度螺栓钢的品种开发及生产。　　 二、在炼钢方面　　 1、示踪法研究钢中夹杂物的来源　　 该项研究内容委托北京科技大学包燕平教授课题组完成。主要利用示踪法并结合系统取样的研究方法，从转炉炼钢到连铸机浇注之间的各个工序中的夹杂物状况进行定量的研究。钢中夹杂物的状况通过大样电解、金相分析、扫描电镜及电子探针方法进行定量的检测和分析。摸清转炉炼钢厂现行生产工艺条件下，从转炉—LF炉—中间包—结晶器—铸坯全过程典型钢种35K的洁净度变化、大型夹杂物水平及演变规律。根据研究结果，邢钢公司正在铝镇静钢上推广使用高镁质的碱性覆盖剂，钢中大型夹杂物有了比较明显的降低，平均含量为3.01mg/10kg，达到了较高的清洁度水平，并且夹杂物含量的变化较小。　　 2、连铸坯的高温力学性能　　 钢的高温力学性能是影响凝固坯壳产生裂纹与否的重要因素，只要充分认识钢的高温力学性能，才能在设备设计及工艺操作上采用正确的方法，以减轻和防止裂纹的产生。采用GLEEBLE-1500热模拟实验机测试了邢台钢铁责任有限公司生产的SCM435、ER70S-6连铸坯的高温延塑性，并通过金相、扫描电镜等方法对拉断后试样的断口及组织形貌进行了分析检验。结果表明：对于SCM435钢，在1000～1260℃范围内，其断面收缩率均大于60％，具有良好的塑性。材料存在两个脆性温度区域，收缩率均小于60％脆性温度范围为熔点Tm～1350℃和1000～750℃。对于ER70S-6钢，在1300～960℃范围内，其断面收缩率均大于60％，具有良好的塑性。端面收缩率小于60％第Ⅲ脆性温度范围为960～720℃。生产过程中应避开脆性区，以使该钢种少出现铸坯表面裂纹缺陷。　　 三、在轧钢方面　　 1、变形奥氏体再结晶规律的研究　　 奥氏体热变形时再结晶规律是制定合理轧制工艺的理论基础。因此，确定各钢种产生再结晶条件即再结晶图是很重要的。人们可以根据再结晶图等合理确定工艺制度，包括加热温度、开轧温度以及各段温度中的变形量、终轧温度和终轧变形量，并且确定轧后冷却制度。采用阶梯试样并通过光学显微镜来观察变形奥氏体的组织形貌，测量奥氏体再结晶百分数，研究了道次变形量和变形温度对SCM435、ER70S-6钢变形奥氏体再结晶百分比影响规律，确定了钢的再结晶全图。在完全再结晶区进行轧制，可利用再结晶得到细化晶粒；在未再结晶区轧制，晶内产生大量的变形带(变形量达到一定程度后)，最后可以得到比较细小均匀的晶粒；但在部分再结晶区轧制时容易出现混晶组织恶化钢的性能，所以SCM435、ER70S-6钢轧制应该避开部分再结晶区域。　　 2、变形奥氏体相变规律的研究　　 研究变形奥氏体相变规律的基本方法是测定钢的过冷变形奥氏体连续转变曲线(动态CCT曲线)。这种曲线不但可以系统地表示出热轧变形工艺参数、轧后在线冷却速度对相变开始温度、相变进行速度和组织的影响情况，而且是选用合适的控轧钢种成分，衡量与之相配合的热轧变形工艺是否恰当的依据。SCM435、ER70S-6低合金钢由于合金元素的存在，实际生产过程中，若工艺参数控制不当，转变后仍可能产生贝氏体和马氏体组织，不利于产品的进一步深加工。为了保证热加工过程中产品的组织性能，获得制订合适加工工艺的理论依据。本文根据GLEEBLE-1500热模拟试验机上采集的温度——膨胀度曲线，采用偏量法和显微组织确定不同冷速下各个相变点，得到了SCM435、ER70S-6钢过冷奥氏体连续冷却转变过程过程中的动态CCT曲线。　　 3、孔型轧制过程的计算机模拟　　 轧钢生产过程是一个多种因素相互影响、相互作用的复杂过程，要对这一过程进行在线生产实验和研究，无论是从经济原因考虑，还是从技术角度出发都会受到很大限制，甚至是不可能的。这样就有必要考虑用计算机有限元模拟的方法来研究轧制变形过程。本研究利用有限元法，通过模拟高速线材的轧制过程中，轧件在孔型中的变形过程中的塑性流动情况，确定轧件稳定轧制时的温度场、应变场，以及产品形状、尺寸等。借此来分析孔型系统的变形特点，加深对高速线材孔型系统的认识，为今后品种钢的生产选用合理孔型系统提供依据。　　 4、SCM435高强度冷镦钢热机轧制工艺模拟试验研究　　 近几年，随着减定径机组的应用，以及超重载V型轧机和斯太尔摩冷却线等设备的改进，热机轧制工艺技术实现了冷镦钢线材在线软化，可直接为紧固件制造行业提供可直接拉拔、冷镦的免退火冷镦钢线材。实现冷镦钢在线软化的关键在于进行低温大变形轧制，并通过控制冷却技术进行保温，使钢中片状珠光体转变为粒状珠光体。本文通过对SCM435钢的热模拟试验，研究了高强度冷镦钢750℃轧制时的变形变形抗力以及珠光体碎化呈粒状、无序片状的形态。　　 5、高碳钢盘条的时效　　 在正常工艺条件下，高碳钢盘条如82B，在轧后拉拔过程中经常出现断丝现象，但自然放置几天或十几天后，断丝现象大大减少。也就是说，盘条在自然放置期间，力学性能发生了改变，塑性得到了提高，即发生了时效现象。本文以高碳钢盘条77B、82B为例，试验研究了高碳钢线材自然时效过程中的力学性能变化规律，以及轧后缓冷处理对盘条时效力学性能的影响。依此试验建议轧后缓冷有利于盘条时效时间的减少。　　 6、中碳钢石墨化技术　　 常用的硫系、铅系易切削钢，冶炼时空气污染严重；且铅有毒，对人体有害。因此，开发和生产低硫、无铅易切削钢是未来重要的发展方向。石墨易切削钢正是顺应这种发展趋势而提出的，这是以前被业界认为不可能兼备的一种同时具有较高冷成形性和切削性的新钢材。在中国博士后科学基金资助下，开展了基于增加石墨形核核心来促进石墨化过程来进行中碳钢石墨化的技术研究，确定了可实现石墨化的中碳钢成分及其石墨化处理工艺技术，为实现工业应用石化技术提供了方法，为替代含铅易切削钢、开发环境友好的易切削材料提供了一个新的发展方向。