为降低CO2的排放量,防止地球温暖化，各公司都在研究开发免热处理钢材。本文将要介绍的是神户制钢公司所开发的KTCH、KNCH系列钢材。
1 省略软化热处理的KTCH系列钢
因冷锻造加工产生热（100-300℃）导致钢的连续应变时效，增大了冷锻造的负荷。为抑制KTCH系列钢的这种连续应变时效，神户制钢公司采取了以下几种措施。
① 添加Cr、B（降低固溶C、N）；
② 采取控制轧制、控制冷却的措施轧制线材。
如表1所示，由于所开发的KTCH20A钢降低固溶C、N含量显著，故在230℃条件下，即可得到与经过球化热处理的SWRCH20A钢材相同的变形抗力。这个结果表明,轧制后无需进行任何处理，就能到达和经球化热处理钢材相同的金属模具寿命。
表1 KTCH系列钢与SWRCH20A钢的性能比较
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开发钢（KTCH20A） |
比较用钢材（SWRCH20A） |
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试样 |
轧制 |
球状化处理 |
轧制 |
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化 学 成 分 |
C |
0.18% |
0.20% |
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Si |
0.06% |
0.04% |
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Mn |
0.34% |
0.47% |
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Cr |
0.13% |
0.09% |
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Al |
0.039% |
0.054% |
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N |
30ppm |
48ppm |
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B |
24ppm |
- |
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线 材 特 性 |
拉拔强度 |
386N/mm2 |
368N/mm2 |
463 N/mm2 |
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断面收缩率 |
65.1% |
75.4% |
65.0% |
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固溶C含量 |
1.7ppm |
1.6ppm |
2.7ppm |
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固溶N含量 |
0.2ppm |
1.3ppm |
5.5ppm |
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变形抗力 |
室温 |
526N/mm2 |
545N/mm2 |
564N/mm2 |
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230℃ |
468N/mm2 |
485N/mm2 |
548N/mm2 |
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金属模具寿命（螺栓头部成形用冲模） |
6750个 |
6700个 |
3600g个 |
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2 非调质螺栓用线材KNCH系列钢
神户制钢公司所生产的JIS强度8.8级以下的KNCH系列钢材，即使不进行热处理，也可制造出凸边六角螺栓。目前，KNCH系列钢材进入实用化阶段，并已商品化。
KNCH系列钢分为基本型和重视韧性型两种。KNCH8为基本型，KNCH8P等是重视韧性型钢材。本文将要介绍的是重视冷锻造性能的8.8级非调质螺栓用线材KNCH8S。
KNCH8S钢的设计，是即兼顾部件强度又注重冷锻造时金属模具寿命的钢材，化学成分的添加及线材加工条件合理。所采取的具体措施如下：
① 降低Si含量（降低加工硬化系数）；
② 降低N含量（抑制应变时效）；
③ 适当控制拔丝加工率（降低变形抗力）。
表2所示为使用KNCH8S钢，通过进行30%的适当拉丝加工，即可得到与经过球化热处理的SWRCH45K钢材相同的金属模具寿命。另外，螺栓的各种特性（头部打击实验、楔形拉拔试验、保证值的负荷试验）也满足JIS标准。
本系列钢材不仅可以用于制作螺栓，还有很多用户将其应用于汽车上需冷锻造的部件。
表2 KNCH8S的性能
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开发钢（KTCH8S） |
比较用钢材（SWRCH45K） |
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热处理 |
轧制钢材 |
球状化钢材 |
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化 学 成 分 |
C |
0.29% |
0.45% |
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Si |
0.02% |
0.18% |
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Mn |
1.45% |
0.72% |
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Cr |
0.10% |
0.15% |
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Al |
0.045% |
0.24% |
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N |
32ppm |
46ppm |
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Al/N |
14.1 |
5.2 |
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线 材 特 性 |
0.2%耐力 |
757 N/mm2 |
460 N/mm2 |
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拉拔强度 |
860 N/mm2 |
590 N/mm2 |
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延伸率 |
15.5% |
33.0% |
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断面收缩率 |
65.7% |
58.0% |
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变形抗力 |
851 N/mm2 |
841 N/mm2 |
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金属模具寿命（螺栓头部成形用冲模） |
14000个 |
14800个 |
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信息来源：冶金信息网