汽车零部件用钢的主要国内外标准

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（一）
" t& S4 J" v6 w' S汽车工业对原材料的需求，品种规格多，质量要求高，数量需求大。据统计所需原材料品种规格达4000种以上，就钢材而言品种规格达500多种，比重仍占70%左右，且都有较高的质量要求。尤其近年来，安全、环保、轻量化对汽车用钢提出了更高的要求，从而推动全球的钢铁生产企业不断开发新的汽车用钢。
8 O7 E4 ]8 Q1 N0 x& i, J
7 w& x0 I7 R$ U0 H, T; f# u    中国汽车零部件行业近年引进技术和利用外资均大幅增加，到2004年引进技术合资的汽车零部件企业已超过1000家。汽车零部件占整车生产成本的70%以上，是汽车产业的基础和支撑。预计到2010年，中国汽车零部件国内产值将达到7000亿元左右。随着汽车产量和保有量的继续增长，今后汽车工业对以特殊钢为主要材料的汽车零部件用钢需求大幅增加，为特殊钢市场带来巨大商机。

    汽车零部件用钢材主要涉及碳结钢、合结钢、易切钢、弹簧钢、非调制钢、轴承钢、齿轮钢、冷镦钢、耐热钢等。主要规格：棒材φ5.0-70.0mm，钢丝φ0.5-5.0mm。涉及到的主要国家标准见表1。由于篇幅有限，主要介绍正在修订以及刚刚完成修订的几个主要标准。
8 }# e7 X1 P8 l* s- I    表1
+ U. |, {, ~# t# y# k2 s* f   

序号 3 y) k0 m" P8 a0 O; ?	钢类 1 I3 l. T8 F% l: r 9 c/ g. i% E- M2 p	主要国家标准号 ) M2 C4 H7 ]. O. o + u0 x3 ]' e8 p	标准名称 : o/ y$ ^6 G0 P, B; I	备注
1 9 ]& f. i  s& {3 `0 c& O4 @/ Q, { ) e3 [! O  ]/ _* H: ~* F. v( C, M" J	碳结钢	GB700-1988 ( @9 I3 J! {- p, R	碳素结构钢 # I; |7 s, o3 i	已有新标准，正在报批中
2 3 z" ?7 @; V: u' `6 O# C	合金钢 9 y! G% h# Q  x4 {* h" _5 [ / u& o* e+ p, }	GB3077-1999 8 P$ l' y" r2 Q2 `7 @  [	合金结构钢 * l! p5 {+ |: r- [ - c% J8 j1 J8 x) s2 G	) y) n. ^- e5 n& ?( L
3 0 V" I* k$ V# E1 R2 ~1 ]	易切钢	GB/8731-1988 0 N1 B$ O: T: I4 x1 C3 k& R	易切削结构钢技术条件	正在修订 + q5 k6 ~' g$ |. f
4   w/ N% B( ^& o/ F & Z, k0 ^( W6 s5 b# v2 O" Y* c; X	弹簧钢	GB1222--1984 1 t; b8 Q- j" _	弹簧钢 $ w& r, h) ~' d, {6 \8 @   c4 n3 D' k0 B7 j	已有新标准，正在报批中
5 * n- n2 @2 B$ ]; W: w7 S6 u	非调质钢 # S$ l" G; K* {3 K 7 i/ {8 b" s% _3 ?% s	GB/T15712-1995 * B; f7 j7 D8 |/ p$ A8 I, h ( H4 s* d4 N& E4 K7 F$ Y* N. A7 @	非调质机械结构钢	正在修订中
6 2 O9 l- y& h" F5 H2 s3 k+ d; K	轴承钢 * h2 N0 m! b, L 0 H- ]2 j1 z& T8 z# H	GB/T18254-2002	高铬轴承钢	- n& v. d8 Q& ^6 B+ s1 Q
		GB/T3203-1982	渗氮轴承钢技术条件 / V( N1 W8 C$ x$ U ) _' f$ t/ [$ ?: j	0 O5 g7 B8 ^6 i 9 g* f8 m. R3 P( F2 d7 Z
7	齿轮钢	GB/T5216-2004 ! ?& w  z# B/ w( P' A	保证淬透性结构钢技术条件 4 Y, }: d+ P$ U: [5 d; T	3 |  j. X- |) A4 `. E% Z
8 ' c9 i/ M0 ]8 f3 }# e	冷镦钢 0 N+ p' S1 G! d- U( J	GB/T6478-2001 % E4 \  [/ h  R; d 9 f! S4 C* [" i! C5 ?' \8 E# q	冷镦与冷挤压用	: j4 V6 W6 G7 b: D8 ?0 N
9	耐热钢	GB/T1221-1992 1 W1 y$ V, f% n" c/ O/ J	钢耐热钢	! R4 O* @. {( @

# r( K; S. `  I. J6 {
( K" L& Y7 m/ b: u6 m7 o   GB/T15712 非调质钢标准
& a- e$ O5 f. j# C
    非调质钢是相对于机械制造中，部分零件为获得强度和韧性的良好配合而必须采用调质处理而得名，其特点就是可不经过调质处理而获得与调质处理相当的机械性能。非调质钢用于制造载货汽车发动机连杆、曲轴、前轴、万向节叉、轮毂等。
" S: s* J( U% F
    1 标准的沿革
5 U# |# Y- X  x
/ V) Q3 `) h% b6 Q8 q    GB/T15712-1995《非调质机械结构钢》，自1996年3月1日实施至今已有10年的历史了。当时，不论是国内还是国际，比较成熟的牌号是含钒铁素体加珠光体型非调质钢，所以我国非调质钢系列标准牌号有YF35V、YF40V、YF45V、YF35MnV、YF40MnV、YF45MnV， F45X、F35MnVn、F40MnV都是属于铁素体类型的。随着非调质钢研发的深入与应用领域的扩展，原标准已不适应发展的需要，尤其除了原有含V以外的Nb、Ti等微合金调质钢以及贝氏体、马氏体非调质钢的应用，原标准中提出的定义与技术内容等方面都不能适应非调质钢技术与市场发展的要求，需要及时修订。为此，将该标准列入2006年国家标准制修订计划，拟于今年年底完成审定。
2 ^0 L# s' ]9 @7 D: d  U
    2 修订的主要内容
  Q/ Z5 E8 b  y3 a  Y+ T
    为了完成好本次标准的修订，在北京召开编制组会议上讨论了本标准修订的总体思路与修订的主要内容如下（以最后审定会结论为准）：

( L5 [/ Q# L: l& A    1)  关于采用国际标准
( {6 B& a% o- J* u9 f$ ]# L
    本次修订拟修改采用ISO11692-94（E）<Ferritic-pearlitic engineering steels for precipitationhardening from hot-working temperatures>标准。选择修改采用是因为国际标准牌号体系与在我国现有非调质钢体系牌号完全不同，因此，拟在原标准体系的基础上，结合目前我国生产与使用实际情况修改标准。
! P1 r: k! s4 w( c. W1 H
    2) 非调质钢的定义

  S& V/ y) c( [    原标准定义的非调质钢仅局限于铁素体组织，由于贝氏体与马氏体非调质钢的发展，原定义应按目前的实际情况进行修订。
4 H. y5 Z6 q$ u4 S" y. H
    3)  适用范围
! O$ l" P* b" ~) q9 Z1 L
! Y6 u) q0 o& x4 ?% ?' a) v    由于非调质钢锻制状态交货是不适用的，所以拟予以取消。考虑到目前有很多用户使用银亮钢材，所以拟按照ISO11692-1994增加银亮钢材的有关内容。
- Z9 W5 V7 t. e* C! }
    4) 牌号及化学成分

    牌号：根据目前生产与使用情况，本标准拟参照ISO 11692-1994增加贝氏体型非调质钢牌号。

    化学成分：本标准拟参照ISO 11692-1994修改原标准中的化学成分的有关规定。
: `! [/ C3 X& H, s! c9 [% Z
    微合金元素：随着含Nb、Ti非调质钢研究不断深入，尤其是国外这方面许多研究成果的应用，在我国还没有成熟技术数据支持的情况下，为了推动非调质钢研究成果转化为生产力，考虑到V资源和价格因素，拟借鉴ISO 11692：1994（E）的表述，本标准较原标准增加了“经双方协商，V的一些或所有含量可以用Nb或Ti代替，在这种情况下，V的下限含量可以协商。”
7 B, A; h, U7 {$ }
# \7 x% d, S( Q+ B$ T) V) t. S. ]    5)  力学性能

0 i6 k4 W# G0 X. b    按照ISO 11692：1994（E）对热锻用非调质钢也只规定化学成分，不要求力学性能。由于热锻用非调质钢的力学性能主要取决于化学成分和用户使用的锻造工艺，而与钢材交货状态的性能没有直接关系，所以本标准参照ISO11692：1994（E）拟对力学性能进行修改。

    3 加快标准的修订，推动非调制钢技术发展
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    由于生产和使用非调质钢零件不经加热可直接使用，节约能源，避免固容热处理造成的裂纹与变形，力学性能均匀，经氮化处理后，耐磨性好，所以非调质钢属于高效钢材，近几年受到广泛注意，例如兴澄钢铁公司专为一汽、二汽研发易切非调质钢MnVS系列，年需求量达5000吨以上。汽车公司大约80％热锻件采用易切非调质钢，日本有代表性的汽车公司使用的全部特殊钢中，易切非调质钢占12.4％以上。可见，随着汽车产量的增大，汽车零部件用易切非调质钢的发展会非常好。我们要积极跟踪非调制钢新技术的发展，将新技术与新工艺及时纳入标准中来，加快标准修订的节奏，以推动非调制钢的新产品的市场应用。

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（二）GB/T1222 弹簧钢标准
    弹簧钢主要用于汽车减震，部分弹簧钢种应用如表2。
    表2 部分弹簧钢种在汽车上的应用

弹簧钢种   M7 Y, S5 k4 g( L+ u$ J	应用
65、70 、85	汽车板簧、圆形螺旋弹簧、< 12mm 的小型弹簧 + L( _( B$ Q& N8 R, Z* }$ ^
55Si2Mn 55SiMnB	用作< 25mm 汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧 ! b0 b! K6 _* I. m! t' A; U. H
55SiMnVB : i6 Q- R0 X4 x- `5 K* D  n	汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧
60SiMn 0 G2 k; f# {# Z  Q8 h: A. @ 60SiMnA 3 i& b9 ~+ F! Y2 V	汽车板簧、螺旋弹簧、气缸阀簧 $ n( y: f# I9 D
55CrMnA 60CrMnA	< 50mm 的螺旋弹簧和钢板弹簧
50CrVA ; I0 ?4 _, L6 r1 w2 `1 b+ ^ 60Si2CrVA	阀门弹簧、活塞弹簧、安全阀弹簧

! i' l- o, \3 R" n: c: L弹簧钢有热加工用和冷成形用之分。热加工用有扁钢和圆钢，分别用来制造板簧和螺旋弹簧，钢厂提供钢材，在弹簧制造厂成形并进行热处理，得到需要的力学性能。冷成形用钢是由钢厂提供冷拔钢丝或油淬火钢丝，其力学性能是在钢厂通过冷拔和热处理得到，弹簧制造厂只需成形和进行去除应力退火即可制成产品。
) m( Z3 D; W- }! |% @    1 标准的沿革
; L, ~- k8 C% \$ J$ _    我国最早的弹簧钢标准是1952年由苏联标准引进的，主要是硅锰系。后经历了三次修订，演变为YB8-59、YB213-64与GB1222-75。无疑这些标准的执行都促进了弹簧钢生产与应用。80年代初，随着我国改革开放与对外贸易的发展，国家提出了积极采用国际与国外先进标准的方针，弹簧钢标准采用了国际与日本标准进行了修订，演变为GB/T1222-84。该标准自1984年发布至今已将近20年历史，已不能很好地适应制造业，尤其是汽车工业技术进步的需要，因此将GB/T1222-84列入2002～2003年冶金产品国家标准制修订项目计划，于2003年10月完成了审定，由于该标准中涉及到了专利权的问题，至今还未批准发布。
    2 修订的主要内容
    （1） 尺寸与偏差
    —扩大了厚度、宽度与长度的范围
    在原标准中，平面扁钢厚度最大到 30mm 。随着汽车制造技术的进步，少片较厚簧以及变截面钢板弹簧得到了广泛应用，从而需要厚度更大的弹簧扁钢。因此，本标准将平面扁钢的厚度扩大到 40mm ，同时对于原有厚度规格所对应的宽度作了适当的增加。原标准中，单面双槽扁钢只有 75mm 宽度系列及 9mm 、 10mm 、 11mm 三个厚度。现东风汽车公司等已新采用了 90mm 宽度系列（厚度有 11mm 和 13mm ）以及 75mm 宽度系列 8mm 和 13mm 厚度规格。根据实际需要，在本标准中对单面双槽扁钢规格作了补充，增加了11×90、13×90、8×75和13×75四个规格。现在各企业生产弹扁普遍采用连轧工艺，坯料断面有所放大，成材率水平已有较大提高，有条件改进范围定尺长度。为了方便用户，故本标准将通常交货长度范围规定为3～ 6m ，比原来的2～ 6m 的长度下限增加了 1m 。
. a( M  l7 H! `/ E; J( M" v: }4 z/ p% L    —提高了尺寸偏差精度
7 v# q0 y# m2 P* ]% h- q4 Y" ^" n9 J    原标准规定弹簧钢热轧圆、方钢的截面尺寸偏差执行GB/T702中2组精度。由于部份弹簧钢用户对尺寸有更高的要求，2组精度已不能完全满足需要，因此本标准增加了“经供需双方协商并在合同中注明，也可按第1组规定交货”的补充规定。平面扁钢的宽度尺寸允许偏差中，将宽度大于 100mm 的扁钢的宽度公差由原来宽度的1%加严到± 1.00mm ，也与日本JIS G4801标准相当，其他拟保持原标准水平。
    （2）牌号与化学成分
) W& j9 ?, T9 q9 B& U' _. s% Z+ c    —牌号
    原标准有17个牌号，含有碳素钢、锰钢、硅锰钢、铬锰、铬钒、铬钼钢、铬锰钒、硼钢8大系列。在此次修订中，删除了淬透性差与用量较少的牌号55Si2Mn、55Si2MnB、60CrMnMoA，增加了主要用于汽车悬挂簧、阀门簧55SiCr（相当于SUP12、SAE9254）。同时在附录中增加了28MnSiB技术条件。
    —化学成分
    为了提高60Si2Mn、60Si2MnA的淬透性以及与国外牌号对应性，本标准将这二个牌号的Mn含量均调整为0.70～1.00%。为了提高弹簧钢的冶金质量，本标准对带A牌号弹簧钢的S、P含量由原标准的≤0.030%改为≤0.025%。
    （3）非金属夹杂物
2 r  f0 G& k0 M: P    由于非金属夹杂物对弹簧另部件的疲劳寿命影响较大，许多用户在订货时提出了检验非金属夹杂物的要求。本标准仍将非金属夹杂物作为用户选择的检验项目（可减轻生产厂的检验工作量），但为了促进生产厂提高弹簧钢的纯净度，本标准规定在用户要求检验非金属夹杂物时其合格级别为：按GB/T10561中A法评定，A、B类细系均不大于2.5级、粗系不大于2.0级，C、D类细系均不大于2.0级、粗系不大于1.5级。
   

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（二）续
3 国内外标准对比  
    原标准GB/T1222-84是在GB1222-75基础上，参照日本JIS G4801（1984）《弹簧钢钢材》与ISO683.14（2004）《用于调质弹簧的热轧钢材》等国外其它先进国家修订而成的。
! a( m) M# t& Z8 I' }    本标准中弹簧钢的牌号总数量为15个，与国际标准对比，日本只有9个牌号，德国只有6个牌号，ISO683-14也只有11个牌号，本标准中钢牌号仍然是较多的。现将本标准中牌号与主要国际国外标准牌号的对照列表如表3。
; K  _6 T* _/ U" L& v) L0 S    表3 弹簧钢牌号与国际国外标准对照表   
6 v# {6 E6 i5 r; }& ]7 n) k! {

序号	钢系	国际国外标准对应(相近)钢牌号 本标准钢牌号	- V" ]. k+ H7 s5 u! ?9 N5 b$ B7 w+ Q 8 Y5 C& B( h9 D: T8 @: X! W" M+ l
			ISO683-14	JIS G4801	DIN17221	BS970.5	ГОСТ14959
1	碳素钢	65	无	无	CK67	080A ' a( P1 I5 m( o( Z( \+ f67	65
2		70	无	无	无	070A 72	70
3		85	无	SUP3	CK85	无	85
4	锰钢	65Mn	无	无	无	无	65Г
5	锰矾钢	38SiMnVB	无	无	无	无	无
6		55SiMnVB	无	无	无	无	无
7	硅锰钢	60Si2Mn	59Si7	SUP6	无	250A 58	60С2
8		60Si2MnA	59Si7	SUP7	无	250A 58	60С2А

  c# m  H2 o% i$ P根据上表可以看出，除38SiMnVB 、55SiMnVB、30W4Cr2VA这三个牌号为我国独有外，其余均有国外对应牌号，其中与日本JIS G4801的对应性最好，与ISO683-14也有较好的对应性。

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（三）
' {( X0 O6 J+ `/ z" ?GB/T8731 易切削钢标准
; h: P$ A% b$ h    易切削钢是以降低成本（降低工具费用和提高工效），提高切削品位，降低切削抗力或者在机械加工的自动化加工过程中改善切屑处理性能为目的单独或者复合添加硫、磷、铅、铋、铍、碲、钙及其它易切削元素，使切削性能得到提高的钢种。
0 ?; e2 B9 V) i: g    随着我国汽车工业的快速发展，汽车行业对易切削钢的需求正逐步增加。目前我国汽车用易切削钢的年需求量为10万吨左右（不包括拖拉机等农用机械用钢）。
7 V6 }. @2 h; g    我国易切削钢在汽车整车的用量约占汽车总钢材用量的0.65%，而在国外这一比例大约是1.9%-2.1%。目前，易切削钢主要用于制造汽车的零部件，如曲轴、连杆、支杆转向条等行走部分的零部件、垫圈、凸缘、齿轮制动器、扭距扳手、轴、齿条、火花塞等。
/ h1 g+ R' {$ \& l    1 标准的沿革
    我国是1954年按苏联标准引进硫系列易切钢的，早期的YB191—75《易切削结构钢技术条件》只有Y12、Y20、Y30和Y40Mn四个硫系列易切钢的牌号。
" Z- h3 N0 Y3 O+ d* F* x    现行GB/8731-88《易切削结构钢技术条件》是在原75年标准的基础上参照苏联标准T0CT1414-75《具有较高和高切削加工性能的结构钢》，对原引用苏联牌号的Y12、Y20、Y30和Y40Mn的化学成分、力学性能与热处理制度等进行了调整，并增加了我国多年研制、生产与应用的比较成熟Pb—S系列易切钢（Y12Pb，Y15Pb）和Ca—S系列易切钢（Y45Ca）。该标准适用于热轧、冷轧与热处理状态下交货的圆、方、六角、丝与银亮易切钢。这次修订使我国的易切钢标准系列基本满足了生产与使用的要求，并基本与国际国外标准系列相当。
# b1 i2 m+ {/ x8 x2 X    近年来，为了节约能源和降低成本，非调质易切钢钢的使用量不断增加，同时，由于铅对人体有害毒，国内外环保标准与指令都对含铅易切钢的生产与使用提出限制，从而新环保易切钢系列与牌号不断得到开发与应用。为了适应这一需要与变化，我们将已将GB/T8731-88标准列为今年修订计划，现正准备标准的讨论稿，按计划明年完成审订工作。
  P0 j: I% z) S( z3 ]    2 新修订标准应关注的问题
, `% h2 a- i# z0 r9 E. }    在新标准修订中应关注国内外新开发的适应环保及替代进口的易切削钢系列：
    （1） 含锡易切削钢
" y: U$ y' \9 f- P+ ~3 f( c    美国1999年发布了含锡易切削钢专利“Tin-bearing free-machining steel”，所限定的成分范围：C：0-0.25； Cu：0-0.5； Mn：0.01-2； S：0.02-0.8； Sn：0.04-0.08； P：0.01-0.15； Si：0-0.05。它们称之为可替代铅易切削钢的“绿色钢”，每年全世界市场份额占10亿美元。首钢已批量生产试制了含锡系列易切钢，并已申报了国家发明专利。首钢的锡含量与美国专利不同，锡为0.09～0.25％。较高的总体锡含量可保证在轧后冷速不够慢又无后继退火时晶界上有较高的锡浓度。首钢的含锡易切钢由于涉及到专利权的问题，纳入标准有待于商榷。
    （2） 高S 高P 易切削钢
* u, k7 e0 E+ d    日本铅钢生产厂家新近开发出一种高S高P易切削钢，成份为0.06C-1.16Mn-0.08P-0.414S。经球化退火后已可替代美国含铅易切钢12L14。上钢五厂也已成功生产出1213钢（0.1P-0.3S），经球化退火后已可替代12L14。
    （3） 含Bi 易切削钢
' z2 w1 T$ ^2 k" u    铋与铅的物理化学性能相近，故其作用同铅在钢中的作用近似。铋以细小微粒分布在钢中，或附着于硫化物周围，在一般结构钢中含量为0.04%-0.10%Bi。铋无毒，比重比铅小，故钢的金相组织中的宏观偏析明显减少，因此在开发无铅易切削钢时首先考虑到的是铋易切削钢。日本神户公司对以铋代铅的易切削钢进行了系统的研究，发现Bi的加入量不到Pb的加入量的一半，且Bi易切削钢在切削去除性及材料可锻性方面均优于铅易切钢。
    3 国外标准简介
9 }% B5 T8 }. G- _$ e) S    各主要工业发达国家通过80余年的努力，易切钢标准已经已自成体系。美国AISI标准中，易切钢有31个牌号，其中：低碳钢有18个牌号，不锈钢有19个牌号。日本JIS4804标准，易切结14个牌号（其中低碳钢有9个牌号），易切不锈钢9个牌号。前苏联，在T0CT1441-75标准中，易切钢由7个发展到20个牌号，除保留有6个硫系牌号外，增加硒系3个牌号，硫铅系11个牌号。目前世界各国都在不断努力开发适应环保要求的易切钢。

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（四）
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7 U, H# ~' P$ `" ^! s( O- MGB/T18254 高碳铬轴承钢标准
8 G6 l' d$ n9 \1 F3 X5 g我国轴承钢中主要以高碳铬轴承钢为主，产量约占轴承钢总产量的90%，其余为渗碳轴承钢、高温轴承钢等。目前轴承钢的精炼比已经达到100%，连铸比平均47.56%，氧含量平均7.12-10.31ppm。改革开放以来，轴承钢的产量增长了7倍。
2 s: f  i2 E. z% G; a高碳铬轴承钢：价格便宜、可切削性好，耐磨性和抗滚动接触疲劳性好，广泛应用于滚动轴承内、外圈及滚动体。代表牌号：GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn等。
渗碳轴承钢：采用低碳合金钢渗碳工艺制造，用于要求高耐磨性、高滚动接触疲劳性能和高韧性的轴承。代表牌号：G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20CrNi4、G10CrNi3Mo、G20CrMnMo等。
0 r9 q6 S" h" B. e    1 标准的沿革
我国高碳铬轴承钢标准最早制定于1952年，编号为重10-52，1959年修订为YB9-59，1968年又修订为YB9-68，到1980年制订了YB(T)1-80推荐标准，该标准由于种种原因一直未正式实施，尔后在1984年由原冶金工业部和机械工业部签订了高碳铬轴承钢两部临时供货协议YJZ84。之后，供需双方长期使用的标准主要是YJZ84，部份执行YB9-68，直到2002年高碳铬轴承钢国家标准批准执行。
    2 标准主要内容说明
# b% m) ^) T3 n7 e. v' H    GB/T18254-2002标准是以YJZ84为基础，非等效采用ASTM A295-94《高碳耐磨轴承钢》制定的。与原YJZ84主要技术变化如下。
% b% x9 R2 f7 S* V" U' w    1） 钢的牌号设置
    ⑴ 增设GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo三个新牌号。
    GCr4牌号─本牌号类似于前苏联的шx4和美国的SAE50100。其主要化学成份基本相同。
( G9 ?* [! R3 f& L    GCr18Mo牌号─本牌号类似于德国的100CrMo7(材料号1.3537)，瑞典的SKF24。
    GCr15SiMo牌号─ GCr15SiMo材料是一个新开发的高淬透性轴承钢，与GCr15、GCr15SiMn相比，本材料含有0.30～0.40%钼和0.65～0.85%硅，是一种具有良好的淬透性、淬硬性及高的抗接触疲性能材料，是制造有效壁厚30～ 80mm 的大型、特大形重载轴承的理想材料，可部份代替GCr15SiMn牌号。
# g; i& F8 |! l    2） 化学成分
（1） 关于氧含量的确定
2 I) n* R4 Y, G0 |$ O本标准规定了氧含量≤0.0015%，并规定钢液应经真空处理。由于氧含量是衡量轴承钢纯洁度高低的重要指标之一，也是多年来两部门在制定标准中争论的焦点，这一指标的确定具有突破性。
（2） 非金属夹杂物
钢中非金属夹杂物含量是衡量轴承钢纯洁度的一项重要指标，为保证轴承钢的质量，促进轴承钢质量的进一步提高，在标准中明确规定采用真空脱气处理的冶炼方法和在冶金产品国家标准中率先纳入氧含量考核指标的前提下，本标准在YJZ84的基础上，将B类粗系、C类和D类的细系和粗系非金属夹杂物加严了0.5～1.5级，使非金属夹杂物指标等同于ASTM A295-94要求。在标准制定过程中，有些用户代表提出在钢材上检验非金属夹杂物，鉴于目前尚无现行的国内外资料和图谱以及判定规则可借鉴，暂不纳入标准，可今后由供需双方进一步努力开拓此方面的研究工作。
7 I% `3 p0 ]2 x! m    3 国内外标准对比分析
    1） 关于氧含量的规定
世界各国的轴承钢标准中，SKF公司标准对氧含量有明确规定，88年版和95年版标准规定≤15ppm；美国ASTM A295-94标准附录中规定可按用户要求分析氧含量，并规定氧含量≤15ppm，其他国家虽在标准中未明确规定氧含量指标，但在实际生产和订货中，都有氧含量要求，甚至更严格，由此可见，氧含量对轴承钢质量的影响已越来越被人们所认识。早在YJZ84技术条件讨论中，就曾提出纳入氧含量指标(O≤20ppm)，但由于当时的冶金装备、技术、检验水平限制，未能解决，现经冶金企业多年来的努力，目前已有相当数量冶金企业通过工艺装备改造和技术进步，已具有控制氧含量的工艺水平，故本标准正式列入了氧含量技术指标，规定氧含量小于、等于15ppm，与国际先进水平标准相同，这是一个重大突破，对保证和提高轴承钢质量有着极其重要的意义。
: s2 V/ h# Z* p; C" J' b    SKFD33在测定氧含量的试验方法标准中，明确规定试样可取自于钢坯或钢材，试样数量分别为2块和3块，每块试块至少测试2只试样，但其合格判定方法是采用平均值来判定的；ASTM A295-94规定，氧含量试样的取样位置和数量同非金属夹杂物，同时，氧含量的合格判定方法也按非金属夹杂物的三条判定原则进行。考虑到国外标准规定的氧量分析数量过多，工作量极大，不利于生产周转，故本标准规定氧含量只取1只，并按GB10561的测试方法检验，同时，参照国外标准不设氧含量的允许偏差。但考虑到钢中氧含量分布不均匀性，用一个氧含量的分析测定值来决定一炉钢合格与否不太科学合理，在标准中增加了“当氧含量超过规定时，可在钢材（坯）上任意取三个试样进行复验，其检验结果的平均值必须小于、等于15ppm，其中，至多有一个试样允许超过15ppm，但不得大于20ppm”的内容，以使标准规定更科学合理，同时基本与国际标准接轨。
    2） 关于钢中残余元素和有害元素的控制
2 L% X7 I8 y/ t" W8 _0 G. V    SKF D33、ASTM A295、我国标准对残余元素和有害元素的控制对比如表4所示：
( d+ P/ j# ]* v' P* N3 U3 S% Y

7 X; s5 I- \' j从残余元素和有害元素对比表可见：
    ⑴ 对Ni、Cu元素的规定基本相当；
    ⑵ 对Mo元素的控制问题，由于YB(T)1-80和YJZ84当时是参照美国ASTM A295-76的规定，规定为残余Mo控制在0.08%以下，从对比表可见，现A295-94和SKFD33的标准均规定为≤0.10%，为了与国际标准接轨，故本标准将Mo含量改为≤0.10%。
    ⑶ 瑞典SKF标准对轴承钢中的其他有害和残余元素作了明确的规定，瑞典SKF研究了Ti元素对轴承钢质量的影响，认为过高Ti含量对轴承钢的疲劳寿命造成危害，并将Ti的控制从81年版标准到88年版标准又进行了加严；美国A295-94也将Ti元素作为用户提出要求应作分析的规定；国内关于Ti对轴承钢质量的影响也已逐渐引起重视，各企业均在进行探索和试验，初步认为，如何减少铁合金及耐火材料带入的Ti元素(主要是极大部份高碳铬铁含Ti量达0.30-0.40%)和正确控制和避免冶炼过程中的增Ti和回Ti现象是降低钢中钛元素的关键，但目前还缺乏有效的措施，故暂不作为必保指标列入本标准中，但为了满足部份特殊需要，而将钛元素的控制作为双方协议项目列入。
    至于Sn、Pb、Sb、As、Ca元对钢性能的影响程度尚未有成熟资料，再加之这些元素尚缺乏快速分析手段和部份元素还无具体的分析方法标准，故与Al一起均作为协商条款。
    世界各国由于所采用的标准体系不一，故在标准中对非金属夹杂物的评级图谱、检验数量、判定方法均有不同的规定。前苏联的Гост801标准采用最高级别法外，其余均采用平均级别法，其中又以ASTME45的体系为主并普遍采用，DIN标准的评级图谱较详细和全面，但其评级方法过于复杂和繁琐，因此早在YB（T）1-80和YJZ84的制订中均参照了ASTM的标准体系，以使我国轴承钢标准能与世界各国接轨。本标准根据当时的实际生产情况，在标准中同时规定了必须采用真空脱气处理的冶炼工艺、纳入严格的氧含量考核指标，并规定在不同位置检验非金属夹杂物的三个条款，以有利于保证钢材的纯洁度。
    综上所述，本标准在YJZ84基础上，非等效采用ASTM A295，在标准中列入了氧含量小于、等于15ppm的考核指标，加严了非金属夹杂物合格级别（与ASTM A295-94等同），又纳入了三个新的高性能牌号，并增加了标准的贸易性特点，使标准水平有了很大的提高，与世界各主要工业国家的国家标准相比具有较高水平，达到国际先进水平。

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汽车零部件用钢的主要国内外标准（五）
GB5216 齿轮钢标准
    根据特钢协会统计，2004年特钢企业共计生产齿轮钢材141万吨。主要是车辆用齿轮钢，约占70%，主要生产的钢种有20CrMnTiH、20CrMoH。
    汽车齿轮主要用于汽车的齿轮箱，用于汽车的传动和变速。随着汽车尤其是轿车的提速，齿轮变速箱的最大扭矩不断提高，以桑车为例最大扭矩可以从l45Nm（普桑）提高到200Nm（帕萨特）。这就要求汽车齿轮材料作相应的变化。一对啮合齿轮在运行过程中，齿面之间既有滚动，又有滑动，齿根部受到脉动和交变弯曲应力的作用。因此，高质量齿轮钢不但要有良好的强韧性、耐磨性，应能很好地承受冲击，弯曲和接触应力，而且还要求变形小，精度高和噪音低。
    1 标准的沿革
    最早我国的齿轮钢是采用GB3077《合金结构钢》中的牌号，在订货时附加淬透性的要求。于1985年我国首次颁布了GB/T5216-85《保证淬透性结构钢技术条件》。该标准是在对国内生产企业大量生产数据的数理统计回归的基础上并参照国外标准制定的，它包括45H、40MnBH、20CrH、20CrMnTiH、20MnVBH、20MnTiBH、20CrMnMoH和20CrNiMoH等15个牌号，其中常用的牌号是20CrMnTi。该标准发布与执行极大地促进了齿轮钢发展。
    但是，由于我国现行的GB5216-85标准中淬透性带宽度为12HRC，而汽车厂向钢厂订货提出的要求是6-7HRC，甚至希望最好达到3-4HRC的宽度。而在国外，尤其是汽车生产企业对齿轮钢的淬透性带宽也提出了较严的要求。
0 ~# ]  [* a) z( r3 ^9 q! I    同时，我国每年从德国、日本、美国、意大利、法国等国家进口相当大一部分保证淬透性结构钢，其中有些牌号我国标准并没有收录或技术条件差别较大，其订货一般按国外标准或国际标准，使我国标准地应用受到了影响。为了满足汽车工业的需要，于2001年将该标准列入国家标准修订项目，经过标准起草小组的努力工作，新修订后的标准于2004年批准实施。
& K$ T! n/ ?! a    2 修订主要技术内容
    1） 牌号
0 [, J9 I  N: H% e; D  o3 M, n* o    2004年标准比原标准中钢的牌号由15个增加到24个，增加了15CrH、20Cr1H、15CrMoH、20CrMoH、22CrMoH、42CrMoH、16CrMnH、20CrMnH、15CrMnBH、17CrMnBH、20CrNi2MoH等11个牌号，删除了很少使用的20MnMoBH和22MnVBH等2个牌号。新增牌号中参考日本标准增加了Cr系，主要参考德国标准增加了Cr-Mn系，主要参考德国ZF钢增加了Cr-Mn-B系，参考美国SAE标准增加了20CrNi2MoH。
    原有牌号的主要化学成分没有变化，新增牌号的主要化学成分与其对应的外国牌号相同或相近。因冶炼水平的提高，残余元素方面，部分钢类的硫、磷含量有所降低，优质碳素结构钢的硫、磷含量从0.040%降低到0.035%，高级优质合金结构钢的硫、磷含量从0.030%降低到0.025%。同时，铬、镍、铜等残余元素的含量与上级标准“GB/T699-1999碳素结构钢”和“GB/T3077-1999合金结构钢”相一致。此外，增加了高级优质碳素结构钢，其残余元素含量要求与GB/T699一致。
    2） 淬透性带的划分及订货方式
9 d9 z- }, y- l% s2 ^    我国主要钢厂保证淬透性结构钢的生产水平已经提高，淬透性带宽大大低于GB/T5216-1985规定的水平。同时，为满足不同用户需求，需要对保证淬透性结构钢进行等级划分。参考国际标准ISO683-18：1996(E)和德国标准DIN EN10084-1998（欧洲标准），保留原淬透性带（称为基带，或H带）的基础上，将淬透性带进一步划分上2/3带（HH带）和下2/3带（HL带）。以20CrMnTiH钢为例，H带中J9点硬度值范围还是30~42HRC，宽度为12HRC；增加的HH带中J9点硬度值范围为34~42HRC，宽度为8HRC；HL带中J9点硬度值范围为30~38HRC，宽度也为8HRC。可见，HH带和HL带比H带宽度要求提高，分别可以满足不同用户的要求。
    在订货方法上，仍保留原有的A、B、C和D四种方法，并且每种方法的含义也没有改变。但是，四种方法均可以以H带、HH带和HL带订货，订货时必须说明采用的淬透性带，如HH带B法。可见，实际的订货方法有12种之多，从而细化产品等级，可以充分反映钢厂生产水平和不同用户要求。此外，在供货方式上，参照国际标准ISO683-18：1996(E)和德国标准DIN EN10084-1998（欧洲标准），增加“末端淬透性可以采用实测和按公式计算淬透性两种供货方式，从而为增加了供货的灵活性。
8 o2 I8 W& V) r$ Y: m    3 国外相应标准对比分析
' X( J# \( ~: B8 l& v    本次修订对国际标准化组织ISO683-18：1996(E)、美国ASTM A304-1996、美国SAE J1268-1995、日本JIS G4052-1979、德国DIN EN10084-1998、前苏联ГOCT4543-1971和英国BS907-1996标准，从牌号、化学成分、力学性能、淬透性检验方法及带宽、晶粒度、非金属夹杂物、低倍组织等方面进行对比分析。
    1） 牌号
9 ]6 E  e7 C6 I( |& j) [5 |" a    鉴于各国资源和生产工艺条件的差异，美、日、德等工业发达国家，从使用要求、资源条件、经济耐用的角度出发，形成了各自的系列标准。美国标准ASTM A304-1996有钢号87个，采用Cr-Ni-Mo系（SAE8615、8620），国际标准ISO683-18：1996(E)有钢号31个，德国标准DIN EN10084-1998有钢号29个采用的是Mn-Cr系列（16MnCr5、20MnCr5、25MnCr5、27MnCr5），日本标准JIS G4052-1979有钢号23个，应用Cr系和Cr-Mo系（SCM415H、SCM420H），前苏联标准ГOCT4543-1971有钢号18个。它们是当前最主要的几大齿轮钢系列，Cr系、Cr-Mn系、Cr-Ni系、Cr-Mo系、Cr-Ni-Mo系的性能依次上升。与国外标准相比，我国国标牌号偏少，并且有些类似牌号的化学成分也稍有不同。
    2） 淬透性带
; {. S' D/ g3 c$ a$ O# G8 h# H    从淬透性带的划分及其带宽来看，国际标准ISO683-18：1996(E)和德国标准DIN EN10084-1998（欧洲标准）将淬透性带分为高带（HH带）和低带（HL带），前苏联标准ГOCT4543-1971将淬透性带分为宽带和窄带。统计结果表明，以标准中纳入牌号在离淬火端9mm点处硬度平均值J9为例，我国标准GB/T5216-2004规定宽度为9HRC，美国标准ASTM A304-1996规定宽度为12.4HRC，而国际标准ISO683-18：1996(E)和德国标准DIN EN10084-1998（欧洲标准）规定的高带和低带的宽度为9.0HRC。
4 W; g% P$ U7 d6 M4 o    3） 其他
2 d7 i3 X* _: y( U' W& s4 J    在订货方式方面，我国标准GB/T5216-2004和美国标准ASTM A304-1996规定较全面，分别有4种和5种订货方式，其它国家标准规定不具体。此外，各国标准间还存在其它细节差别。
    结束语
    发展汽车零部件产业及其用特殊钢是我国现代汽车工业的发展的需要，汽车安全性与长寿命对其零部件用特殊钢的质量和性能不断提出更高要求，尤其是高强度，高韧性，高抗疲劳性能等综合技术性能的高端特殊钢产品的需求快速增长，对特殊钢的生产、技术、标准都提出许多新的要求，我们一定要紧紧跟上特殊钢工业更新换代的步伐及时地制修订标准，使特殊钢的标准工作更好地满足汽车和机械制造业零部件需求。