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非調質鋼應用是因其綠色環保、低排放，便于零部件的制造和成本的大幅度降低。鐵素體-珠光體型非調質鋼是在中碳鋼中添加少量微合金化元素，通過析出強化來滿足其強度要求；它不需要提高淬透性的鉻、鉬、鎳等貴重合金元素，合金成本明顯降低；取消了零件的調質熱處理工藝，節約能源。

鐵素體-珠光體型非調質鋼的化學成分，基本上是中等碳含量，含有一定的硅、錳等固溶強化元素，另一個顯著的成分特點是均含有適量的微合金元素，如釩、鈮、鈦、氮等。非調質鋼本質上是一種機械結構用鋼,要求具有與調質鋼基本相當的良好綜合力學性能。對于非調質鋼來說，軋制(鍛造)及后續冷卻是近終態生產工藝,其加熱溫度、變形工藝、終軋(鍛)溫度及變形后的冷卻制度均對產品的最終力學性能產生直接影響。

釩、鈦、鈮、氮是微合金非調質鋼中十分有效的合金元素。在含釩鋼中增氮，能促進釩的析出，增強釩的沉淀析出強化作用，明顯提高非調質鋼的強度。利用廉價的氮元素，提高非調質鋼的強韌性，是非常有效地降低成本的方法。

在中碳鋼中添加少量的微合金化元素釩，非調質鋼中釩的添加量一般在0.06%-0.20%范圍，依靠細小的碳氮化釩的析出，強化鐵素體-珠光體組織，從而達到調質鋼所要求的強度水平。改善韌性，非調質鋼降低鋼中碳含量，從原來的0.49%降低到0.30%左右，也有低至0.20％，通過降低碳含量，增加鋼中鐵素體體積分數，改善鐵素體的分布和珠光體的形貌，從而提高鋼的韌性。另一個是應用TiN技術。TiN是微合金碳氮化物中最穩定的化合物，它能在高溫下有效地阻止奧氏體晶粒長大，具有明顯細化奧氏體晶粒的作用。非調質鋼采用微鈦處理，鈦的添加量范圍在0.010%-0.015%左右。非調質鋼中通常添加一定量的硫改善其切削性能，一般硫的添加量在0.05%-0.09%的水平。在非調質鋼中起決定作用的仍是釩的微細粒子。

在Nb、V、Ti三種微合金化元素中，釩具有較高的溶解度，因而成為非調質鋼中常用也是最有效的強化元素。微合金化元素Nb、V、Ti、N在非調質鋼中的復合作用，主要表現在熱成型過程中抑制奧氏體的形變再結晶并阻止其晶粒長大，并通過它們的碳氮化物的應變誘導析出，對非調質鋼進行組織細化及沉淀析出強化，所以說鍛打加工非調質鋼的關鍵在于發揮好釩的作用。