一种转向节 技术领域：本发明属于汽车材料应用领域，涉及一种转向节。
背景技术：汽车上的重要承载构件，从轴类、杆类零件到紧固件等通常采用中碳钢或中碳合金钢经调制热处理来制造，一般中型卡车此类零件约有数十种，重量达数百公斤。调制热处理得到的回火索氏体组织具有强度与塑性、韧性的良好配合，汽车前轴、半轴、花键轴、转向节，发动机曲轴、连杆等零件及大部分紧固件常用此工艺制造。但调制热处理零件虽然具有良好的综合力学性能，但在加热保温及淬火急冷过程中，可能产生热处理工艺缺陷及废品，如氧化脱碳、变形、淬火裂纹等；而且调质热处理的能耗大，污染环境。调质零件的高塑性指标虽然可防止零件在使用过程中脆断事故的突然发生，但对切削加工性能带来极为不利的影响，具体表现为刀具寿命低，零件加工光洁度差。
发明内容：本发明为了解决传统转向节制造工艺采用的调质热处理工序存在工艺缺陷及废品，而且能耗大、污染环境、不利于切削加工的问题，提出一种转向节，其特征在于：所述转向节的材料是中碳珠光体—铁素体非调质钢。采用该非调质钢制造转向节免除了调质热处理工序，降低了生产成本；无淬火裂纹和变形；尺寸效应小，零件横截面性能均匀，避免了调质处理存在的工艺缺陷及废品；能耗小，减少了环境污染，具有良好的切削性能，延长了刀具使用寿命。
具体实施方式：非调质钢是国外在70年代发展起来的一类新钢种，是在中低碳钢中加入微量强碳化物形成元素，如钒、铌、钛等元素，利用锻造轧制过程中的高温形变及随后的冷却，控制微合金化合物的析出及产生晶粒细化作用，从而使钢强化。由于这类钢在生产过程中免除了调质热处理过程，而力学性能可达到中低碳钢调质的水平，故称为非调质钢。而且过去中碳非调质钢仅用于非保安件上。本发明是采用中碳珠光体-铁素体非调质钢作为制造转向节的原材料，该中碳珠光体-铁素体非调质钢为35MnV、40MnV、40MnV(Ti)、45V、48MnV等系列非调质钢。以该原材料加工的转向节，经中频感应淬火后，零件成品表面硬度达52～63HRC；表面淬火后硬化层深达3～6mm；表面淬火层金相组织达到EQB5-73的要求，马氏体级别3～6级。
下面结合具体实验数据来进一步说明本发明：
一、中碳珠光体-铁素体非调质钢与调质钢力学性能对比：
采用非调质钢48MnV为原材料的Φ20mm试样毛坯，经950℃加热，保温30分钟，空冷；然后和40MnB调质处理的力学性能进行对比：40MnB的φ20mm试棒经850℃加热、保温60分钟-20号淬火机油淬火-550℃回火、保温180分钟-空冷。试验结果见表1：
表1非调质钢48MnV与40MnB力学性能对比 材料牌号 屈服强度 MPa拉强度σbMPa延伸率δ5％断面收缩率％ 击韧性 akJ/cm2 48MmV(1) 541 879 22.0 53.8 57.5 40MnB调质(2) - 920 19.8 60.6 128
从上表可以看出，中碳珠光体-铁素体非调质钢的冲击韧性比调质钢低很多，从而使得切削性能优于调质钢，延长了刀具使用寿命。
二、中碳珠光体-铁素体非调质钢与调质钢感应淬火性能对比：
采用非调质钢48MnV为原材料的φ39mm试棒-1200℃加热，保温40min-空冷-感应淬火；采用40MnB材料的φ39试棒-820℃加热、保温40min-流动水淬火-610℃回火，保温40min，散放空冷-感应淬火。
然后对二者性能进行对比，试验结果见表2，其中试验数据采取平均值：
表2非调质钢48MnV与40MnB感应淬火性能材料及热处理表面硬度(HRC)淬火层深度(mm)原始组织晶粒度 48MnV 61.4 4.53 4.0 40MnB调质 55.8 4.08 -
由表2可以看出，中碳珠光体-铁素体非调质钢表面硬度高，淬火层深，不会存在淬火裂纹和变形，而且尺寸效应小，零件横截面性能均匀；而调质钢对于复杂零件容易引起淬火裂纹及变形；尺寸效应大，对于大尺寸零件，无法淬透，只有表层为调质组织。
三、中碳珠光体-铁素体非调质钢与调质钢转向节疲劳寿命的对比试验：
对非调质钢48MnV转向节与40MnB转向节侧向加载，测试其侧向加载疲劳寿命，结果见表3：
表3非调质钢48MnV与40MnB转向节侧向加载疲劳寿命 材料 载荷说明 寿命 48MnV加载力为正弦波交变载荷，大小为±7.245KN。 100万次未裂 40MnB调质 100万次未裂
从表3可以看出，中碳珠光体-铁素体非调质钢地疲劳寿命与调质钢的疲劳寿命相当，完全可以用于保安件的加工。
四、对中碳珠光体-铁素体非调质钢中具体钢种性能进行分析：
选用35MnVΦ75mm轧材；40MnVΦ60mm轧材；40MnV(Ti)Φ60-85mm轧材；48MnVΦ20mm试样毛坯，经950℃加热，保温30分钟，空冷后的性能进行分析。
具体试验结果见表4的几种中碳非调质钢的力学性能对比，和表5的几种中碳非调质钢的中频感应淬火后三点弯曲疲劳性能对比：
表4几种中碳非调质钢的力学性能 材料牌号 屈服强度 MPa 抗拉强度σb MPa 延伸率δ5 ％ 断面收缩率ψ ％ 冲击韧性ak J/cm2 35MnV 527～662 790～1000 15～23 41～62 45～90 40MnV 529～548 813～833 16～18 45～46 50～55 40MnV(Ti) 510～588 793～865 18.2～23.5 44～56.3 56～88 45V 534.1～515.5 725.2～744.8 19.3～20.1 48.5～49.5 54.9～58.8 48MnV 541 879 22.0 53.8 57.5
表5几种中碳非调质钢中频感应淬火后三点弯曲疲劳性能材料及热处理工艺 载荷(KN) 寿命(万次) 失效形式40MnB调质 10～110 300.8 超越 41.6 中部裂 301.0 超越48MnV空冷 10～110 125.5 中部裂 95.8 中部断 78.9 中部裂 59.9 中部裂40MnV空冷 10～110 110.8 中部裂 187.6 中部裂 84.3 中部断 157.9 中部断40MnV吹冷 10～110 128.3 中部裂 109.5 中部裂 148.1 中部裂 145.1 中部裂40MnV轧材 10～110 243.4 中部裂 300.0 超越 302.9 超越
通过上述试验数据说明，35MnV、40MnV、40MnV(Ti)、45V、48MnV等中碳非调质钢均可适用于汽车转向节的加工。
综上所述，中碳珠光体-铁素体非调质钢免除了调质热处理工序，而且节能，每千克材料节电1度；无淬火裂纹和变形；尺寸效应小，零件横截面性能均匀；切削性能好，刀具寿命长。克服了调质钢的耗能大，每千克材料调质需耗电1度；对于复杂零件容易引起淬火裂纹及变形；尺寸效应大，对于大尺寸零件，无法淬透，只有表层为调质组织；材料切削性能差的不足。同时中碳珠光体-铁素体非调质的弯曲疲劳性能与调质钢的相当甚至更优，故完全可替代调质钢用于保安件的转向节的加工。