CN116949353B

CN116949353B - 一种含Bi易切削非调质汽车发动机曲轴用钢及其制造方法

Info

Publication number: CN116949353B
Application number: CN202310649013.0A
Authority: CN
Inventors: 李英; 张磊; 李冰; 朱志龙; 顾秋豪; 孟文斌; 章照; 顾林峰
Original assignee: Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Current assignee: Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Priority date: 2023-06-02
Filing date: 2023-06-02
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2043-06-02
Also published as: CN116949353A

Abstract

本发明涉及一种含Bi易切削非调质汽车发动机曲轴用原料钢及其制造方法，钢的化学成分按质量％计含有C：0.35～0.50％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.80～1.50％，P：≤0.035％，S：0.015～0.035％，Cr：0.10～0.35％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.30％，Mo：≤0.10％，Al：0.010％～0.040％，N：0.007％～0.0170％，Bi:0.02‑0.05％,V:0.08～0.15，Ca:≤0.0005％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；所述钢的组织为铁素体和珠光体，整个截面的C波动Cmax‑Cmin不超过±10％*C熔炼值、偏析小，锻造成曲轴后淬硬层深度0mm～2mm硬度波动小，曲轴强度高，屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥800MPa，屈强比≥0.65，且具有良好的切屑性能，钻孔不缠刀、易断屑。

Description

一种含Bi易切削非调质汽车发动机曲轴用钢及其制造方法

技术领域

本发明属于特种钢冶炼技术领域，具体涉及一种含Bi易切削非调质汽车发动机曲轴用钢及其制造方法。

背景技术

当今社会对汽车产品要求越来越高，不但对汽车发动机要求环保安全，还要高效节能，因此对曲轴用材也提出了更高的要求，既要求曲轴用钢本身能节能降耗、降低制造成本，还要求有更好的综合机械性能来满足高性能汽车发动机曲轴用材的要求。

微合金非调钢是一种将轧制与锻造结合为一体，省去调质(淬火+高温回火)工序的新型节能结构材料，具有节能降耗、性能优良、环境友好、成本低廉等特点和优势被广泛应用。

众所周知，发动机是汽车的心脏，衡量汽车性能的重要依据，其加工质量和装配精度都要求很高；曲轴是发动机最关键的零件之一，是汽车发动机实现动能传输的最关键的部件。曲轴工况条件恶劣，且承受复杂的冲击载荷，其设计形状复杂，沿轴方向上同时分布着多个主轴颈和连杆轴颈，且不在一个平面上。这种结构出现多处圆角过渡区，必然形成应力集中区，严重影响其疲劳寿命，鉴于此，曲轴所用材料、工件的表面质量水平，车削钻孔等机加工水平、动态平衡度等指标都有非常严苛的要求，曲轴在发动机中受到弯曲、剪切、拉压等交变应力，要求具有较高的疲劳强度、表面强度及耐磨性，芯部具有一定的韧性，切削、钻孔性能要求好。

总之，曲轴的质量和寿命直接决定了发动机的质量和寿命，因此，提高曲轴的疲劳强度和加工性能一直是国内外每一个曲轴生产厂家追求的指标。

专利文献1申请号CN201310135431.4公开的《一种含铋易切削钢》，由重量百分含量0.04～0.15％的C、0～0.15％的Si、0.9～1.6％的Mn、0.02～0.11％的P、0.25～0.45％的S、0～0.2％的Cr、0～0.2％的Ni、0～0.2％的Cu、0.05～0.2％的Bi、0.005～0.05％的Ti、0.005～0.05％的N、0～0.2％的杂质以及余量为Fe。本发明含铋易切削钢，以铋替铅，解决了铅污染问题，同时，热塑性和断后伸长率较好，在轧制过程不容易断裂。本发明含铋易切削钢，具有优良的综合力学性能，切削性能远超过普通易切削钢，具有与含铅易切削钢相当的切削性能。同时，钢中不含铅，环保性好，有利于推广利用。

专利文献2申请号CN201410110830.X公开的《一种热塑性优良的环保型低碳高硫铋易切削钢》，用来替代可切削性能优良的低碳Pb-S复合型易切削钢。其特征是钢的主要化学成分(以重量百分比计)为：C≤0.15％，Si≤0.10％，Mn0.80～1.6％，P0.02～0.10％，S0.20～0.45％，Bi0.03～0.20％，N≤0.010％，T[O]0.002～0.02％，在此基础上钢中还含有B0.001～0.015％和Ti0.005～0.15％，余量为Fe及其它不可避免的微量元素。本发明钢在低碳高硫易切削钢的基础上加入与铅具有相似物理性质的环保型易切削元素铋，并复合加入热塑性改善元素B和Ti，保证其在具有优良可切削性能的同时又具有优良的热塑性；从而避免铅对环境和人体健康造成的危害以及可切削性能优越的铋易切削钢在轧制过程中容易产生开裂及表面缺陷的问题。

专利文献3申请号CN201110063452.0公开的《中碳含铋环保易切削结构钢》，以质量百分比计算，含有C：0.32～0.50％、Mn：0.70～2.0％、S：0.08～0.50％、Si：≤0.40％、P：≤0.060％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；质量百分比比值Mn/S≥1.4，质量百分比比值Bi/S＝0.1～2.5；Altot：≤0.04％、T[O]：0.0010～0.0150％。本发明具有优于传统相应碳含量的不含铅易切钢的切削性能、不弱于传统相应碳含量的含铅易切钢的切削性能、良好的室温综合力学性能以及具有传统相应碳含量的含铅易切钢不具备的环保性，而且成本较低。

专利文献4申请号CN201110063768.X《低碳含铋环保易切削结构钢》，以质量百分比计算，含有C：≤0.15％、Mn：0.75～1.50％、S：0.23～0.42％、Si：≤0.10％、P：≤0.11％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；质量百分比比值Mn/S＝1.79～6.52，质量百分比比值Bi/S＝0.12～0.87；Altot：≤0.02％、T[O]：0.0010～0.0250％。本发明具有优于传统相应碳含量的不含铅易切钢的切削性能、不弱于传统相应碳含量的含铅易切钢的切削性能、良好的室温综合力学性能以及具有传统相应碳含量的含铅易切钢不具备的环保性，而且成本较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢及其制造方法，该钢整个截面的C波动Cmax-Cmin不超过±10％*C熔炼值、偏析小，锻造成曲轴后淬硬层深度0mm～2mm硬度波动小，曲轴强度高，屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥800MPa，屈强比≥0.65，且具有良好的切屑性能，钻孔不缠刀、易断屑。

一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢,钢的化学成分按质量％计含有C：0.35～0.50％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.80～1.50％，P：≤0.015％，S：0.015～0.035％，Cr：0.10～0.35％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.30％，Mo：≤0.10％，Al：0.010％～0.040％，N：0.007％～0.0170％，Bi:0.02-0.05％,V:0.08～0.15，Ca:≤0.0005％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；所述钢的组织为铁素体和珠光体.

按Ceq＝C+Si/6+Mn/4.5+Cu/15+Ni/15+Cr/4+Mo/2.5+1.8V式计算，Ceq＝0.945～0.994。

为了保证钢材高的屈强比和高的抗拉强度，本发明控制的碳当量Ceq＝0.945-0.994.

本发明所述的含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用原料钢的直径规格为

本发明中钢成分的设置原理如下：

C含量要求

C含量作为钢中最基本和最重要主要元素，随着碳含量增加则强度提高，硬度提高、同时塑韧性降低，屈强比下降。同时C含量对连铸坯偏析程度有很大的影响，易形成十分明显的心部偏析，由于曲轴锻造和加工的特殊性，易将这一偏析区暴露于表面，会增加表面淬火时产生裂纹的敏感性，以及产生磨削裂纹的可能性，对于C含量在0.50～0.55％的连铸坯，因包晶反应的关系，铸坯的心部更严重。所以为了保证曲轴锻造后的组织、硬度、屈强比和综合性能，本发明控制C含量0.35％～0.50％，优选0.37～0.43％。

Si含量要求

Si固溶在铁素体和奥氏体中提高强度和硬度，同时增加铁素体冷变形硬化率的作用很强，使钢的冷加工困难。Si含量过高会形成高硬度的夹杂物及脱氧而使硫化物夹杂成条状分布，从而影响切削性能。由于本发明是作为曲轴用钢的，曲轴的表面需要作切削加工。所以本发明的Si含量不易控制过高，控制在0.15～0.35％。

Mn含量要求

Mn在钢中主要以固溶的形式存在，是提高非调质钢的强度，改善非调质韧性的重要合金元素。当Mn含量低于0.80％时，对铁素体的强化效果不明显，当含量超过1.5时，有促成贝氏体化的作用，并且钢中贝氏体的生成率，随Mn含量的增加而提高。因此本发明控制Mn在0.80％～1.50％，优选Mn≤1.30％，最优选1.1～1.2％

P含量要求

P能强化铁素体提高强度，硬度增高，在材料加工过程中表现很好抑制变形能力的作用，并且会引起塑性、冲击韧性显著降低，本发明设计控制P≤0.015％。

S含量要求

S是最早的易切削元素，主要是为了改善切削性能，含S量较高，容易产生A类夹杂物，A类夹杂物的形态分布和数量大小对产品性能产生一定的影响，并且硫能使钢产生较严重的偏析，在锻造成曲轴后，曲轴表面硫化物聚集会产生磁痕，磁痕会影响曲轴的疲劳性能和降低曲轴冲击韧性，如果不加入S元素，切削机加工困难。因此本发明设计的S为0.015-0.35％。

Mn/S比要求

Mn/S≥30，使S与钢中的Mn充分结合形成MnS夹杂物或复合夹杂物，MnS是改善钢材切削性能的一个十分重要的因素，钢材加热轧制过程中，MnS极易变形，其变形量与钢的基体变形量相同，在合适的加载条件下，其变形甚至比周围的基体还要大，细长的MnS比短粗的MnS在纵向力学性能方面影响小，因此要求轧制比≥20，使之产生细长MnS，减少对曲轴疲劳和冲击的影响。

Bi含量要求

Bi为低熔点物质(熔点271℃)，以3种形式存在于钢中：第1种为单独存在于钢基体中，特点为没有与夹杂物接触，粒径很小；第2种为被硫化物包裹，特点为Bi金属为形核中心后被夹杂物包裹并长大；第3种为介于钢基体与硫化物之间，特点为Bi一部分与夹杂物接触，一部分与钢基体接触；在加工过程中,铋的碎屑能形成液态铋薄膜，可起到润滑作用；同时Bi的熔点比Pb更低，添加Pb一半的量就能达到与Pb同等的熔融金属脆化效果，所以切屑的断裂性能好。铋的比重小，所以铋在钢中分布比较均匀，另外Bi无毒。由于Bi金属的价格昂贵，在工业生产中大量添加无疑会大大提高产品成本。同时Bi的添加量越多越容易引起轧制事故，轧制时易打滑且易劈头，生产时不易咬入，从而影响生产成本，所以在本发明的Bi为0.02-0.05％。

Bi+S含量要求：

钢种加入Bi和S，并控制0.045％≤Bi+S≤0.075％范围，在钢中生成Bi单体、MnS+Bi复杂硫化物、MnS等，Bi单体个数占上述三种总数的40％，MnS+Bi复杂硫化物占上述三种总数的40％，MnS占上述三种总数20％；Bi单体平均面积≤5mm²，MnS+Bi复杂硫化物≤7mm²，MnS平均面积≤5mm²，切削性能明显提高，切屑碎断区域大，切屑处理性佳，钻孔性能好。

V、Al和N含量要求

V在钢中与C、N相结合，形成VC、VN，在轧制、锻造前的加热和均热时，有一部分将溶解，另一部分未溶解。未溶解的微合金碳氮化合物通过质点钉扎晶界机制，阻止其晶粒长大。在锻造和轧制过程中，通过应变诱导，析出的V的碳氮化合物沉淀在晶界和位错上，起钉扎作用，从而阻止了再结晶和位错的运动，抑制再结晶过程的进行。另外V的碳氮化合物还有起到沉淀强化的作用，可以提高钢材的强度和韧性。根据曲轴设计要求屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥800MPa，屈强比≥0.65，同时考虑本发明的经济性，本发明的V为0.08～0.15％.

Al作为钢中脱氧元素加入，除为了降低钢水中溶解氧之外，Al与N形成弥散细小AlN颗粒可以细化晶粒，但Al含量过大，钢水熔炼过程中易形成Al₂O₃等脆性夹杂物，降低钢水纯净。因此本发明Al的含量在0.010～0.040％。

N是钢中常存元素之一，N的存在通常与钢的各种脆断现象有关，但是N在钢中也有一些有益的作用，主要与微合金化元素所形成的碳氮化物有关，而N对微合金化元素所形成的碳氮化物有关，而N对微合金中碳氮化物固溶、析出起着重要的作用。本发明中加入了一定0.08-0.15％的V,为了充分发挥V的作用，需要加入一定量的N。同时本发明还加入了0.010～0.040％的Al，N可以和Al化合形成AlN，可有效地阻止奥氏体晶粒粗化、得到细小的铁素体晶粒，有利于提高钢的韧性。但是过高的N含量对连铸生产不利，易形成连铸表面裂纹、表面质量差。因此在本发明的N为0.007％～0.0170％。

Ca含量要求

Ca处理通常用来进行夹杂物变性处理，改变MnS等长条状夹杂物为CaS等球形夹杂物。但Ca含量的增加，同时也增加点状夹杂物的风险，而点状夹杂物易引起刀具损坏，出现崩刀，而影响刀具寿命，同时也影响曲轴的加工效率。本发明对硫化物形状进行变性主要考虑了加Bi,所以本发明Ca的控制要求是≤0.0005％

Cr含量

Cr是中等碳化物形成元素。在钢中加入一定量的Cr可以提高钢材强度和硬度，为了满足曲轴的强度和碳当量，本发明设计的Cr为0.10～0.35％。

Ni、Cu、Mo含量

Ni、Cu、Mo为非特别添加元素，他们可作为残余元素存在，或者作为一些非必要添加元素，钢水冶炼过程中随着原料不可避免会存在Ni、Cu、Mo等元素，Ni、Cu、Mo含量较高时会提高强度，而恶化钢的塑性和韧性，因此本申请对它们的含量上限进行了限定，要求Ni：≤0.20％，Cu：≤0.30％，Mo：≤0.10％。

本发明另外提供该钢棒材的制造方法为：转炉或电炉熔炼—精炼—真空脱气—连铸—连铸坯(缓冷)—连铸坯加热—轧制—中间坯加热—轧制—冷却—精整—检验—成品入库。重点解决钢材C波动Cmax-Cmin不超过±10％*C熔炼值、组织均匀，纯净度高，使曲轴淬硬层深度0mm～2mm硬度差值小，淬硬层深度均匀，纯净度高，提高曲轴疲劳寿命。

主要生产工艺特点如下：

按所述钢的化学组成配制冶炼原料，经转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸和轧制等工序。

转炉工艺：

转炉采用高拉碳操作法，提高转炉终点高拉碳率，出钢C≥15％，温度≥1550℃，出钢C越高，粗钢中氧越低，夹杂物越少。

LF炉精炼工艺：

在转炉出钢过程中加入脱氧剂，利用钢水中的良好动力条件，进行集中提前脱氧；LF炉送电后视炉内渣况补加合成渣、石灰、萤石造渣，还原过程中渣面加入SiC粉和铝粒进行渣面扩散脱氧，并用喂Al线的方法加强钢液强制脱氧。为防止LF精炼末期，钢水的吸气和氧化，保持炉中还原性气氛。

真空脱气工艺

使用氩气为提升气体，严格控制低真空、高真空(小于130Pa)的时间比例不低于3:1，其中高真空不低于7分钟，避免过度过度脱N，确保钢水的增N水平。

连铸工艺：

钢水低过热度浇注，采用中间包感应加热技术，控制过热度控制在10～15℃，由于进入结晶器的钢水温度低，钢液结壳后，连铸坯中心未凝钢水接近固相线温度，能提供大量的等轴晶核，生成等轴晶网络，阻止柱状晶的形成，可扩大中心的等轴晶区域。若钢水过热度高，柱状晶区便扩大，甚至产生柱状晶搭桥现象，形成中心疏松或缩孔，随之产生严重的中心偏析，对改善偏析不利。

采用M+F—EM S组合式电磁搅拌，采用电磁搅拌搅动钢液,一方面打断了凝固前沿的柱状晶,使之重新与钢水混合在一起,可作为等轴晶的核心；另一方面由于增加钢液流动,提高了凝固相间的热传递,有利于降低过热度,减少凝固前沿的温度梯度,抑制了柱状晶的定向增大,为促进了等轴晶的生成，减轻C、S等其它元素的偏析，M-EMS为3HZ/200A,F-EMS为20HZ/300A。

合适的拉坯速度：拉速高低直接决定了连铸机的生产效率，但随着拉速的提高，铸坯在结晶内停留时间变短，从而使钢液凝固速度降低，其结果是铸坯液芯延长，这不但推迟了等轴晶的形核和长大，扩大了柱状晶区，对偏析不利，目标拉速控制为0.68m/min。

二冷段采用较弱的冷却强度：二冷段强度过大,造成断面上温度梯度过大,会促进柱状晶的生长,减少等轴晶的比例,因此二冷段采用弱冷，二冷水量为0.15L/kg

连铸坯高温下线，温度≥600℃，并缓冷≥50小时。

通过精炼技术、严格控制钢液过热度、采用合适的电磁搅拌工艺、严格控制拉坯速度、制定合理的二冷制度，连铸坯的偏析情况有较大的改善，纯净度高。

轧制工艺：

为了进一步改善连铸坯偏析情况，采用二火成材的方式进行轧制生产，连铸坯阶段加热至1200～1250℃，加热时间≥7小时，高温扩散，减轻连铸坯偏析。保温完成后，进行高压水除鳞处理，然后进行开坯轧制，开轧温度在1000～1150℃，轧制成中间坯300mm²方。

中间坯再次入炉，轧制成需要的的规格。中间坯阶段加热至1150～1200℃，加热时间2～4小时，出炉进行高压水除鳞处理，然后进行两阶段轧制：第一阶段轧制为粗轧，开轧温度也在1050～1100℃，总压缩率提高至50％以上，采用强压下轧制，最大单道次压下率≥15％，进一步将中间坯心部缺陷被充分弥合。第二阶段轧制为精轧，开轧温度在870～930℃，总压缩率≥20％，轧至成品厚度，轧制完成后在冷床加罩缓冷，冷却至200-300℃，下线打捆堆冷。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)钢材淬透性满足J3(42-46HRC)，J9(30-36HRC)。

(2)钢材经调质处理后，抗拉强度≥940Mpa，断后延伸率≥14％，断面收缩率≥40％，常温冲击功≥60J。

(3)钢材晶粒度按GB/T 6394模拟渗碳法进行，要求晶粒度细于6级，不允许存在混晶组织。

(4)微观夹杂物根据GB/T 10561A法检验物满足A类细系≤2.0，A类粗系≤1.5，B类细系≤1.0，B类粗系≤0.5，C类细系＝0，C类粗系＝0，D类细系≤1.0，D类粗系≤0.5，DS类≤1.5。宏观夹杂物按GB/T 15711塔型发纹酸浸方法检验，不允许存在发纹。

附图说明

图1为本发明钢材实施例中SEM扫描Bi分布图。

图2为本发明钢材实施例中SEM扫描MnS+Bi复杂硫化物图。

图3为本发明钢材实施例中相似成分含Bi钢与不含Bi对比图。

图4为本发明钢材实施例中含Bi钢铁屑掉落下形貌。

图5为本发明钢材实施例中不含Bi钢铁屑掉落下形貌。

具体实施方式

结合本发明的较佳实施例对本发明的技术方案作更详细的描述。但该等实施例仅是对本发明较佳实施方式的描述，而不能对本发明的范围产生任何限制。

实施例1-2的钢材规格Φ70mm，累计轧制比51.7。

转炉装炉量100吨，其中铁水装入量90吨，废钢装入量10吨，转炉冶炼过程中，吹氧造渣，高拉碳操作，出钢温度1555℃，终点碳0.20％。出钢时加入锰铁、铝铁、石灰、精炼渣；吊包至LF炉。

LF炉座位送电，炉渣化好后分批加入铝粉、铝粒、碳粉扩散脱氧，喂入Al线沉淀脱氧，同时继续调整化学成分使进入规格要求，保证白渣时间20分钟，出LF炉温度1620℃。

RH高真空时间8分钟，低真空时间24分钟。RH结束温度1570℃，软吹氩15分钟。

连铸全程保护浇注，让钢水和空气隔绝，中间包温度1520℃，过热度在10-15℃，设置连铸拉速0.65m/min。获得的连铸坯620℃入坑缓冷50小时。

连铸坯加热1240℃，保温8小时，开轧温度1100℃，终轧温度920℃，轧制300mm²方后缓冷。

中间坯连铸坯加热1180℃，保温3小时，开轧温度1070℃，终轧温900℃，轧制完成后缓冷。

实施例3-5涉及钢材的规格Φ100mm，轧制比25

转炉装入量100吨，其中铁水装入量85吨，废钢装入量15吨，转炉冶炼过程中，吹氧造渣，出钢温度1560℃，终点碳0.25％。出钢加入锰铁、铝铁、石灰、精炼渣；吊包至LF炉精炼。

LF炉座位送电，精炼过程采用氩气搅拌，调整化学氩气搅拌强度以不裸露钢水为宜，炉渣化好后分批加入铝粉、铝粒、碳粉扩散脱氧，喂入Al线沉淀脱氧，白渣保持时间25分钟，出LF炉温度为1610℃

RH高真空时间7分钟，低真空时间21分钟。RH结束温度1565℃，软吹氩10分钟。

连铸全程保护浇注，让钢水和空气隔绝，中间包温度1515℃，过热度在10-15℃，设置连铸拉速0.65m/min。获得的连铸坯630℃入坑缓冷52小时。

连铸坯加热1220℃，保温9小时，开轧温度1090℃，终轧温度930℃，轧制300mm²方后缓冷。

中间坯连铸坯加热1170℃，保温4小时，开轧温度1000℃，终轧温度890℃，轧制完成后缓冷。

上述各实施例涉及钢的化学成分如表1

表1化学成分(％)

上述各实施例非金属夹杂物按GB/T10561检验如下表2，纯净高。

表2非金属夹杂物水平

上述各实施例选取实施例3(加Bi)和实施例5(不加Bi)进行车削检验，车削方式：干车，刀具：T9025，切削速度：150m/min，进刀量：0.25mm/rev.，车削深度：1.5mm，在金相显微镜下观察测刀具磨损量如图3，铁屑如图4、图5，切削性能明显提高，切屑碎断区域大，切屑处理性佳。

上述各实施例锻造曲轴检测，按照GB/T228.1标准检测，如表3。

表3曲轴力学性能

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢，其特征在于：所述钢的化学成分按质量％计含有C：0.35～0.50％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.80～1.50％，P：≤0.035％，S：0.015～0.035％，Cr：0.10～0.35％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.30％，Mo：≤0.10％，Al：0.010％～0.040％，N：0.007％～0.0170％，Bi:0.02-0.05％,V:0.08～0.15，Ca:≤0.0005％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；

所述钢中Mn/S≥30，轧制比≥20，使之产生细长MnS，减少对曲轴疲劳和冲击的影响；

所述钢中0.045％≤Bi+S≤0.075％，在钢中生成Bi单体、MnS+Bi复杂硫化物和MnS，Bi单体个数占上述三种总数的40％，MnS+Bi复杂硫化物占上述三种总数的40％，MnS占上述三种总数20％；Bi单体平均面积≤5mm²，MnS+Bi复杂硫化物≤7mm²，MnS平均面积≤5mm²；

所述钢的显微组织为均匀的铁素体+珠光体组织；

整个钢截面的C波动Cmax-Cmin不超过±10％*C熔炼值、偏析小，锻造成曲轴后淬硬层深度0mm～2mm硬度波动小，曲轴强度高，屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥800MPa，屈强比≥0.65，且具有良好的切屑性能，钻孔不缠刀、易断屑。

2.根据权利要求1所述的一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢，其特征在于所述钢的Ceq＝C+Si/6+Mn/4.5+Cu/15+Ni/15+Cr/4+Mo/2.5+1.8V，式中C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V为对应元素的质量百分含量，Ceq控制在0.945～0.994。

3.一种如权利要求1所述的含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢的制造方法，其特征在于所述方法采用连铸代替电渣重熔的方式冶炼坯料，包括以下步骤：

(1)转炉工艺：

转炉采用高拉碳操作法，提高转炉终点高拉碳率，出钢C≥0.15％，温度≥1550℃，出钢C越高，粗钢中氧越低，夹杂物越少；

(2)LF炉精炼工艺：

在转炉出钢过程中加入脱氧剂，利用钢水中的良好动力条件，进行集中提前脱氧；LF炉送电后视炉内渣况补加合成渣、石灰、萤石造渣，还原过程中渣面加入SiC粉和铝粒进行渣面扩散脱氧，并用喂Al线的方法加强钢液强制脱氧；

(3)真空脱气工艺：

使用氩气为提升气体，严格控制低真空、高真空的时间比例不低于3:1，其中高真空不低于7分钟，高真空＜130Pa，低真空＞130Pa，避免过度过度脱N，确保钢水的增N水平；

(4)连铸工艺：

钢水低过热度浇注，采用中间包感应加热技术，控制过热度控制在10～15℃，采用M+F—EM S组合式电磁搅拌，连铸坯高温下线，温度≥600℃，并缓冷≥50小时；

(5)轧制工艺：

采用二火成材的方式进行轧制生产，连铸坯阶段加热至1200～1250℃，加热时间≥7小时，高温扩散，减轻连铸坯偏析，保温完成后，进行高压水除鳞处理，然后进行开坯轧制，开轧温度在1000～1150℃，轧制成中间坯截面为300*300mm²，中间坯再次入炉，轧制成需要的的规格。

4.根据权利要求3所述的一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢的生产方法，其特征在于：连铸过程中M-EMS为3HZ/200A,F-EMS为20HZ/300A，目标拉速控制为0.68m/min，二冷段采用弱冷，二冷水量为0.15L/kg。

5.根据权利要求3所述的一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢的生产方法，其特征在于：轧制过程中中间坯阶段加热至1150～1200℃，加热时间2～4小时，出炉进行高压水除鳞处理，然后进行两阶段轧制，轧制完成后在冷床加罩缓冷，冷却至200-300℃，下线打捆堆冷。

6.根据权利要求5所述的一种含Bi易切削非调汽车发动机曲轴用钢的生产方法，其特征在于：第一阶段轧制为粗轧，开轧温度也在1050～1100℃，总压缩率提高至50％以上，采用强压下轧制，最大单道次压下率≥15％，进一步将中间坯心部缺陷被充分弥合；第二阶段轧制为精轧，开轧温度在870～930℃，总压缩率≥20％，轧至成品厚度。