馬氏體時效鋼制造技術

本發明專利技術提供一種馬氏體時效鋼，其被進行了氮化處理之后具有優異的疲勞強度，且能夠獲得穩定的高強度。一種馬氏體時效鋼，其按質量百分比計含有C：0.008%以下、Si：0.5%以下、Mn：0.5%以下、Cr：0.5%～1.5%、Ni：16.0%～22.0%、Co：3.0%～7.0%、Mo：3.0%～7.0%，厚度為0.5mm以下，并被進行了氮化處理，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還含有Al：0.6%～1.3%，剩余部分由Fe和雜質構成，作為上述雜質，被限制為Ti：0.01%以下、Nb：0.01%以下、Ta：0.01%以下、W：0.01%以下，而且Al和Ti之比滿足Al/Ti≥250，按照維氏硬度，馬氏體時效鋼的表面硬度為800HV～1050HV、內部硬度為570HV以下。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供一種馬氏體時效鋼，其被進行了氮化處理之后具有優異的疲勞強度，且能夠獲得穩定的高強度。一種馬氏體時效鋼，其按質量百分比計含有C：0.008%以下、Si：0.5%以下、Mn：0.5%以下、Cr：0.5%～1.5%、Ni：16.0%～22.0%、Co：3.0%～7.0%、Mo：3.0%～7.0%，厚度為0.5mm以下，并被進行了氮化處理，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還含有Al：0.6%～1.3%，剩余部分由Fe和雜質構成，作為上述雜質，被限制為Ti：0.01%以下、Nb：0.01%以下、Ta：0.01%以下、W：0.01%以下，而且Al和Ti之比滿足Al/Ti≥250，按照維氏硬度，馬氏體時效鋼的表面硬度為800HV～1050HV、內部硬度為570HV以下?！緦＠f明】馬氏體時效鋼
本專利技術涉及一種例如適用于CVT (Continuously Variable Transmission:連續可變傳動)用的金屬環形帶的、進行了氮化處理的馬氏體時效鋼。
技術介紹
馬氏體時效鋼具有2000MPa左右的非常高的拉伸強度，因此，例如可將馬氏體時效鋼加工成0.5mm以下的鋼帶,而使用于CVT的要求高強度的金屬環形帶等。在馬氏體時效鋼的代表性的組成中，按質量百分比計，具有18%的N1、8%的Co、5%的Mo、0.45%的T1、0.1%的Al，其余部分為Fe。但是，上述馬氏體時效鋼雖然能夠獲得非常高的拉伸強度，可是其疲勞強度未必很高。使馬氏體時效鋼的疲勞強度降低的最大原因可列舉出TiN夾雜物。該TiN夾雜物的尺寸容易變大，而且形狀也呈立方體狀，因此，容易發生以夾雜物為起點的疲勞斷裂。因此，提出了一種不添加Ti的馬氏體時效鋼。對于金屬環形帶用的進行氮化處理的馬氏體時效鋼來講，Ti是一種不 僅能提高合金的基體(matrix)的強度、還能提高氮化層的強度的重要元素。若不添加該Ti，則基體和氮化層這兩者的強度都會降低。因此，對未添加Ti的馬氏體時效鋼來講，需要使用能夠代替Ti的元素來強化基體和氮化層。作為強化基體和氮化層的第一種方法，有這樣的方法:增加有助于強化基體的Co、Mo的含有量，并且，使用Cr來強化氮化層。該第一種方法在例如本申請的 申請人:申請的日本特開2009 - 013464號公報(專利文獻I)、日本特開2008 — 088540號公報(專利文獻2)、日本特開2007 - 186780號公報(專利文獻3)、國際公開W02009/008071公報(專利文獻4)等中公開。作為第二種方法，有這樣的方法:共同減少Ti和Co的含有量，而積極添加Al、S1、Mn中的任一種以上的元素。該第二種方法在例如本申請的 申請人:申請的日本特開2001 -240943號公報(專利文獻5)、日本特開2001 — 240944號公報(專利文獻6)等中公開，其中，提出了一種具有高疲勞強度的馬氏體時效鋼:該馬氏體時效鋼按質量百分比計含有C:0.008% 以下、S1:2.0% 以下(含 0)、Mn:3.0% 以下(含 0)、P:0.010% 以下、S:0.005% 以下、Ni:12% ~22%,Mo:3.0% ~7.0%, Co:小于 7.0%、T1:0.1% 以下、Al:2.0% 以下、3Si + 1.8Mn +Co/3 + Mo + 2.6Ti + 4A1:8.0% ~13.0%、N:小于 0.005%、O:0.003% 以下，剩余部分實質上由Fe組成，作為選擇元素，含有Cr:4.0%以下、B:0.01%以下、Nb:1.0%以下、Ta:2.0%以下、W:2.0%以下。專利文獻專利文獻1:日本特開2009 - 013464號公報專利文獻2:日本特開2008 - 088540號公報專利文獻3:日本特開2007 - 186780號公報專利文獻4:國際公開W02009/008071公報專利文獻5:日本特開2001 - 240943號公報專利文獻6:日本特開2001 - 240944號公報上述專利文獻I~專利文獻4的馬氏體時效鋼以Co的含有量超過7.0%的范圍含有價格高昂的Co。Co是稀有金屬，也擔心未來Co原料的價格會高漲。另一方面，在專利文獻5及專利文獻6所記載的馬氏體時效鋼中，為了減少對提高疲勞強度有害的夾雜物TiN而共同抑制T1、N的含有量，而且，為了降低價格而將Co的含有量降到小于7.0%，此外，還進行添加元素的適量添加，從而能夠以較低的價格同時獲得高強度和高疲勞強度。但是，在CVT的金屬環形帶等用途中，要求的是:最大限度地發揮特別是在進行氮化處理之后的氮化物生成所帶來的析出強化的效果，穩定地實現優異的強度。針對這樣較高的要求，上述第二種方法的以往的馬氏體時效鋼的強度未必充分，并要求實現更優異的疲勞強度和穩定的高強度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種進行了氮化處理后的馬氏體時效鋼具有優異的疲勞強度、并且能夠穩定地獲得較高的強度的馬氏體時效鋼。本專利技術人以專利文獻5及專利文獻6所記載的馬氏體時效鋼為基礎，為了能夠最大限度地發揮在進行氮化處理之后的氮化物生成所帶來的析出強化的效果，且能夠穩定地獲得優異的強度，對最佳組成進行了研究。其結果發現:為了確保良好的韌性、延性，減少以往為了提高強度而添加了的Si和Mn的含有量的做法更為有利。而且，本專利技術 人還重新驗證了有助于提高強度的Al的效果，其結果發現:通過將Al設定在特定量的范圍，并且與此同時使組成最佳化以及對硬度進行調整，從而能夠獲得高強度和高疲勞強度特性，而完成了本專利技術。即，本專利技術是一種馬氏體時效鋼，其按質量百分比計含有C:0.008%以下、S1:0.5%以下、Mn:0.5% 以下、Cr:0.5% ~1.5%、Ni:16.0% ~22.0%、Co:3.0% ~7.0%、Mo:3.0% ~7.0%，厚度為0.5mm以下，并被進行了氮化處理，其特征在于，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還含有Al:0.6%~1.3%，剩余部分由Fe和雜質構成，作為上述雜質，被限制為Ti:0.01%以下、Nb:0.01%以下、Ta:0.01%以下、W:0.01%以下，而且Al和Ti之比滿足Al/Ti≥250，按照維氏硬度，馬氏體時效鋼的表面硬度為800HV~1050HV、內部硬度為570HV以下。優選的是，上述Al按質量百分比計為0.7%~1.2%的范圍。而且，在本專利技術中，除了上述組成之外，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還能夠含有Mg:0.0001%~0.0030%、Ca:0.0001%~0.0030%中的任一者或者兩者。而且，在本專利技術中，除了上述組成之外，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還能夠含有B:0.0001%~0.0030%。采用本專利技術的馬氏體時效鋼，通過使Al含有量最佳化、與此同時使組成最佳化以及對硬度進行調整，能夠實現適當的針對經過氮化處理后的馬氏體時效鋼表面缺陷的敏感性，從而能夠獲得高強度和高疲勞強度特性。因而，當將本專利技術的馬氏體時效鋼用于像CVT的金屬環形帶那樣的要求高疲勞強度的構件時，能夠實現較長的疲勞壽命等，具有極其優異的機械特性?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1是表示Al含有量與拉伸強度之間的關系的圖。【具體實施方式】如上所述，本專利技術的特征是基于上述新見解而成的，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種馬氏體時效鋼，其按質量百分比計含有C：0.008%以下、Si：0.5%以下、Mn：0.5%以下、Cr：0.5%～1.5%、Ni：16.0%～22.0%、Co：3.0%～7.0%、Mo：3.0%～7.0%，厚度為0.5mm以下，并被進行了氮化處理，其特征在于，該馬氏體時效鋼按質量百分比計還含有Al：0.6%～1.3%，剩余部分由Fe和雜質構成，作為上述雜質，被限制為Ti：0.01%以下、Nb：0.01%以下、Ta：0.01%以下、W：0.01%以下，而且Al和Ti之比滿足Al/Ti≥250，按照維氏硬度，馬氏體時效鋼的表面硬度為800HV～1050HV、內部硬度為570HV以下。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：大石勝彥，上原利弘，岸上一郎，
申請(專利權)人：日立金屬株式會社，
類型：
國別省市：