用于制造由冷塑性變形成形的鋼件的鋼及其方法技術

用于制造由冷塑性變形成型的鋼件的鋼，其化學成分（重量％）包括：０．０３％≤Ｃ≤０．１６％，０．５≤Ｍｎ≤２％，０．０５％≤Ｓｉ≤０．５％，０％≤Ｃｒ≤１．８％，０％≤Ｍｏ≤０．２５％，０．００１％≤Ａｌ≤０．０５％，０．００１％≤Ｔｉ≤０．０５％，０％≤Ｖ≤０．１５％，０．００５％≤Ｂ≤０．００５％，０．００４％≤Ｎ≤０．０１２％，０．００１％≤Ｓ≤０．０９％；余為Ｆｅ和因冶煉而產生的雜質，該鋼的化學成分還滿足如下關系式：Ｍｎ＋０．９×Ｃｒ＋１．３×Ｍｏ＋１．６×Ｖ≥２．２％和Ａｌ＋Ｔｉ≥３．５×Ｎ。制造由冷塑性變形成型的鋼件的方法和所獲得的鋼件。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。許多鋼件，特別是高性能的機械零件通過冷鍛或冷壓，更常見的是使熱軋鋼坯料冷塑性變形來制造。所用的鋼的碳含量在0.2-0.42％(重量)之間。該鋼與Cr，或與Cr-Mo，或與Ni-Cr，或與Ni-Cr-Mo，或最后與Mn-Cr合金化，從而達到足夠的淬透性，以便在淬火后獲得馬氏體組織。為了退火后獲得希望的機械性能是需要這種組織的，所述的機械性能一方面是高的抗拉強度，另一方面是好的塑性。為了能夠冷成形，該鋼預先必須經球化處理或最大程度的軟化熱處理，這包括在650℃以上溫度長時間保溫，可能是保溫幾十小時。該處理使此鋼有球化的珠光體組織，它是容易冷變形的。該技術具有缺點，尤其是需要三次熱處理，這三次熱處理使制造復雜化從而增加成本。本專利技術的目的是通過提供一種制造機械零件的方法來補救這個缺陷，該機械零件由具有高性能的鋼制成，該零件是通過使此鋼冷塑性變形成形，不需要進行球化處理或最大程度軟化熱處理或退火熱處理。因此，本專利技術的主題是一種鋼，它用于制造由冷塑性變形成形的鋼件，該鋼的化學成分(重量％)包括0.03％≤C≤0.6％0.5％≤Mn≤2％0.05％≤Si≤0.5％0％≤Cr≤1.8％0％≤Mo≤0.25％0.001％≤Al≤0.05％0.001％≤Ti≤0.05％0％≤V≤0.15％0.0005％≤B≤0.005％0.004％≤N≤0.012％0.001％≤S≤0.09％任選地最多0.005％的Ca，最多0.01％的Te，最多0.04％的Se和最多0.3％的Pb，余為Fe和因冶煉產生的雜質，該鋼的化學成分還滿足以下關系Mn+0.9×Cr+1.3×Mo+1.6×V≥2.2％和 Al+Ti≥3.5×N該鋼的化學成分最好為0.06％≤C≤0.12％0.8％≤Mn≤1.7％0.1％≤Si≤0.35％0.1％≤Cr≤1.5％0.07％≤Mo≤0.15％0.001％≤Al≤0.035％0.001％≤Ti≤0.03％0％≤V≤0.1％0.001％≤B≤0.004％0.004％≤N≤0.01％0.001％≤S≤0.09％任選地最多為0.005％的Ca，最多為0.01％的Te，最多為0.04％的Se和最多為0.3％的Pb。余為Fe和因冶煉而產生的雜質。更好是雜質或殘余元素的含量同時或分別為Ni≤0.25％Cu≤0.25％P≤0.02％本專利技術還涉及一種由冷塑性變形成形的鋼件的制造方法，它包括作為唯一的熱處理的淬火。術語“淬火”，從此貫穿下文，廣義上說，指的是一種足夠快的，獲得實際上不是鐵素體-珠光體組織并且主要也不是馬氏體組織的冷卻步驟。除了淬火，該方法的要點是熱軋鋼的半成品，以獲得熱軋產品，及任選地由此熱軋產品切成坯料和通過冷塑性變形使此坯或熱軋產品成形。旨在使此鋼件基本上為貝氏體組織的這種淬火可在冷成形之前，同在其后一樣好地進行。當在冷成形之前進行淬火時，在熱軋狀態下立即淬火同經重加熱到AC3以上的奧氏體化后淬火同樣合適。當淬火在冷成形之后進行時，在通過重加熱到AC3以上的奧氏體區后進行淬火。最后，本專利技術涉及由本專利技術鋼制造的，通過冷成形獲得的鋼件，所說的鋼的截面壓下率Z大于45％，更好是大于50％，其抗拉強度Rm大于650MPa，對于一些用途而言甚至大于1200MPa。通常，而且希望的是，此鋼件基本上為貝氏體組織，即由50％以上的貝氏體構成的組織。現在通過下面的實施例更詳細地敘述和說明本專利技術本專利技術鋼的化學成分(重量％)包括—0.03-0.16％，更好0.06-0.12％的碳，以便在冷成形期間獲得高的加工硬化性，從而防止形成對塑性不利的粗大碳化物，并使冷成形不需要進行球化處理或最大軟化退火操作而得以進行；—0.5-2％，更好為0.8-1.7％的錳，以便保證好的鑄造性能，并獲得足夠的淬透性和合乎要求的機械性能；—0.05-0.5％，更好是0.1-0.35％的硅，它是使鋼脫氧所需的元素，特別是當鋁含量低時需要的元素，但是其量太高時，促進不利于冷成形性和塑性的硬化。—0-1.8％，更好0.1-1.5％的鉻，以便將淬透性和機械性能調整到該零件所希望的水平，鉻含量不得超過使此鋼在軋態太硬或導致形成不利于冷成形性和塑性的馬氏體的值；—0-0.25％，更好是0.07-0.15％的鉬，以便與硼協同，保證此構件各部分的均勻淬透性。—任選地0-0.15％，更好小于0.1％的釩，以便當需要時獲得高的機構性能(抗拉強度)；—0.0005-0.005％，更好是0.001-0.004％的硼，以便提高所需的淬透性；—0-0.05％，更好0.001-0.035％的鋁，和0-0.05％，更好是0.001-0.03％的鈦，鋁和鈦含量之和大于或等于氮含量的3.5倍，以便獲得好的冷成形性和好的塑性所必需的細晶組織；—0.004-0.012％，更好是0.006-0.01％的氮，以便通過形成氮化鋁，氮化鈦或氮化釩而不形成氮化硼來控制晶粒度；—大于0.001％的硫，來保證起碼的 機加工性能，以便使此零件最終精加工，但是硫要小于0.09％，以便保證好的冷成形性，可通過添加最多為0.005％的Ca或添加最多為0.01％的Te來改進機加工性能以及由冷塑性變形體現的良好成形性，在這種情況下，使Te/S之比保持在接近0.1為好，或添加最多為0.05％的Se，在這種情況下使Se含量接近S含量為好，或最后添加最多為0.3％的Pb，在這種情況下，必須降低S含量；余為鐵和冶煉時產生的雜質。該雜質主要是—磷，其含量必須小于或等于0.02％為好，以便保證在冷成形期間和之后有好的塑性；—銅和鎳，兩者被認為是殘余元素，其每種含量必須小于0.25％為好。最后，該鋼的化學成分必須滿足如下關系Mn+0.9×Cr+1.3×Mo+1.6×V≥2.2％它保證錳、鉻、鉬和釩含量的總和能獲得合乎要求的強度性能和主要為貝氏體的組織。該鋼的優點是能很容易地進行冷塑性變形和不需要使此鋼退火就可能獲得具有優越塑性和高機械性能的貝氏體型組織。特別是，塑性可由截面壓下率Z來測量，該比值大于45％，甚至大于50％。抗拉強度Rm大于650MPa，并可能超過1200MPa。當冷成形前該鋼由于熱軋還為熱態進行淬火時，和在冷成形之前或之后，通過加熱到AC3以上而奧氏體化后進行淬火時均可獲得這些性能。為制造冷成形零件，提供了用本專利技術鋼制的半成品，在重加熱到940℃以上后將其熱軋，以便獲得熱軋產品，如棒、方坯或絲棒。在第一實施方案中，在900-1050℃之間的溫度停止熱軋。熱軋產品，當其由于熱軋還是熱的時，按照其橫截面通過使用鼓風、油、噴霧、水或添加了聚合物的水使之冷卻而直接淬火。然后將這樣獲得的產品切成坯，通過例如冷鍛或通過冷壓使之冷成形。冷成形后直接獲得的最終機械性能主要起因于由冷成形操作產生的加工硬化。在第二個實施方案中，熱軋后，將奧氏體化后的此軋制產品淬火，然后切成將通過冷塑性變形成形的坯，或在淬火前切成坯，然后冷成形。在這兩種情況下，奧氏體化的重點是在AC3和970℃之間加熱，而淬火則按照產品的橫截面以鼓風、油、噴霧、水或添加了聚合物的水冷卻進行。冷成形后立即獲得的最終機械性能主要起因于此成形操作產生的加工硬化。在該實施方案中，終軋條件同樣不特別重要。在第三實施方案中，對從該熱軋產品上切下的坯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于制造由冷塑性變形成形的鋼件的鋼，其特征在于其化學成分（重量％）包括：０．０３％≤Ｃ≤０．１６％０．５％≤Ｍｎ≤２％０．０５％≤Ｓｉ≤０．５％０％≤Ｃｒ≤１．８％０％≤Ｍｏ≤０．２５％０．００１％≤Ａｌ≤０．０５％ ０．００１％≤Ｔｉ≤０．０５％０％≤Ｖ≤０．１５％０．０００５％≤Ｂ≤０．００５％０．００４％≤Ｎ≤０．０１２％０．００１％≤Ｓ≤０．０９％任選地最多為０．００５％的Ｃａ，最多為０．０１％的Ｔｅ，最多為０．０４％的Ｓ ｅ和最多為０．３％的Ｐｂ，余為Ｆｅ和冶煉時產生的雜質，該鋼的化學成分還滿足如下關系：Ｍｎ＋０．９×Ｃｒ＋１．３×Ｍｏ＋１．６×Ｖ≥２．２％和 Ａｌ＋Ｔｉ≥３．５×Ｎ。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：C皮查德，
申請(專利權)人：阿斯克邁塔爾公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]