具有低的鈷含量的硬化馬氏體鋼、由這種鋼製造零件的方法以及如此獲得的零件的製作方法

2023-08-03 03:40:56

專利名稱：具有低的鈷含量的硬化馬氏體鋼、由這種鋼製造零件的方法以及如此獲得的零件的製作方法
具有低的鈷含量的硬化馬氏體鋼、由這種鋼製造零件的方 法以及如此獲得的零件本發明涉及通過雙聯體系(duplex system)硬化的馬氏體鋼，也就是通過藉助合 適的鋼組成和合適的熱時效處理而獲得的金屬間化合物和碳化物的析出而硬化。這類鋼提供了 -非常高的機械強度，但同時具有高的韌性和延性，即對脆性失效的低敏感性；在 溫度為約400°C的熱狀態下繼續維持這種非常高的強度；-良好的疲勞性能，這特別意味著不存在有害夾雜物例如氮化物和氧化物；這種 特性必須通過合適的組成和加工液體金屬的仔細條件獲得。此外，其可滲碳和可滲氮，從而能夠硬化其表面以賦予其對磨蝕和潤滑摩擦的良 好抵抗性。

這種鋼的可能應用涉及需要結構零件或傳動零件的所有機械領域，這些結構零件 或傳動零件在動態應力下和存在感應加熱或環境加熱的條件下必須兼備非常高的負載。以 非窮舉方式，可提及傳動軸、變速箱軸、支承軸等。在某些應用中，對優異熱機械強度的要求妨礙了強度從200°C開始劣化的碳鋼或 所謂的「低合金化」鋼的使用。此外，當對這些鋼進行處理以獲得大於2000MPa的機械強度 水平時，其韌性通常不再令人滿意，而且，通常它們的「真實」屈服強度比其在拉伸測試中測 得的最大強度要小得多因此屈服強度是在這種情況下成為不利的量度(dimensioning) 指標。另外可以使用馬氏體時效鋼，其屈服強度極限顯著更為接近其最大拉伸強度值，在高 達350-400°C具有令人滿意的強度，並且對於非常高的機械強度水平還提供良好的韌性。然 而，這些馬氏體時效鋼相當系統地含有高的鎳、鈷和鉬含量，所有這些元素均非常昂貴且它 們在商品市場上的價格變化顯著。它們還含有鈦，用於強烈促進二次硬化，但由於形成氮化 物TiN因而鈦是馬氏體時效鋼的疲勞強度降低的重要原因，即使僅含有千分之幾，也幾乎 不可能避免在鋼的熔煉期間形成氮化物TiN。在US-A-5，393，488中，提出了在不添加鈦的情況下具有二次硬化的鋼組合物，其 旨在改善熱強度，特別是改善疲勞性能、延性和韌性。該組合物的缺陷是需要高的Co含量 (8-16% )，這使得所述鋼非常昂貴(注意在本文中，不同元素的所有含量都以重量％表 示)°在文獻W0-A-2006/114499中提出了硬化的馬氏體鋼的組合物以及適合於該組合 物的優化系列的熱處理操作，相對於US-A-5，393，388代表的現有技術，該組合物具有的優 勢在於僅需要更低的鈷含量，即5-7%。通過調整其它元素的含量和相應地調整熱處理參 數，能夠獲得提供非常令人滿意的機械性能組集的零件(特別是用於航空應用)。這些性能 特別是2200MPa-2350MPa的冷拉伸強度、與最佳高強度鋼至少相等的延性和彈性，以及在 熱狀態(400°C )下約ISOOMPa的拉伸強度，以及最佳的疲勞性能。由於這種鋼的硬化是通過同時硬化析出金屬間化合物和M2C型碳化物實現的，所 以將其稱為「具有雙聯硬化(duplex hardening)」。然而，這種鋼始終包含相對大量的鈷。由於該元素無論如何都是昂貴的，並且其價格可能在商品市場上發生大的起伏，因此重要的是尋找進一步顯著減少其存在的方法，特 別是在意欲用於比航空應用更普通的機械應用的材料中。對於如W0-A-2006/114499和US-A-5，393，488中所提出的鋼，有可能獲得良好彈 性，但是對於某些應用彈性據證明是不足的。對於相同的應用，還需要獲得非常高的拉伸強度(Rm)。 本發明的目的是提出可以特別用於製造機械零件(例如傳動軸)或結構部件的 鋼，所述鋼具有較高的彈性並同時具有大的機械強度。與目前已知用於這些應用的最出色 的鋼相比，所述鋼還應該具有較低的製造成本，特別是通過顯著較為減小的鈷含量。為此，本發明的目的是一種鋼，其特徵在於它的組成以重量百分數計如下-C = 0. 18-0. 30%-Co = 1. 5-4%，優選 2-3%-Cr = 2-5%-Al = 1-2%-Mo+ff/2 = 1-4%-V=痕量 0.3%-Nb=痕量 0.1%-B =痕量 30ppm-Ni = 11-16%其中 Ni 彡 7+3. 5A1-Si=痕量 1.0%-Mn=痕量 2.0%-Ca =痕量 20ppm-稀土元素=痕量 IOOppm-如果N ^ IOppm, Ti+Zr/2 =痕量 IOOppm 其中 Ti+Zr/2 ^ ION-如果 IOppm < N 彡 20ppm,則 Ti+Zr/2 =痕量 150ppm-0=痕量 50ppm-N=痕量 20ppm-S =痕量 20ppm-Cu=痕量 -P =痕量 200ppm餘量是鐵和熔煉產生的不可避免的雜質。其優選含有C = O. 20-0. 25 %。其優選含有Cr = 2-4 %。其優選含有Al = 1-1.6%，更好為 1.4-1.6%。其優選含有Mo彡1%。其優選含有 Mo+W/2 = 1-2 %。其優選含有V = O. 2-0. 3 %。其優選含有Ni = 12-14%，且 Ni 彡 7+3. 5A1。其優選含有Nb =痕量 0.05%。其優選含有Si =痕量 0.25%，更好為痕量 0. 10%。
其優選含有0 =痕量 lOppm。其優選含有N =痕量 lOppm。其優選含有S =痕量 lOppm，更好為痕量 5ppm。其優選含有P =痕量 lOOppm。它的實測馬氏體轉變溫度Ms優選大於或等於100°C它的實測馬氏體轉變溫度Ms可以大於或等於140°C。本發明的目的還在於製造鋼零件的方法，其特徵在於該方法包括在賦予零件確定 形狀的精整之前的下列步驟-製備具有上述組成的鋼；_用於使所述鋼成型的至少一個操作；-在600_675°C進行軟化回火4_20小時，接著在空氣中冷卻；-在900-1000°C進行固溶熱處理至少1小時，接著在油中或空氣中足夠快速地冷 卻，以避免在奧氏體基質中析出晶粒間碳化物；-在475-600°C、優選 490-525°C 時效硬化 5_20 小時。其還優選包括在_50°C或更低、優選_80°C至-100°C或更低但不低於_110°C進行 低溫處理，以將所有奧氏體轉變成馬氏體，所述溫度比實測的Ms低150°C或更多，至少一個 所述處理持續至少4小時至50小時，優選4小時至10小時。其還優選包括在150_250°C進行用於軟化粗淬火馬氏體的處理4_16小時、接著進 行靜止空氣冷卻。所述零件還優選進行滲碳、或滲氮、或碳氮共滲(carbonitridation)。可以在時效循環期間進行滲氮、或滲碳(cementation)、或碳氮共滲。可以在475_600°C進行滲氮。可以在所述固溶熱處理之前或與其同時進行的熱循環期間進行所述滲氮或滲碳 或碳氮共滲。本發明的目的還在於一種機械零件或結構部件用零件，其特徵在於該零件依照上 述方法製得。這特別可以是發動機傳動軸、或發動機懸掛裝置、或起落架部件、或變速箱部件或 支承軸。將會被理解的是，本發明首先是基於一種鋼組合物，該鋼組合物與 W0-A-2006/114499代表的現有技術顯著不同之處在於Co含量較低但保留相當數量，即 1. 5-4%。顯著存在的其它最常見合金元素的含量僅被稍加調整，但必須仔細控制某些雜質含量。Co是昂貴的元素，與現有技術相比其含量被顯著降低，然而卻不對其進行抑制或 者使其達到非常低的水平。根據本發明的鋼通常含有相當少的高成本添加元素(鎳除外)， 然而鎳的含量與現有技術相比沒有得到提高。但是，在熔煉期間應特別仔細以將氮含量限 制到最多20ppm，以便儘可能避免鋁氮化物的可能形成。相應地，最大的鈦和鋯含量也必須 加以限制以防止它們與殘留的氮形成氮化物。本發明的鋼可以在淬火狀態下用適於45HRC硬度的工具進行機加工。其介於馬氏 體時效鋼(其是可在粗淬火狀態下機加工的鋼，因為其具有低碳的軟馬氏體)與碳鋼(其基本上必須在退火狀態下進行機加工)之間。參考附

圖1，通過閱讀下面的描述將更好地理解本發明，附圖1就各種組成的樣品 顯示了它們的拉伸強度Rm和它們的韌性Kv。在本發明的這些類型的鋼中，在逆變奧氏體存在下進行「雙聯」硬化，即共同通過 β -NiAl型金屬間化合物和M2C型碳化物而獲得所述「雙聯」硬化，所述逆變奧氏體通過在 時效硬化期間由擴散實現的鎳富集而得以形成/穩定，其通過形成三明治結構(在硬化的 馬氏體的板條之間存在若干百分數的穩定且延性的奧氏體)而向組織賦予延性。必須防止形成脆化的氮化物，特別是Ti、&和Al的氮化物它們使韌性和疲勞強 度劣化。由於這些氮化物可以在Ti、&和/或Al存在時從Ippm至數ppm含量的N析出， 並且由於常規熔煉方法使得難以實現低於5ppm的N含量，因此本發明的鋼滿足以下規定。原則上，任何Ti添加都受限制(最大允許量IOOppm)，並且儘可能限制N。根據 本發明，N含量不應超過20ppm，最好不超過lOppm，而Ti含量不應超過N含量的10倍。然而，可以想到，為了結合殘留的氮並由此防止氮化物AlN的有害析出，於真空下 在爐內進行熔煉結束時按比例添加鈦。然而，由於應當避免在液相中形成氮化物TiN(因為 其變得粗大(5-10μπι或更大))，僅應當就液體金屬中最大殘留氮含量(IOppm)進行鈦的添 力口，並且始終不超過該殘留氮值的10倍。例如，對於熔煉結束時Sppm的N終含量，可能添 加的鈦的限制量為80ppm。可用&部分或全部替代Ti，這兩種元素具有相當類似的性質。由於它們的原子量 比率為2，如果除Ti外還添加ττ或者添加ττ替代Ti，則必須按照總和Ti+&/2加以考慮， 並且規定，當N彡IOppm時，-Ti+Zr/2 應始終彡 IOOppm ；-並且，Ti+&/2應當彡 10N。在N含量大於IOppm且小於或等於20ppm的情形中，Ti和&應被認為是應該避 免的雜質，並且總和Ti+&/2應當< 150ppm。除S和O外，在熔煉結束時可能添加的稀土元素也可以有助於結合一部分N。在該 情形中，應當保證游離形式的殘留稀土元素含量保持小於或等於lOOppm，優選小於或等於 50ppm，因為當這些元素的存在量超過這些值時，它們使鋼變脆。據認為稀土元素(例如La) 的氧氮化物比Ti或Al的氮化物的危害小，原因在於它們的球形形狀使得它們較不易形成 疲勞斷裂萌生點。為了完成液體金屬的脫氧/脫硫，可以進行鈣處理。優選隨著可能添加Ti、Zr或 稀土元素進行該處理。優選含有極少量Fe的Cr、Mo、W和V的碳化物M2C,這是由於其硬化和非脆化的性 質。相對於平衡碳化物M7C3和/或M6C和/或M23C6,碳化物M2C是亞穩定的。用Mo和W使 其穩定。Mo含量和半數W含量之和應當至少為1%。然而，Mo+W/2不應超過4%，以便不劣 化可煅性(或者通常為熱變形性)，且不形成Fe7Mo6型的金屬間μ相化合物，其是標準馬氏 體時效鋼的主要硬化相之一，但在本發明的鋼中是不希望的。優選地，Mo+W/2為1%-2%。 此外為了避免可能使晶界變脆的非硬化Ti碳化物的形成，要求將本發明的鋼的Ti含量強 制限制到lOOppm。Cr和V是激活「亞穩定」碳化物的形成的元素
V還形成MC型的碳化物，該碳化物在高至固溶熱處理溫度的溫度下穩定，且「封 閉」晶界並且在高溫熱處理期間限制晶粒的生長。V不應超過0. 3%，以便在溶解循環期間 不在V碳化物中結合過多的C從而損害Cr、Mo、W、V的碳化物M2C,期望所述碳化物M2C在隨 後的時效循環期間析出。優選地，V的含量為0. 2-0. 3%。Cr的存在(至少2% )使V碳化物的水平降低，並且使M2C 的水平提高。但不應 超過5%，以免過度促進穩定碳化物、特別是M23C6的形成。優選地，Cr不超過4%。相對於μ相，C的存在促進M2C的出現。然而，過多含量會導致偏析，Ms降低，並 且在工業規模製造期間帶來困難對裂紋(快速冷卻期間表面開裂)敏感、在粗淬火狀態下 過硬的馬氏體難於機加工等。其含量應為0.20-0. 30%，優選0.20-0. 25%。如果在預期應 用中需要非常大的表面硬度，則可以通過滲碳或碳氮共滲使零件的表面層富含C。鈷稍微提高韌/脆轉變溫度，這是不利的，特別是在鎳含量非常低的組合物中，然 而，與在其它鋼中可發現的情況不同，鈷並不明顯提高本發明組合物的Ms轉變點，且因此 在這方面也沒有任何明顯意義。W0-A-2006/114499的鋼中建議的Co含量(5_7% )，與其它元素的含量相組合，是 在這些各種優點和缺點之間尋求折衷的結果。如如所述，本發明首先基於一種鋼組合物，該組合物與W0-A-2006/114499所代表 的現有技術的不同之處特別在於Co含量較低，即為1.5-4%，更好為2-3%。顯著存在的最 常見合金元素的含量僅被稍加調整，但必須仔細控制某些雜質含量，特別是影響韌性的Ti、 Zr和N含量。在研究Co對這種類型鋼的機械性能(Rm和Kv)影響的場合(context)中，出乎預 料地顯示，通過調整這種元素的濃度能夠獲得最佳的彈性/Rm折衷。在圖1中示出了該發 現，對於1. 5-4% Co的鈷含量，其中Rm/Kv點群分布在具有彎曲的3階多項式曲線附近。在 該Co含量範圍內同時獲得約30焦耳或更大的彈性以及大於或等於2140MPa的Rm。應避免不必要高的Co濃度，Co不僅非常昂貴，並且使彈性劣化。已知Co使純Fe 的彈性轉變劣化(Materials Sciences andTechnology, 1994 年 1 月，第 10 卷，第 52-54 頁)。實際上，正如其所述，Co的存在提高韌/脆轉變溫度。此外，大於1.5% Co的Co含量 證明適於通過碳化物M2C的析出來改善組織硬化並且因此顯著提高Rm。另外，出人意料地， 發明人注意到在若干試驗後，與具有非常低Co含量(< )的等級(除此之外組成是相 同的)相比，約1. 5-4%，更好為2-3%的Co含量顯著改善機械強度而幾乎不使彈性劣化。Ni和Al與本發明相關，其中Ni應當彡7+3. 5A1。通過B2型(例如NiAl)納米金 屬間相的析出，它們是與時效硬化在很大程度上相關的兩種基本元素。該相在高達約400°C 時賦予大部分的熱機械強度。由於鎳降低馬氏體的韌/脆轉變溫度，鎳也是降低劈裂脆性 的元素。如果Al相對於M過高，則在時效期間在硬化MAl的析出物析出之後，馬氏體基 質過於強烈地消耗鎳。由於馬氏體相中鎳含量的降低導致其韌/脆轉變溫度升高，從而導 致其在接近室溫的溫度下變脆，這有損於韌性和延性指標。此外，在時效循環期間鎳促進逆 變奧氏體的形成和/或穩定殘餘的(可能存在的)奧氏體部分。這些機制有利於鋼的延性 和韌性指標，還有利於鋼的組織穩定性這些指標。如果時效的基質的鎳消耗過大，這些有利 機制受到減小或抑制不再存在任何逆變奧氏體可能。相反地，如果存在過多的Ni，則會由 於逆變奧氏體水平增大(其中Al廣泛留在溶體中)使MAl型硬化相的水平過度降低。
在淬火結束時，應當沒有任何殘餘奧氏體(< 3% )，並且應當存在基本為馬氏體 的組織。為此目的，必須調整淬火條件，特別是冷卻結束時的溫度，以及鋼的組成。後者決 定了馬氏體轉變開始的溫度Ms，根據本發明，如果實施低溫循環，則該溫度應優選保持等於 或大於140°C，並且如果實施低溫循環，則該溫度應當優選為100°C -140°C。通常根據文獻的標準公式計算Ms=Ms = 550-350 X C% -40 XMn% -17 X Cr% -10 X Mo% -17XNi% -8Xff% -35XV% -10XCu% -10XCo% +30XAl%°C。然而實驗顯示，該公 式僅僅是非常粗略的估算， 特別是由於Co和Al的作用從一種鋼到另一種鋼變化很大。因 此，為了解鋼是否符合本發明，必須依靠實際Ms溫度的測量，例如通過常規的膨脹測量法 進行。Ni含量是Ms的可能調節變量之一。為了確保鋼的完全馬氏體轉變，在淬火後冷卻結束時的溫度應低於實際 Ms-150°C，優選低於實際Ms-200°C。因此冷卻結束時的溫度應低於在該鋼的馬氏體轉變結 束時測得的溫度Ms。特別對於最富含C和Ni的組合物，可以在從固溶熱處理溫度冷卻至 室溫後立即施加低溫處理。為避免富含碳的殘餘奧氏體的穩定化機制，總冷卻速率應當盡 可能高。然而，由於組織的熱擾動在其中不足以引起馬氏體轉變，不必尋求低於-iio°c的 低溫。通常，如果應用低溫循環，則鋼的Ms值優選為100-140°C，並且在不存在這種低溫循 環時，高於或等於140°C。如已用於通過雙聯體系硬化的馬氏體鋼和從W0-A-2006/114499 所已知的，如果必要，低溫循環的持續時間為4-50小時，優選4-16小時，更優選4-10小時。 可進行若干低溫循環，關鍵是其中至少一個具有上述特性。具體而言，應具有1-2%的Al，優選1-1.6%，更優選1.4_1.6%，而Ni必須為 11-16%，且Ni彡7+3. 5A1。理想地，存在1. 5%的Al和12-14%的Ni。這些條件促進NiAl 的存在，所述MAl提高拉伸強度Rm，還發現如果滿足本發明的其它條件則拉伸強度Rm不會 被低Co含量過度劣化。屈服強度Rpa2以與Rm相同的方式受到影響。與從US-A_5，393，488獲知的鋼(其中為了具有高的延性和韌性，追求非常高存在 量的逆變奧氏體)相比，本發明類型的鋼優選存在硬化相B2、特別是MA1，以獲得高的熱機 械強度。遵循已經給出的關於M和Al的條件，確保了足夠的逆變奧氏體可能含量，以便保 持適合於預期應用的延性和韌性。可以添加B，但不大於30ppm，以便不劣化鋼的性能。還可添加含量不超過0. 1 %的Nb用以在鍛造期間或其它熱變形期間控制晶粒尺 寸。因此，根據本發明的鋼接受可含有不可忽略的殘留Nb含量的原料。本發明類型的鋼的特徵還在於能夠用W代替至少一部分Mo。在相同的原子分數 下，在凝固時W的偏析比Mo少，並且提供了熱機械強度的盈餘。其缺點在於成本高，可以通 過將其與Mo結合來優化該成本。如對此所述，Mo+W/2應當為1-4%，優選為1-2%。為了 限制鋼的成本，優選保留1 %的最小Mo含量，特別是因為高溫強度不是本發明的鋼的主要 目的。Cu可以高達1%。其有可能通過其ε (epsilon)相參與硬化，並且因Ni的存在， 其有害影響可受到限制，特別是在鍛造零件時出現表面裂紋(在將銅添加到不含鎳的鋼期 間所看到)。然而，銅的存在並非是不可缺少的，其可僅以源自原料汙染的殘留痕量狀態存在。錳並不是用於獲得鋼的預期性質的先驗條件，但其沒有任何公認的不利影響。此夕卜，其在液體鋼溫度下的低蒸氣壓導致在真空熔煉期間和真空再熔期間難以控制其濃度其含量可根據再熔坯錠中的徑向和軸向定位而變化。由於其經常存在於原料中，並且出於 上述原因，其含量將優選為最大0. 25%，並且由於其濃度在同一產品中的過大變化不利於 性質的再現性，因此其含量在任何情況下都限於最大2%。已知矽具有鐵素體固溶硬化的作用(如同鈷)，從而降低某些元素或某些相在鐵 素體中的溶解性。然而，正如已看到的，本發明的鋼僅包含相對少的鈷，並且其可以不含矽， 這特別還因為矽通常會促進有害的金屬間化合物相(拉弗斯相、矽化物等)在複合鋼中的 析出。其含量將被限制到1 %，優選小於0. 25%，更優選小於0. 1 %。通常，應將可以在晶界偏析並且使其變脆的元素(例如P和S)控制在以下範圍 內s =痕量 20ppm，優選痕量 lOppm，更優選痕量 5ppm，並且P =痕量 200ppm，優 選痕量 lOOppm，更優選痕量 50ppm。可以使用Ca作為脫氧劑和硫清除劑，並且其最終以殘留水平(彡20ppm)存在。同 樣，在用稀土元素捕獲0、S和/或N的精煉液體金屬的處理後，最終可剩下稀土元素殘留物
lOOppm)。並不強制為此目的使用Ca和稀土元素，這些元素可僅以痕量存在於本發明 的鋼中。可接受的氧含量為最多50ppm，優選為最多lOppm。作為實例，測試了其組成(重量百分數)列於表1的鋼樣品表1:測試樣品的組成
權利要求
1. 一種鋼，其特徵在於它的組成如下，以重量百分數計-C = 0. 18-0. 30%-Co = 1. 5-4%,-Cr = 2-5%-Al = 1-2%-Mo+ff/2 = 1-4%-V =痕量 0. 3%-Nb =痕量 0. 1%-B =痕量 30ppm-Ni = 11-16%其中 Ni 彡 7+3. 5A1-Si =痕量 1. 0%-Mn =痕量 2. 0%-Ca =痕量 20ppm-稀土元素=痕量 IOOppm-如果 N ( IOppm,則 Ti+Zr/2 =痕量 IOOppm 其中 Ti+Zr/2 ( ION -如果 IOppm < N 彡 20ppm, Ti+Zr/2 =痕量 150ppm0 ==痕量 ■ 50ppm■N ==痕量 ■ 20ppm■S ==痕量 ■ 20ppm■Cu =痕量- 1%■P ==痕量 『200ppm餘量是鐵和由熔煉產生的不可避免的雜質。
2.根據權利要求1的鋼，其特徵在於其含有2-3%的Co。
3.根據權利要求1或2的鋼，其特徵在於其含有C= O. 20-0. 25%。
4.根據權利要求1-3中任一項的鋼，其特徵在於其含有Cr= 2-4%。
5.根據權利要求1-4中任一項的鋼，其特徵在於其含有Al= 1-1.6%，優選 1. 4-1. 6%。
6.根據權利要求1-5中任一項的鋼，其特徵在於其含有Mo^ 1%。
7.根據權利要求1-6中任一項的鋼，其特徵在於其含有Mo+W/2= 1-2%。
8.根據權利要求1-7中任一項的鋼，其特徵在於其含有V= 0. 2-0. 3%。
9.根據權利要求1-8中任一項的鋼，其特徵在於其含有Ni= 12-14%，其中 Ni 彡 7+3. 5A1。
10.根據權利要求1-9中任一項的鋼，其特徵在於其含有Nb=痕量 0. 05%。
11.根據權利要求1-10中任一項的鋼，其特徵在於其含有Si=痕量 0. 25%，優選痕 量 0. 10%。
12.根據權利要求1-11中任一項的鋼，其特徵在於其含有0=痕量 lOppm。
13.根據權利要求1-12中任一項的鋼，其特徵在於其含有N=痕量 lOppm。
14.根據權利要求1-13中任一項的鋼，其特徵在於其含有S=痕量 lOppm，優選痕 量 5ppm0
15.根據權利要求1-14中任一項的鋼，其特徵在於其含有P=痕量 lOOppm。
16.根據權利要求1-15中任一項的鋼，其特徵在於它的實測馬氏體轉變溫度Ms大於或 等於100°C。
17.根據權利要求16的鋼，其特徵在於它的實測馬氏體轉變溫度Ms大於或等於 140 "C。
18.—種製造鋼零件的方法，其特徵在於該方法包括在對零件進行精整從而賦予其確 定形狀之前進行以下步驟-製備具有根據權利要求1-17中任一項所述組成的鋼；-用於使這種鋼成型的至少一個操作；-在600-675°C進行軟化回火4-20小時，接著在空氣中冷卻；-在900-1000°C進行固溶熱處理至少1小時，接著在油中或空氣中足夠快速地冷卻，以 避免在奧氏體基質中析出晶粒間碳化物；-在475-600°C、優選490-525°C時效硬化5_20小時。
19.根據權利要求18的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於該方法進一步包括 在-50°C或更低、優選-80°C至-100°C或更低但不低於-110°C進行低溫處理，以便將所有奧 氏體轉變成馬氏體，所述溫度比實測的Ms低150°C或更多，至少一個所述處理持續4小時至 50小時，優選4小時至10小時。
20.根據權利要求18或19中任一項的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於該方法進一 步包括在150-250°C進行的用於使粗淬火馬氏體軟化的處4-16小時，接著進行靜止空氣冷 卻。
21.根據權利要求18-20中任一項的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於所述零件還 進行滲碳、或滲氮、或碳氮共滲。
22.根據權利要求21的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於在進行時效循環期間進行 滲氮、或滲碳、或碳氮共滲。
23.根據權利要求22的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於在475-600°C進行滲氮。
24.根據權利要求21-23中任一項的用於製造鋼零件的方法，其特徵在於，在所述固溶 熱處理之前或者與所述固溶熱處理同時的熱循環期間進行所述滲氮或滲碳或碳氮共滲。
25.機械零件或結構部件的零件，其特徵在於其根據權利要求18-24中任一項的方法 製造。
26.根據權利要求25的機械零件，其特徵在於其為發動機傳動軸、或發動機懸掛裝置、 或起落架部件、或變速箱部件或支承軸。
全文摘要
提供了具有低鈷含量的硬化馬氏體鋼、由這種鋼製造零件的方法、以及如此獲得的零件。所述鋼的特徵在於其重量百分比組成如下C＝0.18-0.30％；Co＝1.5-4％；Cr＝2-5％；Al＝1-2％；Mo+W/2＝1-4％；V＝痕量～0.3％；Nb＝痕量～0.1％；B＝痕量～30ppm；Ni＝11-16％其中Ni≥7+3.5Al；Si＝痕量～1.0％；Mn＝痕量～4.0％；Ca＝痕量～20ppm；稀土元素＝痕量～100ppm；如果N≤10ppm，則Ti+Zr/2＝痕量～100ppm，其中Ti+Zr/2≤10N；如果10ppm＜N≤20ppm，則Ti+Zr/2＝痕量～150ppm；O＝痕量～50ppm；N＝痕量～20ppm；S＝痕量～20ppm；Cu＝痕量～1％；P＝痕量～200ppm；餘量是鐵和熔煉產生的不可避免的雜質。由這種鋼製造零件的方法以及如此獲得的零件。
文檔編號C21D6/00GK102131947SQ200980132722
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月8日 優先權日2008年7月15日
發明者F·羅克 申請人:奧貝爾&杜瓦爾公司