包含細分散的內含物的鋼的製作方法
2023-04-24 23:47:56 2
專利名稱：包含細分散的內含物的鋼的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有細分散的氧化內含物和氧硫化物內含物的鋼，並且具體地說涉及通過消除氧化物基內含物的有害作用而獲得的具有良好疲勞壽命特性和聲學特性的鋼。所述內含物指氧化物內含物、硫化物內含物、氧硫化物內含物、氮化物內含物及它們的組合。所述鋼指鋼水、扁鋼錠、澆鑄鋼塊、澆鑄鋼坯和其它半成品以及最終的鋼材，並且對其用途沒有限制。
背景技術：
最近，對鋼產品質量的要求越來越嚴格和多樣化。需要具有無害內含物的高度乾淨的鋼。
轉爐(converter)或者真空加工容器中精煉的鋼水包含大量的溶解氧。過量的氧通常與對氧有強親和力的鋁反應，形成氧化鋁(Al2O3)內含物。即使加入Si和Mn與氧反應，因為所用的鋼包(ladle)大部分由Al2O3基的耐火材料製成，鋼水與其反應，還原並溶解Al2O3，所以鋼水中存在Al。溶解的Al流入鋼水中，然後通過重新氧化，再次形成Al2O3。
這些Al2O3基內含物是堅硬的並且團聚形成粗的Al2O3團簇，這會引起(a)例如輪胎簾線(tire cord)的線的折斷；(b)鋼筋的壓延疲勞特性受損，例如在軸承鋼中；及(c)在形成圓筒(can)的過程期間，例如在由薄鋼板製成的拉制和拉薄(DI)圓筒中形成裂紋。特別是為了提高軸承鋼的疲勞壽命，已經要求儘可能降低內含物的尺寸。
含有軸承鋼(bearing steel)部件的產品包括電器用具，例如VCR或者CD播放機；通用設備，例如量具或者醫用器械；辦公自動化設備，以及例如硬碟驅動器的電子器件。但是在這些產品中，在輕的負載下使用軸承鋼，要求由軸承鋼製成的運動部件產生的聲音和振動儘可能低。尤其是，對於由軸承鋼製成的用於硬碟驅動器的微型部件的噪音和振動有著嚴格的要求。產生聲音和/或振動的主要原因可以是位於軸承表面上的硬的內含物，例如Ti的碳氮化物或者Al2O3基內含物。
除了降低硬的非金屬Al2O3基內含物的總數量以提高清潔度外，通過降低Al2O3基內含物尺寸(細化)對其進行轉化以使它們無害也是重要的。通過在精煉鋼水的脫氧處理後，使工藝初期存在的內含物在組成、形狀和尺寸上都轉化成無害的產物，可以使內含物變得無害。
為了降低並消除Al2O3基內含物，已經做出如下嘗試(1)除了通過削減礦渣降低混入的非氧化物內含物之外，通過礦渣轉化和/或隔絕空氣來抑制Al的重新氧化，以及(2)通過使用二級精煉設備，例如RH型真空脫氣裝置或噴粉裝置，減少脫氧產品。
傳統上，通過向鋼水中添加Mg合金，將Al2O3轉化成尖晶石(MgO·Al2O3)或MgO，從而抑制Al2O3團聚形成粗的Al2O3團簇，可以使Al2O3基內含物變成無害的。(例如參閱JP H05-311225A)。關於生產包含0.005質量％或更多Al的脫Al鋼，已知一種生產無團簇脫Al鋼的方法，其中向鋼水中添加由Al和多於兩種選自Ca、Mg和REM(稀土金屬)的組分組成的合金，並限制所得內含物中的Al2O3含量為30-85質量％。(例如參閱JP H09-263820A)。
但是，上述消除Al2O3基內含物的方法不足以滿足現在對質量的高水準要求。另外，對於通過添加Mg和/或REM使內含物變細的具體方法，已知存在下面的問題。在使用Mg降低內含物尺寸時，因為添加Mg的鋼水的溫度高於金屬Mg的沸點(1070℃)，所以添加的Mg容易蒸發(汽化)。即使以與Si、Al或Fe-Si的混合物的形成加入Mg，Mg的活性仍然保持為1。因此，與單獨加入Mg的情況相同，依然存在蒸發問題。在使用例如Al-Mg或Si-Mg合金的情況中，可以在一定程度上降低由於Mg蒸髮帶來的損失。但是，在被溶解入鋼水中後，與單獨加入Mg的情況一樣，防止Mg蒸發是困難的，這會導致低的產率。
與在正常壓力下添加相比，在真空中加入時，Mg會更快的蒸發。因此，必須在已經進行了真空精煉後建立的正常壓力下進行Mg的添加。
此外，如表1所示，在轉化步驟中形成的尖晶石沒有初始Al2O3那麼堅硬，但是其仍然很硬。因此，仍不能充分滿足對小的軸承鋼產品的低振動和聲學特性要求。
表1
通過添加REM細化(降低尺寸)內含物的傳統技術存在下面問題。在JP H09-263820A中公開的添加REM的情況中，為了避免形成Al2O3團簇，添加兩種以上選自Ca、Mg和REM的組分導致形成具有低熔點的化合物內含物。這可能有助於防止裂紋缺陷，但是它不能降低內含物的尺寸至軸承鋼所需的水平。這是因為低熔點的內含物通常團聚變粗。
此外，至於使用傳統的添加REM的細化方法，已知可以添加REM來控制內含物的形狀，因為REM能夠使內含物的形狀成球形，從而提供更好的疲勞壽命。REM的添加量應該為0.010質量％或更低，因為添加大於0.010質量％的REM會增加內含物的量，從而導致疲勞壽命的降低。(參閱JP H11-279695A)。但是對於內含物組成的機理和存在狀態還沒有分析和建議。
REM是能與氧(O)成鍵形成REM氧化物的元素，並且通過與硫成鍵，還能形成硫化物。因此，據認為如果存在比與所有的氧反應所需要更多的REM，那麼過量的REM將形成硫化物，其會通過增加內含物的尺寸而對疲勞壽命特性產生有害影響。為了控制內含物尺寸，通過調節所加REM的量來嚴格控制內含物的組成是重要的。換句話說，應該通過平衡REM的添加量與O的含量，從而避免過量的REM來防止粗的硫化物的形成。因為硫化物會影響疲勞壽命特性，所以硫化物也應該被細化(降低尺寸)。如上所述，因為REM容易形成硫化物，所以為了進一步降低內含物結構的尺寸，應該S的含量降低。這些技術思想在JP H11-279695A中沒有公開。
JP 2000-45048A號公開了為了降低Ti基內含物的量及其尺寸，從而改善小軸承鋼產品的聲學特性而包含7ppm或更低Ti和7ppm或更低O的軸承鋼，所述產品用於電器，例如VCR或CD播放機；通用設備，例如量具或者醫用器械；辦公自動化設備，以及例如硬碟驅動器的電子器件。JP H08-312651 A公開了在淬火或碳氮化後在碳氮化物層中不含殘餘奧氏體(0％)，並且在350℃或更高的高溫下具有HPC57或更大的表面硬度的壓延軸承鋼。但是，氧化物基內含物因Al2O3而是硬的，所以即使通過降低T.O.(總氧含量)降低了氧化物基內含物的絕對量，也不能期望聲學特性的進一步改善。Al2O3可以通過添加Mg而轉化成細的尖晶石，如表1所示尖晶石沒有Al2O3硬，但是仍是硬的並且不會提供足夠的改善。相反，如表1所示，REM基內含物是軟的。因此，通過添加REM將硬的Al2O3基內含物轉化成軟的REM基內含物對於改善聲學特性是有用的。
現在將提供在附圖中闡明的本發明實施方案的各個方面的更具體的說明。應理解這些附圖僅示例性地描述了本發明的實施方案，並且因此決沒有限制本發明的範圍，將通過使用
並解釋這些具有附加特徵和細節的示例性實施方案的各個特徵。
圖1表示(REM(ppm)-T.O.(ppm)×280/48)的值對內含物尺寸的影響；圖2(A)表示Ce的氧化物、Ce的氧硫化物和Ce的硫化物的穩定區域，及圖2(B)表示La的氧化物、La的氧硫化物和La的硫化物的穩定區域；圖3表示REM來源對內含物尺寸的影響；並且圖4表示[S]對內含物尺寸的影響。
發明內容
本發明的目的是通過細化並分散氧化物基和氧硫化物基內含物而提供一種具有良好的疲勞壽命特性和良好的聲學/振動特性的鋼。所述鋼被稱作包含細分散的內含物的鋼。
術語「含REM的氧硫化物」定義如下。REM形成如上所述的氧化物，並且還能夠容易地形成硫化物。因此，如果存在S，REM與S和O一起形成REM氧硫化物是可能的，其化學計量比表示為RE2O2S，其中RE代表REM。
通過試驗和檢測，得到實現本發明目的的條件，所述條件涉及形成細內含物的REM添加量、內含物組成和鋼組分等方面。小結如下。
項目(1)一種鋼，其至少一個部分包含含量滿足公式(1)的REM；以及數量滿足公式(2)的含有REM的內含物；其中所述含有REM的內含物中Al2O3的濃度不超過30質量％公式(1)-30＜REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)＜50；公式(2)含有REM的內含物的數量/內含物的總數量＞0.8；其中公式(2)的內含物具有1微米或更大的等效直徑。
項目(2)上述項目(1)中描述的鋼，其中REM選自Ce、La、Nd和Pr至少之一。
項目(3)上述項目(1)或(2)中描述的鋼，其中所述鋼至少滿足下面四個條件之一Al的含量＝0.05質量％；T.O.的含量＝0.005質量％；S的含量＝0.003質量％；及Ti的含量＝0.001質量％，其中，使用上述條件通過細化內含物，所述鋼具有改進的疲勞壽命和/或聲學特性。
項目(4)上述項目(3)中描述的鋼，其中所述鋼是軸承鋼。
項目(5)上述項目(4)中描述的鋼，其中所述鋼用於硬磁碟驅動器或視聽設備的小軸承鋼元件。
在項目(1)中提到所述鋼的「至少一個部分」滿足公式(1)和(2)。通常公知在鋼的生產中，表面區的組成可能與鋼中央區的組成不同。通過指出本發明鋼的至少一個部分滿足公式(1)和(2)，可以想到本發明的鋼可以具有均不滿足公式(1)和(2)的區域，但是必須具有至少一個既滿足公式(1)又滿足公式(2)的區域。
具體實施例方式
下面解釋本發明某些非限制性實施方案的組分和組成。每種組分的濃度以質量百分數表示。
Al的含量如上所述，在如下的過程中製造本發明的鋼，其中通過添加REM，例如氧化物的內含物被從Al2O3轉化成REM氧化物或者REM的氧硫化物。對於所有類型的鋼，Al不是必要的元素，但是它對於調節晶粒尺寸是有用的組分並且可以用作降低T.O.的脫氧元素。但是，在Al含量達到0.05％後，不僅對晶粒尺寸沒有附加作用，而且Al2O3不會被轉化成REM氧化物或REM氧硫化物，這使得本發明的目的變得難以實現。因此，Al含量的上限應該為0.05％。申請人推論當Al的濃度高時，Al2O3處於比REM氧化物或REM氧硫化物更加穩定的熱動力學狀態。因此，不會形成REM氧化物或REM氧硫化物。
T.O.含量(總氧含量)本文使用的術語「T.O.含量」基本上與在鋼中形成氧化物(主要是Al2O3)的溶解氧的含量相同。因此，T.O.含量越高，在鋼中轉化的Al2O3越多。發現當T.O.含量超過0.0050％時，Al2O3含量變得過高以至於無法通過添加REM將全部的Al2O3轉化成REM氧化物或REM氧硫化物，即一些Al2O3殘留在鋼中。因此，T.O.含量是0.0050％或更低。
REM是強的脫氧元素，其與鋼中的Al2O3反應(與Al2O3中的氧反應)形成REM氧化物。因此，如果沒有與Al2O3的量(即T.O.含量)成比例地添加適當量的REM，就會留下未反應的Al2O3。進一步研究表明，在REM含量和T.O.含量之間存在如下面公式(1)中所示的關係。
公式(1)＝-30＜REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)＜50基於圖1解釋公式(1)。圖1中藉助「dmax，30000(微米)」顯示了在0.005％的S含量(下文以[S]表示)和0.002％[S]下，(REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)的值是怎樣影響內含物的。
縱坐標「dmax，30000(微米)」代表通過極值統計估計的在30000mm2的面積中存在的內含物的最大尺寸(參閱Beretta等，Metallurgicaland Materials Transactions B，第32B卷，第517-523頁，2001年，該文獻全部內容引入本文作參考)。極值統計估計的步驟如下i)製備16個10×10mm(100mm2)鋼樣品，用於顯微檢測；ii)明確16個樣品每個內含物的最大尺寸，並且測量其尺寸；及iii)採用極值統計方法，從16個最大尺寸數據估算30000mm2內存在的最大尺寸。
首先，製備兩種[S]分別為0.005％和0.002％且包含8ppm T.O.的軸承鋼水，然後加入混合稀土合金作為REM。檢測內含物的細化特性。檢測添加REM的量是怎樣影響內含物的尺寸的。從鋼錠中取出用於顯微檢測的樣品，通過極值統計來估計內含物的最大尺寸，並且檢測最大尺寸與所加REM量之間的關係。在圖1中，實線表示[S]為0.005％的情況，虛線表示[S]為0.002％的情況。
當REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)位於-30和50之間時，所得的內含物被穩定地細化。
在[S]為0.002％的情況中，內含物變得更細。另外，內含物的組成滿足下面所述的公式(2)，並且Al2O3的量為30％或更低。即，通過按照公式(1)中所定義的保持REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)的值在-30至50，可以防止Al2O3不反應，並且將氧化物轉化成所需的REM氧化物。如果添加使REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)的值超過50，會促進硫化物的形成並形成粗的硫化物。如果添加使REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)的值小於-30，則由於REM氧化物或REM氧硫化物形成太少而不能達到本發明的目的。
公式(1)中T.O.(ppm)的係數，即280/48混合稀土合金的主要組分是Ce、La、Nd和Pr。Ce的原子量是140並且O的原子量是16。假定形成的REM氧化物是RE2O3，因此使用係數「280/48」來維持REM與O含量的(化學計量)平衡。
限制粒徑為1微米或更大的氧化物基和氧硫化物基內含物百分比(比例)的原因在鋼的精煉過程中，鋼不可避免地具有REM氧化物基和REM氧硫化物基內含物以外的其它內含物。例如，在大量高氧化程度的礦渣從脫碳精煉轉爐流出的情況中。如果氧化程度在二次精煉過程沒有降低，鋼水將被礦渣再次氧化，導致Al2O3基內含物增加。另外，如果在添加REM源後空氣隔絕不完全，因為所有的REM都已經使用，所以將沒有殘留的REM會溶解入鋼水中。因此，因為被空氣再次氧化，Al2O3基內含物增加。此外，如果在第二次精煉過程中礦渣鹼度是高的，通過礦渣與鋼水之間的平衡反應，從礦渣引入Ca。這會形成不能被REM轉化的富CaO的內含物。在不能期望同上述情況中一樣通過添加REM獲得內含物細化效應的情況中，完全消除再次氧化是重要的。因此，發現如果除了含REM的內含物以外的內含物的數量(包括硫化物和氮化物)小於內含物總量的20％，即滿足下面的通式(2)，可以細化並穩定地分散高百分含量的內含物，從而進一步改善疲勞壽命。
公式(2)＝含有REM的內含物的數量/內含物的總數量＞0.8下面是測量內含物數量的方法。
使用由X-射線微分析儀和計算機組合而成的分析儀器，按照下面的步驟來進行測量i)鋼樣品測量面積的指定確定一個面積為0.5mm×0.5mm的視場，並且每個樣品取5個視場區域；ii)電子束照射束徑為0.5微米，並且為了進行元素分析，對五個視場的每一個都在「X」方向上照射電子束1000次並在「Y」方向是也照射1000次；iii)內含物的識別用計算機處理來自電子束照射的元素分析信息，識別內含物；iv)含REM的內含物的識別計算機處理來自電子束照射的元素分析信息，並且如果內含物包含REM，識別該內含物為含REM的內含物，並且定量估計其組成；以及v)數量的識別計算上面iii)和iv)中內含物顆粒的等效直徑，檢測內含物的尺寸，並且計算在五個0.5mm×0.5mm的視場中存在的上面iii)和iv)中內含物的數量。
限制內含物中Al2O3的含量至30％的原因如下。發現如果存在超過30％的Al2O3，與使用低於30％Al2O3時的REM氧化物和REM氧硫化物相比，內含物變得更硬。這就對疲勞壽命和聲學特性帶來負面影響。從這一點來說，內含物中Al2O3含量的上限是30％。優選含REM的內含物中Al2O3含量低於30質量％，並且更優選為0至29質量％。
使用混合稀土合金作為REM源REM代表稀土金屬(稀土元素)，是周期表中屬於III副族的17種元素，即Sc(原子序數21)、Y(39)和鑭系元素(57-71)La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的一般性表述。儘管在文獻中常以具有相同行為為由將它們放在一起，實際上它們中的每一種形成氧化物、氧硫化物和硫化物的傾向是不同的。舉例來說，如圖2所示，La和Ce分別具有不同類型的化合物，從而即使在相同的O或S濃度下也是穩定的。
發現添加主要組分為Ce、La、Nd和Pr(4種元素的總量佔98％以上)的混合稀土合金可以比添加單一元素更穩定地細化內含物(參閱圖3)。
高的S含量促進形成REM硫化物。即使沒有形成REM硫化物，當存在的S比REM氧硫化物的化學計量組成中的量更多時，會形成粗的內含物。從這一點來說，如圖4所示，低的S含量是優選的。例如，在0.003％或更低的S含量下，不會形成粗的硫化物，並且獲得良好質量的材料。當Ti的含量超過0.001％時，硬的TiN的形成劇烈增加，這會對疲勞壽命、聲學特性和振動特性具有負面影響。因此，Ti的含量應當為0.001％或更低。
除了本發明鋼產品中使用的組分0.05％或更低(包括0％)的Al含量、0.005％或更低的T.O.含量、0.003％或更低的S含量，或者0.001％或更低的Ti含量以外；據設想對於特定的軸承鋼或小的軸承鋼產品可以添加至少一種下面的增強組分，即0.01-0.4％的Si、0.1-0.5％的Mn及0.01至1.5％的Cr。
本發明中沒有具體限制C的濃度。
在本發明中，碳的濃度沒有具體限制。但是，因為如果C的濃度超過1.2％，REM將與C形成碳化物，降低了轉化Al2O3的效率，並且如果C的濃度低於0.005％，初始存在的Al2O3含量大，降低了轉化Al2O3的效率，所以優選C的濃度從0.005％至1.2％。
本發明鋼的生產方法並不局限於具體的方法。可以在具有轉爐或簡單地具有電爐的鼓風爐中製造基礎鋼水(base moten steel)。可以根據需要向基礎鋼水中添加其它的組分。對於添加方法和設備沒有具體的限制。可以通過自由落體來添加各組分，並且可以使用惰性氣體或者通過其它方法將各組分吹入混合物中。此外，不排除由鋼水形成鋼錠並壓延鋼錠的方法。
在真空精煉(例如RH)後加入REM源。例如，在Ruhrstahl-Hausen(RH)處理的最後階段，向真空室中的鋼水表面上添加儲存在位於真空室上部外面的進料鬥中的混合稀土合金(塊狀)。
實施例(實施例1)對鼓風爐中放出的生鐵進行脫磷和脫硫處理，然後將270噸生鐵輸送入轉爐中用於氧氣吹風，製得具有預定的C、P和S含量的用於軸承鋼的基礎鋼水。向所製得的基礎鋼水中添加Al、Si、Mn和Cr，同時將基礎鋼水注入鋼包中並且進行鋼包爐(LF)和RH真空脫氣處理。在LF處理時，從轉爐中放出的高氧化程度的礦渣被還原成較低含量的氧化鐵和MnO，並且加入CaO來增加CaO/SiO2比，這樣就減少了引起再次氧化的組分。調節Al2O3的含量，獲得具有高的吸收內含物能力的礦渣組成。在RH處理時，進行脫氫並除去內含物。此外，在RH處理步驟後期階段加入儲存在位於RH真空室上部外面的進料鬥中的預定量的REM。使用表2中所示的混合稀土合金作為REM，其平均粒徑為35-45毫米。
表2混合稀土合金的組成(質量％)
通過連續的澆鑄工藝由上面製得的鋼水生產鋼坯。壓延所得鋼坯，形成化學組成如表3所示的軸承鋼鋼筋(直徑65毫米)。
表3實施例1和比較實施例1
a)-壓延疲勞試驗結果基於比較實施例1，其中比較實施例1的值設為1.0。
b)-按照比較實施例1的方法製備的比較實施例。
c)-Cr1.40-1.44％，P0.0010-0.0015％。
就鋼產品(鋼筋)中內含物而言，相當大一部分內含物是含REM的內含物，其尺寸是非常細小。使用極值統計估計在30000mm2面積中最大的內含物尺寸(斷面面積100mm2，n＝16，估計面積30000mm2)，並且結果表明獲得良好的尺寸，如表3所示。另外，壓延疲勞試驗(參閱「Development of High Temperature，Long Life BearingSteel(STJ2)」，Hiromasa Tanaka等，Technical Review，第68期，2000年5月，第51-57頁，該文獻全部內容引入本文作參考)給出良好的結果，如表3所示。對於每個相應的樣品，表3中所示的REM組分的濃度如表4中所述。
表4
(比較實施例1)按照與實施例1中相同的方法生產表3中所示的軸承鋼。但是，在比較實施例1中，採用下面的條件在如實施例1的RH處理步驟中最後階段不添加REM；使用與實施例1相同的技術，添加REM，但是REM的添加量或者高於適當REM量的上限，或者低於其下限；以及在實施RH處理，將含REM的內含物的百分含量增至本發明定義的適當範圍外之後，不完全隔絕空氣。所得軸承鋼的內含物尺寸和壓延疲勞試驗的結果作為比較實施例表示在表3中，所述結果比實施例1的結果差。
(實施例2)按照與實施例1相同的方法生產如表5所示的軸承鋼。
表5
a)-使用比較實施例2的方法製備的比較實施例。
b)-Cr1.40-1.44％，P0.0010-0.0015％。
在所述軸承鋼產品中大量的內含物是含REM的內含物，並且含REM的內含物的尺寸是非常細的。就壓延的鋼筋(直徑65毫米)而言，使用極值統計估計在30000mm2面積中最大的內含物尺寸(斷面面積100mm2，n＝16，估計面積30000mm2)，並且結果表明獲得良好的尺寸，如表5所示。鋼產品被壓延成線材(直徑10毫米)，然後製成微型軸承鋼。然後，檢測聲學和振動特性，並且發現是良好的。表6中給出表5中所用的REM組分的組成。
表6
(比較實施例2)按照與實施例2中相同的方法生產表5中所示的軸承鋼。但是，在比較實施例2中，採用下面的條件在RH處理步驟中最後階段不添加REM；使用與實施例1相同的添加方法添加REM，但是REM的添加量或者高於適當REM量的上限，或者低於其下限；及在實施RH處理，將含REM的內含物的百分含量增至本發明定義的適當範圍外之後，不完全隔絕空氣；以及添加Ti，使Ti的含量超出本發明的濃度範圍。所得軸承鋼的內含物尺寸和壓延疲勞試驗的結果作為比較實施例表示在表5中，所述結果比實施例2的結果差。
由此可見，本發明涉及具有細分散的REM基氧化物和REM氧硫化物內含物的鋼，並且通過消除氧化物基內含物的有害作用可以提供具有良好疲勞壽命特性和良好聲學/振動特性的鋼。
權利要求
1.一種鋼，其至少一個部分包含含量滿足公式(1)的稀土金屬(REM)；及數量滿足公式(2)的含有REM的內含物；其中所述含有REM的內含物中Al2O3的濃度為0～30質量％；公式(1)-30＜REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)＜50；公式(2)含有REM的內含物的數量/內含物的總數量＞0.8，其中公式(2)的內含物具有1微米或更大的等效直徑。
2.根據權利要求1的鋼，其中REM選自Ce、La、Nd和Pr至少之一。
3.根據權利要求2的鋼，其中REM至少包括Ce、La、Nd和Pr。
4.根據權利要求1或2的鋼，其中所述鋼至少滿足下面四個條件之一a)Al的含量＝0～0.05質量％；b)總氧含量(T.O.)＝0.005質量％；c)S的含量＝0.003質量％；及d)Ti的含量＝0.001質量％。
5.根據權利要求4的鋼，其中所述鋼的Al含量為0～0.05質量％。
6.根據權利要求4的鋼，其中所述鋼的總氧含量(T.O.)＝0.05質量％。
7.根據權利要求4的鋼，其中所述鋼的S含量＝0.003質量％。
8.根據權利要求4的鋼，其中所述鋼的Ti含量＝0.001質量％。
9.根據權利要求1或2的鋼，其中所述鋼的壓延疲勞壽命(L10)大於不添加REM製得的基本上相同的鋼的L10的3.2倍。
10.根據權利要求9的鋼，其中所述鋼的壓延疲勞壽命(L10)至少是不添加REM製得的基本上相同的鋼的L10的7.6倍。
11.根據權利要求9的鋼，其中所述鋼的壓延疲勞壽命(L10)是不添加REM製得的基本上相同的鋼的L10的3.2倍至9.2倍，包括9.2倍。
12.根據權利要求1的鋼，其中所述鋼中沒有添加鈣或鎂。
13.根據權利要求4的鋼，其中所述鋼是軸承鋼。
14.根據權利要求13的鋼，其中所述軸承鋼經成形以用於硬磁碟驅動器或視聽設備。
15.一種生產鋼的方法，其包括如下步驟製備鋼水，向所述鋼水中添加稀土金屬(REM)和氧，澆鑄所述鋼水形成所述鋼，其中所述鋼的至少一個部分包含含量滿足公式(1)的REM；及數量滿足公式(2)的含有REM的內含物；其中所述含有REM的內含物中Al2O3的濃度為0～30質量％；公式(1)-30＜REM(ppm)-(T.O.(ppm)×280/48)＜50；公式(2)含有REM的內含物的數量/內含物的總數量＞0.8，其中公式(2)的內含物具有1微米或更大的等效直徑。
16.根據權利要求15的方法，其中在鋼水的RH真空脫氣處理期間添加所述REM。
17.根據權利要求16的方法，其中在加入REM前向鋼水中添加鋁。
18.根據權利要求16的方法，其中在RH處理後基本上完全隔絕空氣。
全文摘要
本發明的目的是通過消除氧化物基內含物的有害作用以提供一種具有良好疲勞壽命特性和聲學特性的鋼。通過下面的鋼達到所述目的。一種鋼，其至少一個部分包含含量滿足公式(1)的REM；及數量滿足公式(2)的含有REM的內含物；其中所述含有REM的內含物中Al
文檔編號C21D7/04GK1759199SQ20048000630
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月11日 優先權日2003年3月13日
發明者平田浩, 磯部浩一 申請人:新日本制鐵株式會社