钢、由所述钢制成的产品及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种钢，其特征在于，如果所述钢是热成型的部件或者热轧板的形式，则通过对650mm2的抛光面进行图像分析的方式来观察；并且如果所述钢是冷轧板的形式，则通过对800mm2的抛光面进行图像分析来观察，夹杂物群体不含当量直径大于10μm的非金属夹杂物，且在热轧板的情况下，通过对650mm2的抛光面进行图像分析来观察，对于100mm2不含多于4种的当量直径为5μm～10μm的非金属夹杂物。本发明专利技术还涉及一种由这种钢制成的产品，诸如板或带，及其制造方法。造方法。造方法。

Steel, products made of said steel and manufacturing method thereof

【技术实现步骤摘要】
钢、由所述钢制成的产品及其制造方法
[0001]本申请是2016年04月25日递交的申请号为201680023553.6，专利技术名称为“钢、由所述钢制成的产品及其制造方法”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及被称为“马氏体时效钢”的钢领域，特别用于需要以下性能中的一种或多种的应用：优异的机械性能(非常好的耐疲劳性、高屈服强度和高耐断裂性)、热处理简单、尺寸稳定、焊接方便(焊接性好)以及成型性好。

技术介绍

[0003]这些马氏体时效钢的特征在于马氏体组织，该马氏体组织在某种意义上能够时效处理，以在钢时效过程完成时获得有利于获得高机械性能的经由金属间相沉淀进行的硬化。
[0004]通常已知的马氏体时效钢包括如M 250的类型，具有典型组成(以重量百分比表示，如在以下部分中提供的所有组成的情况)：Ni＝18％、Co＝9％、Ti＝0.45％(被称为X2NiCoMo18
‑9‑
5等级)，其余部分通常为来自铁和冶炼和制造过程产生的杂质。它们用于制造特别是具有适用作为大型部件或实体部件(马达的轴、离心机叶片等)以及高性能精密部件(手表的弹簧、箔片的刀片、特别是用于汽车或一般车辆的CVT(连续变速器)类型的自动传动带的元件或机床和其它旋转机械等)的高机械性能的部件。在部件经受应力疲劳的薄规格应用的情况下，通常的做法是：除了时效之外，通过渗氮、碳氮共渗、喷丸、胶结(渗碳)等进行部件硬化的表面处理过程。
[0005]从文件EP
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1 339 880也可知，马氏体时效钢的组成如下：Ni＝12～24.5％；Mo＝2.5％；Co＝4.17％；Al≤0.15％；Ti≤0.1％；N≤30ppm；Si≤0.1％；Mn≤0.1％；C≤50ppm；S≤10ppm；P≤50ppm；H≤3ppm；O≤10ppm；其余的是Fe和由冶炼和制造过程产生的杂质；其中，Ni+Mo为20％～27％；Co％x Mo％为50～200；Ti％x N％≤2.10
‑4，它们通过可能与通过在导电渣ESR(电渣重熔)中重熔进行的处理过程相结合的包括各种类型的真空重熔处理过程(诸如VIM真空感应熔炼和/或VAR真空氩重熔)的方法生产。这些钢随后通过热和冷过程进行转化，以获得厚度细小(例如1mm或更小)的带。在部件已经历成型后，进行沉淀硬化的处理过程，以赋予该部件以其关键机械性能；随后的表面处理可以赋予所处的理件在疲劳应力、静摩擦、动摩擦等方面的增强表面性能。
[0006]与先前已知的含有约18％的Ni、9％的Co、5％的Mo、0.5％的Ti和少量Al的马氏体时效钢相比，文件EP
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1 339 880中指出的这些钢的区别在于它们与可控的夹杂物清洁度(夹杂物含量)相关的更强抗疲劳性和大于2000MPa(在时效状态下)的更高机械强度。更具体地说，针对冷轧产品的机械性能为Ar>2.5％Rp
0.2
<1140MPa，Rm<1480MPa；在时效状态下，Rp
0.2
>1770MPa，Rm>1800MPa；在渗氮状态下，目标性能最终为Ar>1％；Rm>1930MPa。
[0007]从文件EP
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2 180 073也可知，具有高疲劳强度和高拉伸强度的用于CVT带的马氏体时效钢的组成如下：C≤100ppm；Si≤0.1％；Mn≤0.1％；P≤0.01％；S≤50ppm；Ni＝17
～22％；Cr＝0.1～4.0％；Mo＝3.0～7.0％；Co＝10.0～20.0％；Ti≤0.1％；Al≤O.05％；N≤300ppm；O≤50ppm；0<B≤0.01％；可选存在的是：至多0.01％的Ca，至多0.005％的Mg，至多0.01％的Zr，其余的是Fe和杂质，其中，Co/3+Mo+4Al为8.0％～15.0％。优选地，它们受到的热处理过程和热机械处理过程赋予它们以测量为ASTM 10或更大的非常细的粒度。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种新型的马氏体时效钢，特别是它呈现出比上文描述的更好的机械性能。这种新型钢将具有适用于各种应用的优化性能。期望的有利性质被认为是提高水平的拉伸强度和/或耐疲劳性，以及在表面处理过程中形成渗氮层、碳氮共渗层、胶结层、喷砂层或其它情况的硬化层的能力，其中，其它情况的硬化层能够在表面处引入残余应力，以延迟在由在表面层的压缩下放置引起的循环载荷下的开裂。表面处理的效果也可以通过赋予产品表面的硬度来评估。
[0009]为此，本专利技术的目的涉及一种钢，其特征在于，其组成按重量百分比计如下：
[0010]10.0％≤Ni≤24.5％，优选12.0％≤Ni≤24.5％；
[0011]1.0％≤Mo≤12.0％，优选2.5％≤Mo≤9.0％；
[0012]1.0％≤Co≤25.0％；
[0013]20.0％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，优选22.0％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，更优选22.5％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％；
[0014]Co+Mo≥20.0％，优选Co+Mo≥21.0％，更优选Co+Mo≥22.0％；
[0015]Ni+Co+Mo≥29％，优选Ni+Co+Mo≥41.0％；
[0016]痕量≤Al≤4.0％，优选0.01％≤Al≤1.0％；
[0017]痕量≤Ti≤0.1％；
[0018]痕量≤N≤0.0050％；
[0019]痕量≤Si≤2.0％，优选0.04％≤Si≤2.0％；
[0020]痕量≤Mn≤4.0％；
[0021]痕量≤C≤0.03％；
[0022]痕量≤S≤0.0020％，优选痕量≤S≤0.0010％；
[0023]痕量≤P≤0.005％；
[0024]痕量≤B≤0.01％；
[0025]痕量≤H≤0.0005％；
[0026]痕量≤O≤0.0025％；
[0027]痕量≤Cr≤5.0％；
[0028]痕量≤Cu≤2.0％；
[0029]痕量≤W≤4.0％；
[0030]痕量≤Zr≤4.0％；
[0031]痕量≤Ca≤0.1％；
[0032]痕量≤Mg≤0.1％；
[0033]痕量≤Nb≤4.0％；
[0034]痕量≤V≤4.0％；
[0035]痕量≤Ta≤4.0％；
[0036]其余的是铁和由冶炼和制造过程产生的杂质；
[0037]并且特征在于，如果所述钢是热成型的构件/工件或者热轧板的形式，则通过对测量为650mm2的抛光面进行图像分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢，其特征在于，其组成按重量百分比计如下：10.0％≤Ni≤24.5％，优选12.0％≤Ni≤24.5％；1.0％≤Mo≤12.0％，优选2.5％≤Mo≤9.0％；1.0％≤Co≤25.0％；20.0％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，优选22.0％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，更优选22.5％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％；Co+Mo≥20.0％，优选Co+Mo≥21.0％，更优选Co+Mo≥22.0％；Ni+Co+Mo≥29％，优选Ni+Co+Mo≥41.0％；痕量≤Al≤4.0％，优选0.01％≤Al≤1.0％；痕量≤Ti≤0.1％；痕量≤N≤0.0050％；痕量≤Si≤2.0％，优选0.04％≤Si≤2.0％；痕量≤Mn≤4.0％；痕量≤C≤0.03％；痕量≤S≤0.0020％，优选痕量≤S≤0.0010％；痕量≤P≤0.005％；痕量≤B≤0.01％；痕量≤H≤0.0005％；痕量≤O≤0.0025％；痕量≤Cr≤5.0％；痕量≤Cu≤2.0％；痕量≤W≤4.0％；痕量≤Zr≤4.0％；痕量≤Ca≤0.1％；痕量≤Mg≤0.1％；痕量≤Nb≤4.0％；痕量≤V≤4.0％；痕量≤Ta≤4.0％；其余的是铁和由冶炼和制造过程产生的杂质；并且特征在于，如果所述钢是热成型的构件/工件或者热轧板的形式，则通过对测量为650mm2的抛光面进行图像分析来观察；并且如果所述钢是冷轧板的形式，则通过对测量为800mm2的抛光面进行图像分析来观察，夹杂物群体不含当量直径大于10μm的非金属夹杂物，优选不含当量直径大于8μm的非金属夹杂物，并且，在热轧板的情况下，通过对测量为650mm2的抛光面进行图像分析来观察，对于100mm2不含多于4种的当量直径为5μm～10μm的非金属夹杂物。2.根据权利要求1所述的钢，其特征在于，18.0％≤Ni+Mo≤27.0％。3.根据权利要求1或2所述的钢，其特征在于，Cr仅以由冶炼和制造过程产生的痕量存在。
4.根据权利要求1或2所述的钢，其特征在于，痕量≤Cr＜0.10％。5.一种制造由钢制成的产品的制造方法，其特征在于，制备由钢制成的重熔电极，所述钢的组成与权利要求1～4中任一项相符；通过单次或多次重熔过程进行该电极的重熔，以获得已重熔的电极；在1050℃～1300℃的温度下进行所述已重熔的电极的至少一个热成型过程，以获得热成型板或热成型带；并且，可选地，对所述热成型板或所述热成型带进行热处理过程。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，可能经热处理的所述热成型板或所述热成型带可以具有大于或等于1010MPa的拉伸强度，大于或等于130GPa的杨氏模量，以及大于或等于2％的均匀伸长率。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，可能经热处理的所述热成型板或所述热成型带可以随后进行一个或多个道次的冷轧，以获得厚度小于或等于2mm、优选小于或等于1mm的板或带。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述板或所述带可以在数次冷轧道次之间和/或在最后一次冷轧道次之后经历至少一个热处理过程。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，各道次的冷轧的累积率可以为至少30％，优选为至少40％。10.根据权利要求5～9中任一项所述的方法，其特征在于，经热轧或经冷轧且可能经热处理的所述板或带可以具有大于或等于2270MPa的拉伸强度，大于或等于2250MPa的屈服强度，以及大于或等于2％的均匀伸长率。11.根据权利要求5～10中任一项所述的方法，其特征在于，经热轧或经冷轧且可能经热处理的所述板或带可以被切割，并随后可能进行成型。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，经热轧或经冷轧且可能经热处理、经切割并可能经历成型的所述板或带可以经历时间为30分钟～2小时的420℃～550℃的硬化处理，优选时间为1小时～2小时的450℃～550℃的硬化处理。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，经热轧或经冷轧且可能经热处理、经切割并可能经历成型的所述板或带可以在硬化处理后经历用于提高其对动态载荷的抵抗力的表面处理过程。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述表面处理可以是渗碳，或气体渗氮，或离子渗氮，或碳氮共渗，或喷丸的过程。15.根据权利要求5～14中任一项所述的方法，其特征在于，可能经历热处理的热轧板或热轧带的粒度或者可能经历热处理的冷轧板或冷轧带的粒度可以为8ASTM或更细小，优选10ASTM或更细小。16.一种已经经历热成型过程并可能已经经历热处理的由钢制成的产品，其特征在于，其组成以重量百分比计如下：10.0％≤Ni≤24.5％，优选12.0％≤Ni≤24.5％；1.0％≤Mo≤12.0％，优选2.5％≤Mo≤9.0％；1.0％≤Co≤25.0％；20.0％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，优选22.0％≤Mo+Co+Si+Mn+
Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％，更优选22.5％≤Mo+Co+Si+Mn+Cu+W+V+Nb+Zr+Ta+Cr+C≤29.0％；Co+Mo≥20.0％，优选Co+Mo≥21.0％，更优选Co+Mo≥22.0％；Ni+Co+Mo≥29％，优选Ni+Co+Mo≥41.0％；痕量≤Al≤4.0％，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱丽，
申请(专利权)人：艾普伦，
类型：发明
国别省市：