提供了具有低钴含量的硬化马氏体钢、由这种钢制造零件的方法、以及如此获得的零件。所述钢的特征在于其重量百分比组成如下：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，则Ｔｉ＋Ｚｒ／２＝痕量～１００ｐｐｍ，其中Ｔｉ＋Ｚｒ／２≤１０Ｎ；如果１０ｐｐｍ＜Ｎ≤２０ｐｐｍ，则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；余量是铁和熔炼产生的不可避免的杂质。由这种钢制造零件的方法以及如此获得的零件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低的钴含量的硬化马氏体钢、由这种钢制造零件的方 法以及如此获得的零件本专利技术涉及通过双联体系(duplex system)硬化的马氏体钢，也就是通过借助合 适的钢组成和合适的热时效处理而获得的金属间化合物和碳化物的析出而硬化。这类钢提供了 -非常高的机械强度，但同时具有高的韧性和延性，即对脆性失效的低敏感性；在 温度为约400°C的热状态下继续维持这种非常高的强度；-良好的疲劳性能，这特别意味着不存在有害夹杂物例如氮化物和氧化物；这种 特性必须通过合适的组成和加工液体金属的仔细条件获得。此外，其可渗碳和可渗氮，从而能够硬化其表面以赋予其对磨蚀和润滑摩擦的良 好抵抗性。 这种钢的可能应用涉及需要结构零件或传动零件的所有机械领域，这些结构零件 或传动零件在动态应力下和存在感应加热或环境加热的条件下必须兼备非常高的负载。以 非穷举方式，可提及传动轴、变速箱轴、支承轴等。在某些应用中，对优异热机械强度的要求妨碍了强度从200°C开始劣化的碳钢或 所谓的“低合金化”钢的使用。此外，当对这些钢进行处理以获得大于2000MPa的机械强度 水平时，其韧性通常不再令人满意，而且，通常它们的“真实”屈服强度比其在拉伸测试中测 得的最大强度要小得多因此屈服强度是在这种情况下成为不利的量度(dimensioning) 指标。另外可以使用马氏体时效钢，其屈服强度极限显著更为接近其最大拉伸强度值，在高 达350-400°C具有令人满意的强度，并且对于非常高的机械强度水平还提供良好的韧性。然 而，这些马氏体时效钢相当系统地含有高的镍、钴和钼含量，所有这些元素均非常昂贵且它 们在商品市场上的价格变化显著。它们还含有钛，用于强烈促进二次硬化，但由于形成氮化 物TiN因而钛是马氏体时效钢的疲劳强度降低的重要原因，即使仅含有千分之几，也几乎 不可能避免在钢的熔炼期间形成氮化物TiN。在US-A-5，393，488中，提出了在不添加钛的情况下具有二次硬化的钢组合物，其 旨在改善热强度，特别是改善疲劳性能、延性和韧性。该组合物的缺陷是需要高的Co含量 (8-16% )，这使得所述钢非常昂贵(注意在本文中，不同元素的所有含量都以重量％表 示)°在文献W0-A-2006/114499中提出了硬化的马氏体钢的组合物以及适合于该组合 物的优化系列的热处理操作，相对于US-A-5，393，388代表的现有技术，该组合物具有的优 势在于仅需要更低的钴含量，即5-7%。通过调整其它元素的含量和相应地调整热处理参 数，能够获得提供非常令人满意的机械性能组集的零件(特别是用于航空应用)。这些性能 特别是2200MPa-2350MPa的冷拉伸强度、与最佳高强度钢至少相等的延性和弹性，以及在 热状态(400°C )下约ISOOMPa的拉伸强度，以及最佳的疲劳性能。由于这种钢的硬化是通过同时硬化析出金属间化合物和M2C型碳化物实现的，所 以将其称为“具有双联硬化(duplex hardening)”。然而，这种钢始终包含相对大量的钴。由于该元素无论如何都是昂贵的，并且其价格可能在商品市场上发生大的起伏，因此重要的是寻找进一步显著减少其存在的方法，特 别是在意欲用于比航空应用更普通的机械应用的材料中。对于如W0-A-2006/114499和US-A-5，393，488中所提出的钢，有可能获得良好弹 性，但是对于某些应用弹性据证明是不足的。对于相同的应用，还需要获得非常高的拉伸强度(Rm)。 本专利技术的目的是提出可以特别用于制造机械零件(例如传动轴)或结构部件的 钢，所述钢具有较高的弹性并同时具有大的机械强度。与目前已知用于这些应用的最出色 的钢相比，所述钢还应该具有较低的制造成本，特别是通过显著较为减小的钴含量。为此，本专利技术的目的是一种钢，其特征在于它的组成以重量百分数计如下-C = 0. 18-0. 30%-Co = 1. 5-4%，优选 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,则 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余量是铁和熔炼产生的不可避免的杂质。其优选含有C = O. 20-0. 25 %。其优选含有Cr = 2-4 %。其优选含有Al = 1-1.6%，更好为 1.4-1.6%。其优选含有Mo彡1%。其优选含有 Mo+W/2 = 1-2 %。其优选含有V = O. 2-0. 3 %。其优选含有Ni = 12-14%，且 Ni 彡 7+3. 5A1。其优选含有Nb =痕量 0.05%。其优选含有Si =痕量 0.25%，更好为痕量 0. 10%。其优选含有0 =痕量 lOppm。其优选含有N =痕量 lOppm。其优选含有S =痕量 lOppm，更好为痕量 5ppm。其优选含有P =痕量 lOOppm。它的实测马氏体转变温度Ms优选大于或等于100°C它的实测马氏体转变温度Ms可以大于或等于140°C。本专利技术的目的还在于制造钢零件的方法，其特征在于该方法包括在赋予零件确定 形状的精整之前的下列步骤-制备具有上述组成的钢；_用于使所述钢成型的至少一个操作；-在600_675°C进行软化回火4_20小时，接着在空气中冷却；-在900-1000°C进行固溶热处理至少1小时，接着在油中或空气中足够快速地冷 却，以避免在奥氏体基质中析出晶粒间碳化物；-在475-600°C、优选 490-525°C 时效硬化 5_20 小时。其还优选包括在_50°C或更低、优选_80°C至-100°C或更低但不低于_110°C进行 低温处理，以将所有奥氏体转变成马氏体，所述温度比实测的Ms低150°C或更多，至少一个 所述处理持续至少4小时至50小时，优选4小时至10小时。其还优选包括在150_250°C进行用于软化粗淬火马氏体的处理4_16小时、接着进 行静止空气冷却。所述零件还优选进行渗碳、或渗氮、或碳氮共渗(carbonitridation)。可以在时效循环期间进行渗氮、或渗碳(cementation)、或碳氮共渗。可以在475_600°C进行渗氮。可以在所述固溶热处理之前或与其同时进行的热循环期间进行所述渗氮或渗碳 或碳氮共渗。本专利技术的目的还在于一种机械零件或结构部件用零件，其特征在于该零件依照上 述方法制得。这特别可以是发动机传动轴、或发动机悬挂装置、或起落架部件、或变速箱部件或 支承轴。将会被理解的是，本专利技术首先是基于一种钢组合物，该钢组合物与 W0-A-2006/114499代表的现有技术显著不同之处在于Co含量较低但保留相当数量，即 1. 5-4%。显著存在的其它最常见合金元素的含量仅被稍加调整，但必须仔细控制某些杂质含量。Co是昂贵的元素，与现有本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种钢，其特征在于它的组成如下，以重量百分数计：－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～２．０％－Ｃａ＝痕量～２０ｐｐｍ－稀土元素＝痕量～１００ｐｐｍ－如果Ｎ≤１０ｐｐｍ，则Ｔｉ＋Ｚｒ／２＝痕量～１００ｐｐｍ其中Ｔｉ＋Ｚｒ／２≤１０Ｎ－如果１０ｐｐｍ＜Ｎ≤２０ｐｐｍ，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余量是铁和由熔炼产生的不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·罗克，
申请(专利权)人：奥贝尔杜瓦尔公司，
类型：发明
国别省市：FR
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