提供一种金属带用马氏体时效钢，其为能够降低构成高循环区域中的疲劳破坏的起点TiN的组成，并且容易进行氮化处理而提高表面硬度，并且使表面氮化层的压缩残余应力增加而使弯曲疲劳强度提高，此外还使用于确保高的强度、延展性的旧奥氏体晶粒微细化。一种马氏体时效钢，其特征在于，以质量％计，C：0.01％以下；Si：0.1％以下；Mn：0.1％以下；P：0.01％以下；S：0.005％以下；Ni：17.0～22.0％；Cr：0.1～4.0％；Mo：3.0～7.0％；Co：大于7.0％但在20.0％以下；Ti：0.1％以下；Al：2.5％以下；N：0.03％以下；O：0.005％以下；B：0.01％以下(不含0％)；Co/3+Mo+4Al：8.0～15.0％，余量是Fe和不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有优异的皮疲劳强度的马氏体时效钢，和汽车用无极变速机所使用的金属带用马氏体时效钢。
技术介绍
马氏体时效钢一般具有2000MPa左右的非常高的抗拉强度，因此被用于要求有高强度的部件，例如火箭发动机用部件、离心分离机部件、飞机部件、汽车发动机的无极变速机用部件、金属模具等各种用途。在其代表性的组成中，可列举18% Ni-8% Co-5% Mo-0. 4% Ti-0. 1% Al-bal. Fe。而且，马氏体时效钢是作为强化元素适量含有Co、Mo、Ti，能够通过进行时效处理， 使Ni3Mo、Ni3Ti、Fe2Mo等金属间化合物析出而得到高强度的钢。另外，特别是在汽车发动机的无极变速机用部件所使用的钢带中，高循环区域下的疲劳强度是特别重要的要求特性， 因此需要使存在于具有高强度的马氏体时效钢的内部的TiN等的非金属夹杂物尽可能地微细化。另外，还会对表面实施氮化处理而形成氮化层，使疲劳强度提高而使用。在汽车发动机的无极变速机用金属带中，提出有一种以解决以非金属夹杂物为起点的疲劳强度降低为目的改良合金。(例如，参照专利文献1、2、3)。专利文献I :特表2004-514056号公报专利文献2 :特开2001-240943号公报专利文献3 :特开2002-167652号公报上述的特表2004-514056号公报所公开的合金，将形成非金属夹杂物的Ti降低至O.I %以下。因此，在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利，但是，因为是仅仅抑制形成非金属夹杂物的元素的添加的合金，所以存在难以进行氮化处理的问题。另外，特开2001-240943号公报所公开的合金也使Ti降低，因此在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利。但是，因为将作为强化元素之一的Co抑制得很低，所以难以确保高的抗拉强度。另外，为了确保抗拉强度而添加Si、Mn，但因此会存在韧性降低的可能性。另外，特开2002-167652号公报所公开的合金也使Ti降低，因此在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利。但是，因为积极添加C而实现高强度化，所以Cr、Mo等的碳化物析出，其成为疲劳破坏的起点，疲劳强度降低，另外由于积极添加的C，导致有无极变速机部件所需要的焊接性降低的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种马氏体时效钢和使用该马氏体时效钢构成的金属带用马氏体时效钢，其为能够降低构成高循环区域中的疲劳破坏的起点TiN的组成，并且容易进行氮化处理而提高表面硬度，并且使表面氮化层的压缩残余应力增加而使弯曲疲劳强度提高，此外还使用于确保高的强度、延展性的旧奥氏体晶粒微细化。本专利技术者发现，为了降低对疲劳强度提高有害的夹杂物TiN，通过将Ti、N都抑制得很低，使Co、Mo增加，另外根据需要，除了 Co、Mo以外还使Al增加，再将Co/3+Mo+4Al的值限定在适当范围，由此能够弥补因Ti降低造成的强度降低。另外发现，为了提高抗拉强度、延展性、疲劳强度，有效的是晶粒微细化，而这能够通过B的微量添加来解决。另外，本专利技术者还发现，为了解决因Ti降低带来的氮化处理的困难，能够通过Cr 的适量添加或适量添加Cr和Al，由此使氮化带来的表面压缩残余应力的绝对值增加，另外将C抑制在杂质水平以确保焊接性，从而完成本专利技术。S卩，本专利技术是一种马氏体时效钢，以质量％计，C :0. 01%以下；Si 0. 1%以下；Mn O.I % 以下；P :0. 01 % 以下；S 0. 005 % 以下；Ni :17. O 22. O % ；Cr :0. I 4· O % ；Μο 3· O 7· 0%；Co :大于 7. 0%但在 20. 0% 以下；Ti :0. 1% 以下；A1 :2. 5% 以下；N :0. 03% 以下；0 :0. 005% 以下；B 0. 01% 以下但不含 0% ；Co/3+Mo+4Al :8. O 15. 0%，余量是 Fe 和不可避免的杂质。在本专利技术中，为了达成上述的目的，优选的组成有如下两个。该第一优选组成是在上述基本组成的范围内积极添加Al。S卩，本专利技术的马氏体时效钢，其第一优选组成如下在上述组成之中，以质量％计使Cr和Al为，Cr :0. I 3. 0%;A1 :大于O. 15%但在2. 5%以下。这种马氏体时效钢，其积极添加Al的组成的优选范围是，以质量％计，C :0. 008%以下；Ni :大于18. 0%但在22. 0% 以下；Mo :大于 5. 0% 但在 7. 0% 以下；Ti 0. 05% 以下；Co/3+Mo+4Al :10. O 15. OV0o更优选为，以质量％，Co :大于12. 0%但在20. O %以下的马氏体时效钢。另外在本专利技术中，除了前述的积极添加Al的组成以外，作为第二优选组成，是调整到如下组成范围一边在上述的基本组成范围内限制Al，一边略多地含有Co。S卩，本专利技术的马氏体时效钢，其第二优选组成如下在上述组成之中，以质量％计， 使 Co、Ti、Al 为，Co :大于 10.0%但在 20.0% 以下；Ti :0. 05% 以下；A1 :低于 O. 1%；A1+Ti 低于O. 1%。在本专利技术中，除了上述的基本组成、第一优选组成和第二优选组成以外，以质量％ 计，还能够含有Ca :0. 01%以下、Mg :0. 005%以下的I种以上。另外，本专利技术是结晶粒度以ASTM No.计10以上的细粒的马氏体时效钢。此外，本专利技术是使用上述马氏体时效钢构成的金属带用马氏体时效钢。本专利技术的马氏体时效钢，能够降低构成疲劳破坏起点的TiN，能够得到高强度和氮化处理后的表面的高硬度和大的压缩残余应力，因此若被用于汽车用无极变速机所使用的动力传动用金属带这样要求高疲劳强度的部件，则能够具有长的疲劳寿命等，在工业上能够期望显著的效果。附图说明图I是本专利技术的积极添加了 Al的马氏体时效钢表面的电子显微镜照片。图2是本专利技术的限制了 Al的添加的马氏体时效钢表面的电子显微镜照片。具体实施例方式本专利技术基于上述全新的发现而做，以下对于本专利技术的各元素的作用进行阐述。在本专利技术的马氏体时效钢中，在以下的范围规定各化学组成的理由如下。还有，除非特别记述，否则均为质量％。C会与Mo形成碳化物并析出，使金属间化合物减少并而强度降低，因此需要抑制得低。另外，若积极添加C，则例如无极变速机部件所要求的焊接性降低的危险性变高。从这样的理由出发，C为O. 01%以下。优选为O. 008%以下。Si使时效处理时析出的金属间化合物微细化,与Ni —起形成金属间化合物,是能够弥补因Ti降低带来的强度降低部分的元素。但是，由于其有可能使韧性降低，因此为了确保韧性、延展性，在本专利技术中需要抑制得低。若添加超过O. 1%，则韧性、延展性降低，因此 Si为O. 1%以下。用于更确实地进行韧性、延展性的确保的优选范围在O. 05%以下。Mn在时效处理时与Ni形成金属间化合物，是有助于时效硬化的元素，因此是能够用于弥补因Ti降低造成的强度降低的元素。但是，由于可能使韧性降低，所以为了确保韧性、延展性，在本专利技术中需要抑制得低。若添加超过O. I %，则韧性、延展性降低，因此Mn为O.1%以下。用于更确实地进行韧性、延展性的确保的优选范围为O. 05%以下。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：大石胜彦，上原利弘，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：
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