[發明專利]馬氏體時效鋼和金屬帶用馬氏體時效鋼

無效

• 申請號: 201210076327.8
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN102605281A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 大石勝彥;上原利弘
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

本申請是申請號：200780053748.6，申請日：2007.07.11，發明名稱：“馬氏體時效鋼和金屬帶用馬氏體時效鋼”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及具有優異的皮疲勞強度的馬氏體時效鋼，和汽車用無極變速機所使用的金屬帶用馬氏體時效鋼。

背景技術

馬氏體時效鋼一般具有2000MPa左右的非常高的抗拉強度，因此被用于要求有高強度的部件，例如火箭發動機用部件、離心分離機部件、飛機部件、汽車發動機的無極變速機用部件、金屬模具等各種用途。在其代表性的組成中，可列舉18％Ni-8％Co-5％Mo-0.4％Ti-0.1％Al-bal.Fe。

而且，馬氏體時效鋼是作為強化元素適量含有Co、Mo、Ti，能夠通過進行時效處理，使Ni₃Mo、Ni₃Ti、Fe₂Mo等金屬間化合物析出而得到高強度的鋼。另外，特別是在汽車發動機的無極變速機用部件所使用的鋼帶中，高循環區域下的疲勞強度是特別重要的要求特性，因此需要使存在于具有高強度的馬氏體時效鋼的內部的TiN等的非金屬夾雜物盡可能地微細化。另外，還會對表面實施氮化處理而形成氮化層，使疲勞強度提高而使用。

在汽車發動機的無極變速機用金屬帶中，提出有一種以解決以非金屬夾雜物為起點的疲勞強度降低為目的改良合金。(例如，參照專利文獻1、2、3)。

專利文獻1：特表2004-514056號公報

專利文獻2：特開2001-240943號公報

專利文獻3：特開2002-167652號公報

上述的特表2004-514056號公報所公開的合金，將形成非金屬夾雜物的Ti降低至0.1％以下。因此，在使構成疲勞破壞起點的TiN的微細化的點上有利，但是，因為是僅僅抑制形成非金屬夾雜物的元素的添加的合金，所以存在難以進行氮化處理的問題。

另外，特開2001-240943號公報所公開的合金也使Ti降低，因此在使構成疲勞破壞起點的TiN的微細化的點上有利。但是，因為將作為強化元素之一的Co抑制得很低，所以難以確保高的抗拉強度。另外，為了確保抗拉強度而添加Si、Mn，但因此會存在韌性降低的可能性。

另外，特開2002-167652號公報所公開的合金也使Ti降低，因此在使構成疲勞破壞起點的TiN的微細化的點上有利。但是，因為積極添加C而實現高強度化，所以Cr、Mo等的碳化物析出，其成為疲勞破壞的起點，疲勞強度降低，另外由于積極添加的C，導致有無極變速機部件所需要的焊接性降低的可能性。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種馬氏體時效鋼和使用該馬氏體時效鋼構成的金屬帶用馬氏體時效鋼，其為能夠降低構成高循環區域中的疲勞破壞的起點TiN的組成，并且容易進行氮化處理而提高表面硬度，并且使表面氮化層的壓縮殘余應力增加而使彎曲疲勞強度提高，此外還使用于確保高的強度、延展性的舊奧氏體晶粒微細化。

本發明者發現，為了降低對疲勞強度提高有害的夾雜物TiN，通過將Ti、N都抑制得很低，使Co、Mo增加，另外根據需要，除了Co、Mo以外還使Al增加，再將Co/3+Mo+4Al的值限定在適當范圍，由此能夠彌補因Ti降低造成的強度降低。另外發現，為了提高抗拉強度、延展性、疲勞強度，有效的是晶粒微細化，而這能夠通過B的微量添加來解決。

另外，本發明者還發現，為了解決因Ti降低帶來的氮化處理的困難，能夠通過Cr的適量添加或適量添加Cr和Al，由此使氮化帶來的表面壓縮殘余應力的絕對值增加，另外將C抑制在雜質水平以確保焊接性，從而完成本發明。

即，本發明是一種馬氏體時效鋼，以質量％計，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％以下但不含0％；Co/3+Mo+4Al：8.0～15.0％，余量是Fe和不可避免的雜質。

在本發明中，為了達成上述的目的，優選的組成有如下兩個。該第一優選組成是在上述基本組成的范圍內積極添加Al。