[發(fā)明專利]馬氏體時效鋼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280047002.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN103827334A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大石勝彥;上原利弘;岸上一郎
• 申請（專利權(quán)）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/52;C22C38/54;C23C8/26
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種例如適用于CVT（Continuously?Variable?Transmission：連續(xù)可變傳動）用的金屬環(huán)形帶的、進(jìn)行了氮化處理的馬氏體時效鋼。

背景技術(shù)

馬氏體時效鋼具有2000MPa左右的非常高的拉伸強(qiáng)度，因此，例如可將馬氏體時效鋼加工成0.5mm以下的鋼帶，而使用于CVT的要求高強(qiáng)度的金屬環(huán)形帶等。

在馬氏體時效鋼的代表性的組成中，按質(zhì)量百分比計，具有18%的Ni、8%的Co、5%的Mo、0.45%的Ti、0.1%的Al，其余部分為Fe。

但是，上述馬氏體時效鋼雖然能夠獲得非常高的拉伸強(qiáng)度，可是其疲勞強(qiáng)度未必很高。使馬氏體時效鋼的疲勞強(qiáng)度降低的最大原因可列舉出TiN夾雜物。該TiN夾雜物的尺寸容易變大，而且形狀也呈立方體狀，因此，容易發(fā)生以夾雜物為起點(diǎn)的疲勞斷裂。

因此，提出了一種不添加Ti的馬氏體時效鋼。對于金屬環(huán)形帶用的進(jìn)行氮化處理的馬氏體時效鋼來講，Ti是一種不僅能提高合金的基體（matrix）的強(qiáng)度、還能提高氮化層的強(qiáng)度的重要元素。若不添加該Ti，則基體和氮化層這兩者的強(qiáng)度都會降低。因此，對未添加Ti的馬氏體時效鋼來講，需要使用能夠代替Ti的元素來強(qiáng)化基體和氮化層。

作為強(qiáng)化基體和氮化層的第一種方法，有這樣的方法：增加有助于強(qiáng)化基體的Co、Mo的含有量，并且，使用Cr來強(qiáng)化氮化層。該第一種方法在例如本申請的申請人申請的日本特開2009－013464號公報（專利文獻(xiàn)1）、日本特開2008－088540號公報（專利文獻(xiàn)2）、日本特開2007－186780號公報（專利文獻(xiàn)3）、國際公開WO2009/008071公報（專利文獻(xiàn)4）等中公開。

作為第二種方法，有這樣的方法：共同減少Ti和Co的含有量，而積極添加Al、Si、Mn中的任一種以上的元素。該第二種方法在例如本申請的申請人申請的日本特開2001－240943號公報（專利文獻(xiàn)5）、日本特開2001－240944號公報（專利文獻(xiàn)6）等中公開，其中，提出了一種具有高疲勞強(qiáng)度的馬氏體時效鋼：該馬氏體時效鋼按質(zhì)量百分比計含有C：0.008%以下、Si：2.0%以下（含O）、Mn：3.0%以下（含O）、P：0.010%以下、S：0.005%以下、Ni：12%～22%、Mo：3.0%～7.0%、Co：小于7.0%、Ti：0.1%以下、Al：2.0%以下、3Si＋1.8Mn＋Co/3＋Mo＋2.6Ti＋4Al：8.0%～13.0%、N：小于0.005%、O：0.003%以下，剩余部分實質(zhì)上由Fe組成，作為選擇元素，含有Cr：4.0%以下、B：0.01%以下、Nb：1.0%以下、Ta：2.0%以下、W：2.0%以下。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009－013464號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008－088540號公報

專利文獻(xiàn)3：日本特開2007－186780號公報

專利文獻(xiàn)4：國際公開WO2009/008071公報

專利文獻(xiàn)5：日本特開2001－240943號公報

專利文獻(xiàn)6：日本特開2001－240944號公報

上述專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)4的馬氏體時效鋼以Co的含有量超過7.0%的范圍含有價格高昂的Co。Co是稀有金屬，也擔(dān)心未來Co原料的價格會高漲。

另一方面，在專利文獻(xiàn)5及專利文獻(xiàn)6所記載的馬氏體時效鋼中，為了減少對提高疲勞強(qiáng)度有害的夾雜物TiN而共同抑制Ti、N的含有量，而且，為了降低價格而將Co的含有量降到小于7.0%，此外，還進(jìn)行添加元素的適量添加，從而能夠以較低的價格同時獲得高強(qiáng)度和高疲勞強(qiáng)度。

但是，在CVT的金屬環(huán)形帶等用途中，要求的是：最大限度地發(fā)揮特別是在進(jìn)行氮化處理之后的氮化物生成所帶來的析出強(qiáng)化的效果，穩(wěn)定地實現(xiàn)優(yōu)異的強(qiáng)度。針對這樣較高的要求，上述第二種方法的以往的馬氏體時效鋼的強(qiáng)度未必充分，并要求實現(xiàn)更優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度和穩(wěn)定的高強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種進(jìn)行了氮化處理后的馬氏體時效鋼具有優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度、并且能夠穩(wěn)定地獲得較高的強(qiáng)度的馬氏體時效鋼。

本發(fā)明人以專利文獻(xiàn)5及專利文獻(xiàn)6所記載的馬氏體時效鋼為基礎(chǔ)，為了能夠最大限度地發(fā)揮在進(jìn)行氮化處理之后的氮化物生成所帶來的析出強(qiáng)化的效果，且能夠穩(wěn)定地獲得優(yōu)異的強(qiáng)度，對最佳組成進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)：為了確保良好的韌性、延性，減少以往為了提高強(qiáng)度而添加了的Si和Mn的含有量的做法更為有利。