[發(fā)明專利]高碳高強(qiáng)韌鎢鉬復(fù)合二次硬化不銹軸承鋼及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610013209.0
• 申請日: 2016-01-09
• 公開（公告）號: CN105603329A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春旭;厲勇;劉少尊;蘇新生;蔣靜;康麗霞;黃順喆;韓順;梁劍雄;劉振寶;曹文權(quán);楊卯生;田志凌;李建新;龐學(xué)東
• 申請（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C21D6/00;C21D1/18;C21D1/28
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金鋼領(lǐng)域，特別涉及一種高碳高強(qiáng)韌鎢鉬復(fù)合二次硬化不銹軸承鋼 及其制備方法。該合金具有高強(qiáng)度、高韌性、長壽命、抗腐蝕等優(yōu)異性能，工藝性能良 好，可采用常規(guī)雙真空冶金工藝和簡單的時(shí)效熱處理工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比，強(qiáng)度等性 能和工藝性具有明顯優(yōu)勢。

技術(shù)背景

隨航空航天、機(jī)械、交通等行業(yè)的發(fā)展，對高載荷、長壽命和耐環(huán)境腐蝕的轉(zhuǎn)動(dòng) 部件用鋼需求增加，如高強(qiáng)度的軸承、齒輪、滾動(dòng)部件和緊固件等等，需要鋼既具有高 強(qiáng)度又要具有高的韌性和良好的耐腐蝕能力，近年來以美國、日本為代表的發(fā)達(dá)國家在 此領(lǐng)域投入了大量的人力物力進(jìn)行開發(fā)研究，不斷有新的鋼種的出現(xiàn)，以替代傳統(tǒng)材料， 提高韌性和服役環(huán)境下的壽命。

過去常用的9Cr18全硬化軸承齒輪鋼由于網(wǎng)狀碳化物的存在，疲勞壽命一直沒有 達(dá)到使用的預(yù)期效果，而以9310、M50NiL為代表的滲碳軸承鋼雖然改善了韌性提高了 壽命，但由于鋼的整體強(qiáng)度不足以及鋼中Cr含量較低，在高載荷和腐蝕環(huán)境中的表現(xiàn) 不佳。

美國、日本甚至中國近年來基于良好強(qiáng)韌性配合的二次硬化鋼的基礎(chǔ)上，開發(fā)了 具有高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕的新型傳動(dòng)部件特殊鋼，此類鋼共同的特點(diǎn)是采用二次硬 化強(qiáng)化，依靠時(shí)效過程中析出的以Mo、W的M2C型碳化物和以V為主的MC型碳化物強(qiáng) 化為主提高強(qiáng)度，鋼中Cr含量提高到12％以上提高耐腐蝕性能，依靠嚴(yán)格的成分配比和 熱處理制度設(shè)計(jì)獲得良好的強(qiáng)韌性配合:

美國1995年公開了高強(qiáng)韌性不銹齒輪軸承鋼CSS-42L專利，專利號US5424028, 采用Mo強(qiáng)化，Cr含量達(dá)到14％，該鋼經(jīng)過真空冶煉和鍛造成型后，經(jīng)過1050固溶、-73 深冷和496時(shí)效后，可以獲得Rm≥1800MPa、A≥16％的良好的強(qiáng)韌性；

日本1994年公開了一種高強(qiáng)度高韌性不銹鋼，專利號為JP06264189,其Ni含量較 低，該鋼經(jīng)過真空冶煉和鍛造后，經(jīng)經(jīng)過1050固溶、-73深冷和475時(shí)效后，可以獲得 Rm≥1700MPa、A≥16％、K_IC≥110MPam^1/2的良好的強(qiáng)韌性。

鋼鐵研究總院厲勇等人2010年公開了一種含W高強(qiáng)高韌二次硬化不銹鋼，專利號 CN102031459A，經(jīng)過1050固溶、-73深冷和490-530時(shí)效后，可以獲得Rm≥1800MPa、 A≥16％、K_IC≥90MPam^1/2的良好的強(qiáng)韌性。

鋼鐵研究總院楊卯生等人于2011年公開了一種高強(qiáng)高韌耐蝕高溫齒輪軸承鋼及其 制造方法，專利號CN102226254A，經(jīng)過1000-1150固溶、-80～-100深冷和500-530時(shí) 效后，可以獲得Rm≥1800MPa，Rp0.2≥1400MPa，芯部硬度≥50HRc，滲碳表面硬度≥65HRc， K_IC≥110MPam^1/2的良好的強(qiáng)韌性。

寶鋼姚長貴等人2008年公開了一種強(qiáng)韌性超高強(qiáng)度不銹鋼及其制造方法，專利號 CN101205595A，采用W、Mo強(qiáng)化，其C含量、Ni含量較低，可以獲得Rm≥1800MPa、Rp0.2 ≥1400MPa，K_IC≥110MPam^1/2的良好的強(qiáng)韌性。

以上專利合金的成分對比見表1，由此看出，在先進(jìn)高強(qiáng)度耐腐蝕齒輪軸承等傳動(dòng) 部件用鋼的開發(fā)中，國內(nèi)外均采用了二次硬化合金化思想，以其達(dá)到較好的強(qiáng)韌性配合。 表2是相關(guān)專利的性能對比，普遍目前公布的二次硬化型耐腐蝕軸承鋼的抗拉強(qiáng)度在 1800MPa、屈服強(qiáng)度達(dá)到1400MPa。

表1CSS-42L鋼等國內(nèi)外專利的化學(xué)成分

美國和日本等公開的專利雖然強(qiáng)韌性配合較好，但抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度偏低，限 制了其更大范圍的推廣應(yīng)用，隨高速重載傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，目前材料的整體強(qiáng)度不能滿 足高載荷條件的應(yīng)用需求，因此希望研制一種具有2000MPa以上強(qiáng)度具有良好組織和韌 性的鋼，具有高強(qiáng)度、高韌性和良好耐腐蝕能力。

表2對比例鋼的力學(xué)性能

發(fā)明內(nèi)容