[發(fā)明專利]高硬度并且韌性優(yōu)異的鋼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880019997.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN110462083B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 南埜宜俊;萩原幸司;山本幸治;王生翔平;平塚悠輔;藤松威史;杉本隼之
• 申請（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人大阪大學(xué);株式會社小松制作所
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/46;C21D6/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張濤

本發(fā)明涉及一種高硬度并且韌性優(yōu)異的鋼，其中，以質(zhì)量％計(jì)，含有C：0.40～1.00％、Si：0.10～2.00％、Mn：0.10～1.00％、P：0.030％以下、S：0.030％以下、Cr：1.10～3.20％、Al：0.010～0.10％、V：0.15～0.50％，并且含有Ni：2.50％以下和Mo：1.00％以下中的至少一種，(C+V)量以質(zhì)量％計(jì)為0.60％以上，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，微觀組織為微細(xì)分散有Fe類的ε碳化物的馬氏體組織，其原奧氏體粒徑為20μm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨性和耐久性特別優(yōu)異的、高硬度并且韌性優(yōu)異的鋼，其用于汽車、飛機(jī)、船舶、其他運(yùn)輸機(jī)器、土木工程機(jī)械、建筑機(jī)械、工業(yè)機(jī)器等機(jī)械中的齒輪中；軸等驅(qū)動系統(tǒng)用途部件、減速器部件、挖掘機(jī)構(gòu)用途部件或其周邊機(jī)構(gòu)用途部件、軸承部件等部件中。

本申請基于2017年8月18日提交的日本專利申請第2017-158007號而主張優(yōu)先權(quán)，將該日本申請中記載的全部內(nèi)容引用于此。

背景技術(shù)

用于運(yùn)輸機(jī)械和各種機(jī)器等的部件中的鋼，特別是用于需要優(yōu)異的耐磨性和疲勞特性等部件中的鋼，一般在通過淬火而高硬度化之后使用。然而，由于通過淬火而以馬氏體組織為主體的鋼材的硬度通過C(碳)的含量決定，因此提高C含量能夠使鋼材的硬度上升而進(jìn)行高硬度化。然而，就鋼材的高硬度化而言，作為其反面會使鋼材的韌性降低，因此當(dāng)施加沖擊的情況下，鋼材容易發(fā)生破裂。因此，這種鋼材需要硬度和韌性之間的平衡。

在這方面，作為傳統(tǒng)技術(shù)，已經(jīng)提出了在異物混入環(huán)境和高溫環(huán)境中具有優(yōu)異的滾動疲勞壽命的高溫用滾動軸承部件的發(fā)明(例如，參見日本特開2000-204444號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1))。所提出的該發(fā)明中，不需要如本申請發(fā)明這樣地添加V作為必須元素的反面在于，由于僅將回火處理后的組織中的最大碳化物直徑限定為8μm以下，因此即使包含8μm或接近8μm尺寸的碳化物也具有優(yōu)異的滾動疲勞壽命的特征，但是，沒有關(guān)于是否能夠兼具高韌性的記載，并且專利文獻(xiàn)1中沒有任何實(shí)現(xiàn)高韌性的建議。

另一方面，已經(jīng)提出了用于運(yùn)輸機(jī)器和各種機(jī)器等的部件中的具有高硬度并且韌性優(yōu)異的鋼的發(fā)明(例如，參見日本特開2017-057479號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2))。在提出的該發(fā)明中，加熱至成為奧氏體和滲碳體的兩相區(qū)域的溫度范圍內(nèi)，然后淬火將組織調(diào)整為馬氏體和球狀化滲碳體，控制該碳化物的尺寸、形狀以及分布狀態(tài)，特別是從晶界上消除碳化物，從而大大提高了韌性。但是，在本發(fā)明中，由于兩相區(qū)域內(nèi)的加熱和隨后的淬火是必須的工作，為了確保適當(dāng)?shù)奶蓟锏臓顟B(tài)，需要嚴(yán)格控制保持時(shí)間和溫度，因此存在實(shí)施過程中的工序的負(fù)荷變大的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

[專利文獻(xiàn)1]日本特開2000-204444號公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]日本特開2017-057479號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所解決的技術(shù)問題

本申請的發(fā)明所要解決的問題是提供一種具有高硬度和高韌性的鋼，其中，可對含有中碳以上的C的鋼即稱為中碳鋼或高碳鋼的鋼，采用從滲碳體的固溶溫度以上的奧氏體區(qū)域進(jìn)行的高溫淬火這樣的簡單的熱處理方法。

解決問題的技術(shù)手段

通常從含有中碳以上的C作為化學(xué)成分的鋼中奧氏體區(qū)域進(jìn)行的高溫淬火中，滲碳體在高溫的加熱溫度下完全固溶，并且晶界的固定變得無效，因此奧氏體晶粒粗大化，淬火后的晶粒粒徑即原奧氏體粒徑將變得粗大，因此容易引起作為脆性斷裂的晶界斷裂而降低韌性。