[發明專利]一種高氮不銹軸承鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202010694806.0
• 申請日: 2020-07-18
• 公開（公告）號: CN111893381A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊卯生;李建新;羅志強;孫勇;楊樹新;鄭善舉;趙開禮;張志慧;吝歡
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C21D8/00;C21D1/18
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種高氮高溫不銹軸承鋼，其特征在于，成分重量百分配比為：C：0.25～0.45％，Mn：≤0.5％，Si：≤0.5％，Cr：14.0～17.0％，Ni：0.20～0.80％，Mo：1.00～3.00％、V：0.40～0.90％，Nb：0.00～0.03％，N：0.15～0.35％，Al≤0.03％，Ti≤0.0030％，余量為Fe及不可避免的雜質；

同時滿足合金元素配比關系：0.75％≧C+N≧0.55％；Cr/50N：1～2；

控制S+P≤0.020％、Ti≤0.0030％。

2.一種如權利要求1所述的高氮高溫不銹軸承鋼的制備方法，其特征在于，工藝步驟及控制的技術參數如下：

(1)成分配比與控制：選用低硫磷和低鈦含量的金屬料和合金料作為原材料進行鋼的化學成分設計與精確控制，硫磷控制：S+P≤0.020％；Ti≤0.0030％；

(2)冶煉加氮工藝：采用非真空感應和電渣重熔冶煉工藝，并在非真空感應冶煉工藝過程中通過氮合金將0.16～0.42的氮加入到鋼液中；

(3)鋼錠熱加工成材：包括高溫擴散工藝和鍛造及軋制工藝：其中高溫擴散要求加熱溫度不低于1200℃，同時不高于1260℃，保溫時間不小于10小時，不要超過25小時；鍛造和軋制工藝要求鋼錠加熱溫度在1000℃～1150℃，鍛后進行600℃～700℃退火，其中要求終鍛溫度不大于900℃，也不小于840℃；晶粒度細于6級；

(4)高氮鋼熱處理：采用1000℃～1150℃油淬，隨后進行低于-70℃深冷處理工藝，并經過150℃～200℃或350℃～500℃回火處理；

(5)高氮鋼經過熱處理后，鋼中最大碳化物不大于30μm，晶粒度細于6級，殘奧含量不大于8％；碳化物面積百分比：2～5％。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，鋼錠在鍛造過程中變形比在4～10。

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，高氮鋼在熱處理過程中其回火和深冷次數不少于2次，使得其力學性能達到如下指標：抗拉強度不小于2100MPa，屈服強度不小于1800MPa，室溫硬度不小于58HRC，500℃高溫硬度不小于56HRC，沖擊功A_ku不小于10J，循環次數10⁷條件下彎曲疲勞強度σ_-1≥1100MPa；接觸應力4500MPa條件下接觸疲勞壽命L₁₀不小于5ⅹ10⁷次；斷裂韌性不小于20MPa m^1/2。