本發(fā)明涉及一種具有大幅改善的強(qiáng)度和耐磨性的鋼組合物。此外，該鋼組合物可適于用在車輛懸掛系統(tǒng)中，在拉伸強(qiáng)度和疲勞壽命方面具有大幅的改善。

背景技術(shù)：

彈簧鋼已被廣泛用于彈簧制造，主要是在車輛和工業(yè)懸掛應(yīng)用中。對于在汽車懸掛系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要彈簧鋼表現(xiàn)出高的疲勞強(qiáng)度。

近來，對于以減少廢氣排放并改善燃料效率為目的的車輛而言，已經(jīng)需要重量減輕和大功率。因此，可用于發(fā)動機(jī)或汽車懸掛系統(tǒng)的盤簧的設(shè)計已被投入到改善應(yīng)力抗性(stressresistance)中。

具體而言，用于車輛懸掛系統(tǒng)中的盤簧需要具有優(yōu)異的強(qiáng)度，因為這些部件持續(xù)地承受負(fù)荷。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)充分地考慮耐腐蝕性，因為它們暴露于外部環(huán)境。

這種用于汽車懸掛系統(tǒng)的盤簧通常由彈簧鋼制造，所述彈簧鋼主要包括碳(c)、硅(si)、錳(mn)和鉻(cr)并具有大約1900mpa的拉伸強(qiáng)度。而且，對夾雜物控制技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了研究，其中對合金元素的種類和含量進(jìn)行了控制以改善疲勞壽命。

前述內(nèi)容僅旨在幫助理解本發(fā)明的背景，不意味著本發(fā)明落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍內(nèi)。

具體實施方式

在優(yōu)選的方面，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度彈簧，其特征在于通過優(yōu)化鉬(mo)、鎳(ni)、釩(v)、鈮(nb)、鈦(ti)、鈷(co)、鋯(zr)和釔(y)的含量而具有改善的拉伸強(qiáng)度，并通過控制在其中形成的夾雜物而具有在腐蝕環(huán)境下改善的疲勞強(qiáng)度。

在本發(fā)明的一個方面，提供了一種彈簧鋼或其鋼組合物，其可以適用于車輛部件中，例如車輛懸掛系統(tǒng)中的盤簧鋼。除非下文另外指明，該鋼或鋼組合物可以被用作能用于車輛的具有大幅改善的強(qiáng)度的彈簧鋼。

鋼組合物可以包括：含量為大約0.4-0.9wt％的碳(c)；含量為大約1.3-2.3wt％的硅(si)；含量為大約0.5-1.2wt％的錳(mn)；含量為大約0.6-1.2wt％的鉻(cr)；含量為大約0.1-0.5wt％的鉬(mo)；含量為大約0.05-0.8wt％的鎳(ni)；含量為大約0.05-0.5wt％的釩(v)；含量為大約0.05-0.5wt％的鈮(nb)；含量為大約0.05-0.3wt％的鈦(ti)；含量為大約0.01-3wt％的鈷(co)；含量為大約0.001-0.2wt％的鋯(zr)；含量為大約0.01-1.5wt％的釔(y)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的銅(cu)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的鋁(al)；含量為大約0.03wt％或更少但大于0wt％的氮(n)；含量為大約0.003wt％或更少但大于0wt％的氧(o)；構(gòu)成所述鋼組合物的余量的鐵(fe)。除非本文另有指示，所有wt％均基于鋼組合物的總重量。

進(jìn)一步提供了一種鋼或其組合物，其可以由本文所述的組分組成或者基本上由本文所述的組分組成。例如，該鋼組合物可以由以下組分組成或者基本上由以下組分組成：含量為大約0.4-0.9wt％的碳(c)；含量為大約1.3-2.3wt％的硅(si)；含量為大約0.5-1.2wt％的錳(mn)；含量為大約0.6-1.2wt％的鉻(cr)；含量為大約0.1-0.5wt％的鉬(mo)；含量為大約0.05-0.8wt％的鎳(ni)；含量為大約0.05-0.5wt％的釩(v)；含量為大約0.05-0.5wt％的鈮(nb)；含量為大約0.05-0.3wt％的鈦(ti)；含量為大約0.01-3wt％的鈷(co)；含量為大約0.001-0.2wt％的鋯(zr)；含量為大約0.01-1.5wt％的釔(y)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的銅(cu)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的鋁(al)；含量為大約0.03wt％或更少但大于0wt％的氮(n)；含量為大約0.003wt％或更少但大于0wt％的氧(o)；構(gòu)成鋼組合物余量的鐵(fe)。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂写蠹s2100mpa或更高的拉伸強(qiáng)度。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂写蠹s700hv的硬度。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂写蠹s15μm或更小的蝕坑深度。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂型ㄟ^彎曲疲勞試驗測量為大約280,000個循環(huán)或更長的疲勞壽命。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂型ㄟ^單一腐蝕疲勞壽命試驗測量為大約28,000個循環(huán)或更長的疲勞壽命。

在一些實施方式中，鋼適當(dāng)?shù)乜删哂型ㄟ^復(fù)合腐蝕疲勞試驗測量為大約400,000個循環(huán)或更長的疲勞壽命。

在另一方面，本發(fā)明可以提供一種車輛部件。示例性的車輛部件可以包括用在車輛中的懸掛系統(tǒng)中的彈簧鋼。

發(fā)明的其他方面在下文公開。

附圖說明

本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點將從以下與附圖相結(jié)合的詳細(xì)說明中被更清楚地理解，其中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的示例性鋼基于溫度變化的相變圖；和

圖2是示出對于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的示例性鋼而言基于溫度變化變?yōu)闈B碳體的相變圖。

具體實施方式

本文使用的術(shù)語僅僅是為了說明具體實施方式，而不是意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種、該(a、an、the)”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中另外清楚指明。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在說明書中使用的術(shù)語“包括(comprises和/或comprising)”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項的任何和所有組合。

除非具體說明或從上下文明顯得到，否則本文所用的術(shù)語“約”理解為在本領(lǐng)域的正常容許范圍內(nèi)，例如在均值的2個標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)。“約”可以理解為在所述數(shù)值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內(nèi)。除非另外從上下文清楚得到，本文提供的所有數(shù)值都由術(shù)語“約”修飾。

應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語包括通常的機(jī)動車，例如，包括多功能運動車(suv)、公共汽車、卡車、各種商務(wù)車的客車，包括各種船只和船舶的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。

出于說明性的目的，參考不同的示例性實施方式對本發(fā)明的原理進(jìn)行了描述。盡管本文具體描述了發(fā)明的某些實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于認(rèn)識到，相同的原理同樣適用于、且能夠被用于其他系統(tǒng)和方法中。在詳細(xì)闡釋本發(fā)明公開的實施方式之前，應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)明不受所示的任何具體實施方式的細(xì)節(jié)的應(yīng)用所限制。

在一個示例性實施方式中，提供了一種鋼或者一種鋼組合物，其可適于用作車輛發(fā)動機(jī)中的盤簧鋼。具體而言，由于其組分和含量可以得到優(yōu)化，鋼組合物可以具有改進(jìn)的性質(zhì)，例如拉伸強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式的彈簧鋼可以包括：含量為大約0.4-0.9wt％的碳(c)；含量為大約1.3-2.3wt％的硅(si)；含量為大約0.5-1.2wt％的錳(mn)；含量為大約0.6-1.2wt％的鉻(cr)；含量為大約0.1-0.5wt％的鉬(mo)；含量為大約0.05-0.8wt％的鎳(ni)；含量為大約0.05-0.5wt％的釩(v)；含量為大約0.05-0.5wt％的鈮(nb)；含量為大約0.05-0.3wt％的鈦(ti)；含量為大約0.01-3wt％的鈷(co)；含量為大約0.001-0.2wt％的鋯(zr)；含量為大約0.01-1.5wt％的釔(y)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的銅(cu)；含量為大約0.3wt％或更少但大于0wt％的鋁(al)；含量為大約0.03wt％或更少但大于0wt％的氮(n)；含量為大約0.003wt％或更少但大于0wt％的氧(o)；構(gòu)成鋼組合物余量的鐵(fe)，所有wt％均基于鋼組合物的總重量而言。

以下，將描述根據(jù)本發(fā)明的組合物中組分的數(shù)值限制的原因。除非另有描述，以下說明書中給出的單位wt％是基于鋼或鋼組合物的總重量。

可以以大約0.4-0.9wt％的量包括如本文使用的碳(c)。鋼的強(qiáng)度可以隨著碳含量的增加而增加。當(dāng)碳含量小于大約0.4wt％時，鋼組合物在強(qiáng)度上可僅有微小的增加，因為在熱處理時淬火性能不足。另一方面，當(dāng)碳含量高于大約0.9wt％時，當(dāng)淬火時可引發(fā)馬氏體相的形成，從而導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度和韌性的降低。優(yōu)選地，在以上范圍內(nèi)，鋼組合物可以被賦予大幅改善的強(qiáng)度和延展性。

可以以大約1.3-2.3wt％的量包括如本文使用的硅(si)。當(dāng)在鐵素體中與鐵形成固溶體時，硅可以增加強(qiáng)度和抗回火軟化性。當(dāng)硅含量小于大約1.3wt％時，鋼組合物可具有降低的抗回火軟化性。另一方面，當(dāng)硅含量大于大約2.3wt％時，在熱處理時可發(fā)生脫碳現(xiàn)象。

可以以大約0.5-1.2wt％的量包括如本文使用的錳(mn)。當(dāng)在基體中形成固溶體時，錳可以改進(jìn)彎曲疲勞強(qiáng)度和淬火性能。當(dāng)錳含量小于大約0.5wt％時，錳可能無法具有足夠的淬火性能。當(dāng)錳含量大于大約1.2wt％時，韌性可能劣化。

可以以大約0.6-1.2wt％的量包括如本文使用的鉻(cr)。鉻可以在回火時引發(fā)碳化物沉淀的形成，改善韌性，改善淬透性，并通過抑制軟化來改善強(qiáng)度。此外，鉻可以通過微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)化來改善鋼組合物的韌性。當(dāng)鉻含量為大約0.6wt％或更多時，鉻可以改善回火軟化性、脫碳現(xiàn)象、淬火和耐腐蝕性。當(dāng)鉻的含量大于大約1.2wt％時，可形成過大的晶界碳化物，從而使強(qiáng)度劣化且脆性增加。

可以以大約0.1-0.5wt％的量包括如本文使用的鉬(mo)。與cr類似，鉬可以形成微觀結(jié)構(gòu)的碳化物沉淀以改善強(qiáng)度和斷裂韌性。具體而言，大約1-5nm的鈦鉬碳化物(timoc)的均勻形成可以改善耐回火性并保證耐熱性和高強(qiáng)度。當(dāng)其含量小于大約0.1wt％時，鉬可能不形成碳化物，從而無法獲得足夠的強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)鉬含量大于大約0.5wt％時，由于碳化物沉淀和強(qiáng)度改善效應(yīng)已經(jīng)飽和，制造成本可能不太有效。

可以以大約0.05-0.8wt％的量包括如本文使用的鎳(ni)。鎳可以改善鋼的耐腐蝕性，并進(jìn)一步改善耐熱性、低溫脆性、淬透性、尺寸穩(wěn)定性和可定型性。當(dāng)鎳含量小于大約0.05wt％時，鋼組合物在耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性上可劣化。另一方面，當(dāng)鎳含量大于大約0.8wt％時，鋼組合物可能遭受熱脆性。

可以以大約0.05-0.5wt％的量包括如本文使用的釩(v)。釩可以改善微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)化、耐回火性、尺寸穩(wěn)定性和可定型性，并實現(xiàn)耐熱性和高強(qiáng)度。此外，其可以形成微觀結(jié)構(gòu)的沉淀vc以增加斷裂韌性。具體而言，該微觀結(jié)構(gòu)的沉淀物碳化釩(vc)可以限制晶界的遷移。當(dāng)奧氏體化以形成固溶體時釩(v)可以溶解，并在回火時沉淀，從而引起二次硬化。當(dāng)釩含量小于大約0.05wt％時，可能無法阻止斷裂韌性的降低。當(dāng)釩以大于大約0.5wt％的量被使用時，鋼組合物可包含粗沉淀物并且淬火后的強(qiáng)度降低。

可以以大約0.05-0.5wt％的量包括如本文使用的鈮(nb)。鈮可以引發(fā)微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)化，通過氮化反應(yīng)使鋼表面硬化，并且改善尺寸穩(wěn)定性和可成型性。碳化鈮(nbc)的形成可以增加鋼的強(qiáng)度并控制其他碳化物(例如crc、vc、tic、moc)的形成速度。當(dāng)鈮含量小于大約0.05wt％時，鋼組合物的強(qiáng)度可降低且碳化物的分布可不均勻。當(dāng)鈮含量大于大約0.5wt％時，其他碳化物的形成可受到限制。

可以以大約0.05-0.3wt％的量包括如本文使用的鈦(ti)。與nb和al類似，鈦可以防止或限制晶粒的再結(jié)晶和生長。此外，鈦可形成納米碳化物例如碳化鈦(tic)、鈦鉬碳化物(timoc)等，并與氮反應(yīng)以形成可限制晶粒生長的氮化鈦(tin)。進(jìn)而，其可以形成硼化鈦(tib2)，其可干預(yù)b與n之間的結(jié)合，結(jié)果使bn-引發(fā)的淬火性能的降低最小化。當(dāng)鈦含量小于大約0.05wt％時，可以形成其他夾雜物例如al2o3，因此降低疲勞耐久性。當(dāng)鈦含量大于大約0.3wt％時，其他合金元素可受到干擾并且成本可增加。

可以以大約0.01-3wt％的量包括如本文使用的鈷(co)。鈷可以改善加工性能并限制鋼中碳化物的形成。另外，鈷還抑制了在高溫下晶粒的生長，并且提高淬火性能、高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。當(dāng)鈷含量小于大約0.01wt％時，鋼組合物可具有降低的加工性能和熱穩(wěn)定性。當(dāng)鈷含量大于大約3wt％時，其他合金元素可受到干擾并且成本可增加。

可以以大約0.001-0.2wt％的量包括如本文使用的鋯(zr)。鋯可以形成沉淀物并除去n、o和s。此外，zr可以延長鋼組合物的壽命，并且可以降低非金屬夾雜物的尺寸。當(dāng)zr含量小于大約0.001wt％時，非金屬夾雜物的尺寸可增加而不形成碳化物。當(dāng)zr含量大于大約0.2wt％時，可過量地形成zro2，這種情況中由于強(qiáng)度改善效應(yīng)已經(jīng)最大程度地得到實現(xiàn)，成本效率可降低。

可以以大約0.01-1.5wt％的量包括如本文使用的釔(y)。釔可以提高高溫穩(wěn)定性并改善耐熱性和韌性。當(dāng)合金暴露于高溫時，釔可以在合金表面上形成氧化物防止氧化和腐蝕，從而改善耐燃性和耐化學(xué)品性。當(dāng)釔含量小于大約0.01wt％時，高溫穩(wěn)定性可劣化。另一方面，當(dāng)釔含量大于大約1.5wt％時，生產(chǎn)成本可能增加，可焊性可降低，并且在煉鋼期間可發(fā)生不均勻性。

可以以大約0.3wt％或更少但大于0wt％的量包括如本文使用的銅(cu)。銅可提高回火之后的淬火性能和強(qiáng)度，并且，與ni類似，改善鋼組合物的耐腐蝕性。銅含量有利地可被限制在0.3wt％或更小，因為過量的銅增加了生產(chǎn)成本。

可以以大約0.3wt％或更少但大于0wt％的量包括如本文使用的鋁(al)。鋁可與氮形成氮化鋁(aln)以引發(fā)奧氏體的細(xì)化并改善強(qiáng)度和沖擊韌性。具體而言，鋁和nb、ti、mo的共同加入可降低昂貴金屬包括用于微觀結(jié)構(gòu)細(xì)化的釩和用于改善韌性的鎳的量。然而，鋁含量可被限制在大約0.3wt％或更少但大于0wt％，因為過量的鋁使鋼組合物變軟。

可以以大約0.03wt％或更少但大于0wt％的量包括如本文使用的氮(n)。氮可與al和ti分別形成氮化鋁(aln)和氮化鈦(tin)，從而提供微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)化。具體而言，tin可以改善硼的淬火性能。然而，氮的含量有利地可被限制在大約0.03wt％或更少但大于0wt％，因為過量的氮與硼反應(yīng)，結(jié)果降低了淬火性能。

可以以大約0.003wt％或更少但大于0wt％的量包括如本文使用的氧(o)。氧可與si或al結(jié)合以形成非金屬的、基于氧化物的夾雜物，從而引發(fā)疲勞壽命性質(zhì)的降低。因此，少量的氧可提供更好的效果。在本發(fā)明中，氧含量可被限制在0.003wt％。

除了前述組分，彈簧鋼可以包括構(gòu)成該鋼組合物余量的鐵(fe)。

實施例

以下，將參考實施例和比較例給出詳細(xì)描述。

在適于生產(chǎn)可市售的彈簧鋼的條件下制造實施例和比較例的彈簧鋼。將來自熔化的鋼的線材通過等溫處理、拉絲、淬火-回火和焊接淬火的連續(xù)過程制備成鋼絲，其中以下表1所示的各種含量使用所述鋼的組分。簡而言之，將線材在940-960℃的溫度下保持3-5分鐘，冷卻至640-660℃的溫度并在該溫度下保持2-4分鐘，接著冷卻至18-22℃的溫度持續(xù)0.5-1.5分鐘。采用該等溫處理以促進(jìn)隨后的拉絲工藝。通過該等溫處理，在線材中形成珠光體。

等溫處理之后，對線材施以各個拉絲步驟以達(dá)到目標(biāo)絲直徑。在本發(fā)明中，拉伸出直徑為4mm的線材。

將拉伸的線材加熱至940-960℃的溫度并保持3-5分鐘，淬火至45-55℃的溫度，接著回火0.5-1.5分鐘。之后，將線材再次加熱到440-460℃的溫度并保持2-4分鐘，然后施以焊接淬火。通過淬火和回火形成的馬氏體賦予了線材強(qiáng)度，同時通過焊接淬火形成的回火馬氏體賦予了強(qiáng)度和韌性。

在測試?yán)?，對實施例和比較例的彈簧鋼的物理性質(zhì)進(jìn)行了檢驗。

對實施例和比較例的彈簧鋼的拉伸強(qiáng)度、硬度、線材的疲勞壽命、蝕坑深度、單一腐蝕疲勞壽命、復(fù)合腐蝕疲勞壽命和碳含量以及碳活性的改善進(jìn)行了測試，結(jié)果在下表2中給出。

就此而言，根據(jù)ksb0802用20-噸試驗機(jī)在直徑為4mm的試樣上測量拉伸強(qiáng)度，根據(jù)ksb0811用維氏顯微硬度計在300gf下測量硬度。

根據(jù)ksbiso1143通過在直徑為4mm的試樣上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗來測量疲勞壽命。l10壽命，指的是“基本額定壽命”，被定義為當(dāng)在常規(guī)條件下進(jìn)行操作時伴有90％可靠性的壽命，并且通過數(shù)百萬中的旋轉(zhuǎn)數(shù)表示。l10壽命大概為l50平均壽命或者兩次失敗之間的平均時間的七分之一。使用鹽水噴霧試驗(ksd9502，iso3768/7263)測量腐蝕疲勞壽命。

用thermocalc參考熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫來計算碳含量和碳活性的改善。具體而言通過在sem-edx元素分布圖上計數(shù)來測量碳含量。

如從表2的數(shù)據(jù)所理解的，缺乏mo、ni、v、nb、ti、co、zr和y的常規(guī)鋼無法滿足本發(fā)明對于拉伸強(qiáng)度、硬度、線材疲勞壽命、蝕坑深度、單一腐蝕疲勞壽命、復(fù)合腐蝕疲勞壽命以及碳含量及碳活性的改善中的任一要求。

比較例1-16的鋼與根據(jù)本發(fā)明的那些在組分含量上不同，雖然在拉伸強(qiáng)度、硬度、線材疲勞壽命、蝕坑深度、單單一腐蝕疲勞壽命、復(fù)合腐蝕疲勞壽命以及碳含量及碳活性的改善上有一定程度的改善，但是無法滿足本發(fā)明的要求。

尤其是，比較例1的鋼與常規(guī)鋼相比包括較少量的mo，其不能保證足夠的拉伸強(qiáng)度，在線材疲勞壽命和復(fù)合腐蝕疲勞壽命方面劣化，并且在蝕坑深度方面惡化。

在比較例3和11中，ni和co各自的含量小于本發(fā)明的預(yù)定量。與常規(guī)鋼相比，這些鋼在單一腐蝕疲勞壽命方面有相當(dāng)程度的降低。進(jìn)一步地，在比較例3和11的鋼中發(fā)現(xiàn)了更深的蝕坑。

各個比較例13-16不滿足對于zr和y含量的要求。與常規(guī)鋼相比，觀察到這些鋼在線材疲勞壽命方面降低。當(dāng)zr含量高于要求時比如比較例14，或者當(dāng)y含量低于要求時比如實施例15，檢測到更深的蝕坑同時復(fù)合腐蝕疲勞壽命降低。

另一方面，滿足本發(fā)明中的預(yù)定范圍的實施例1-3的所有鋼顯示出2100mpa或更高的拉伸強(qiáng)度和700hv或更高的硬度。此外，在鋼中測量到深度為15μm或更小的蝕坑。發(fā)現(xiàn)其通過彎曲疲勞試驗測量的疲勞壽命超過280,000個循環(huán)，通過單一腐蝕疲勞試驗測量的疲勞壽命超過28,000個循環(huán)，以及通過復(fù)合腐蝕疲勞試驗測量的疲勞壽命超過400,000個循環(huán)。另外，其將碳含量改善了7％或更多，將碳活性改善了3％或更多，與常規(guī)鋼相比。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式的示例性高強(qiáng)度彈簧鋼隨著溫度的相變圖，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式的示例性高強(qiáng)度彈簧鋼隨著溫度變?yōu)闈B碳體的相變圖。

在圖1中示出了合金組成為fe-1.5si-0.7mn-0.8cr-0.3ni-0.3mo-0.3v-0.1nb-0.15ti-0.1co-0.1zr-0.1y-0.55c的鋼組合物隨著溫度的相變。給定本發(fā)明的合金組合物，如圖1所示，鋼可具有各種微夾雜物例如crc和vc，以及在凝固期間形成的富ti或富zr的碳化物，因此期望在強(qiáng)度和疲勞壽命方面有改善。

在圖2中示出在滲碳體中具有fe-1.5si-0.7mn-0.8cr-0.3ni-0.3mo-0.3v-0.1nb-0.15ti-0.1co-0.1zr-0.1y-0.55c的合金組成的示例性鋼隨著溫度的相變。如圖2所示，可理解滲碳體中發(fā)生的八種元素的復(fù)雜行為，因此預(yù)測了微碳化物的均勻分布。

如到此為止所述的，通過優(yōu)化主要合金組分的含量，本發(fā)明的鋼具有大約21,000mpa或更高的拉伸強(qiáng)度、并通過夾雜物細(xì)化在耐腐蝕性和復(fù)合腐蝕疲勞壽命方面有大約50％或更高的改善。

雖然出于說明性的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的多個具體實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到在不偏離所附權(quán)利要求中公開的發(fā)明的范圍和精神的情況下，多種修改、添加和替換都是可能的。