專利名稱：表面滲碳鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶界氧化最小的表面滲碳鋼，它適用于制造對抗疲勞性和耐磨性有較高要求的機(jī)械零件。
例如在齒輪傳動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)部件受到很大的應(yīng)力。為了獲得較高強(qiáng)度的材料，鋼進(jìn)行了合金化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，合金元素中的Si、Mn和Cr對晶界氧化有害，因?yàn)檫@些元素增加氧化的深度。為提高合金化效果，可直接增加某些物質(zhì)的含量如Ni和Mo，但是它們價(jià)格昂貴。
本發(fā)明的目的之一是，通過降低內(nèi)部晶界氧化，以達(dá)到使表面滲碳鋼的內(nèi)部氧化特性與傳統(tǒng)鋼相比得到改善的目的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少對如Ni、Mo之類的貴合金元素的需求，仍能獲得與傳統(tǒng)鋼相比的很低的氧化深度值。
用本發(fā)明的鋼達(dá)到了此目的，其成分如下，(％重量)C 0．12-0．25Si≤0．30Mn0．30-0．80Cr0．30-0．80Ni0．20-0．80Mo0．10-0．50Ti0．020-0．080Al0．005-0．10B 0．001-0．006余量為Fe和雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，該鋼的成分如下，(％重量)C 0．15-0．22Si ≤0．15Mn0．40-0．70
Cr0．40-0．70Ni0．30-0．60Mo0．25-0．40Ti0．030-0．070Al0．03-0．06B 0．002-0．004余量為Fe和雜質(zhì)。


圖1表示兩種已知鋼和本發(fā)明鋼的晶界氧化。
圖2表示鋼20MnCr5的氧化深度與滲碳深度的關(guān)系。
圖3表示本發(fā)明鋼的氧化深度與滲碳深度的關(guān)系。
不是采用高含量的益于內(nèi)部氧化的昂貴合金元素Ni和Mo，本發(fā)明的鋼包含了低濃度的B。而且，把對內(nèi)部氧化有害的合金元素Si、Mn和Cr保持在低含量水平。本發(fā)明的鋼有非常好的硬化能力和最小程度的晶界氧化(內(nèi)部氧化)。
內(nèi)部氧化對疲勞性能有害，這是因?yàn)闇p弱了的晶界，不良的組織，表面硬度的降低，不利的應(yīng)力。
下面通過對傳統(tǒng)鋼和本發(fā)明鋼的抗內(nèi)部氧化能力的比較，對本發(fā)明進(jìn)行了詳盡的說明。
表1列出了兩種傳統(tǒng)鋼和本發(fā)明鋼的成分，以重量百分比表示表1
表2表示包括在表1中的鋼的硬化能力。
表2
圖1中展示了表1中材料的表面滲碳試樣的晶界氧化。該圖清楚地說明了用本發(fā)明材料所獲得的改進(jìn)。滲碳時(shí)間為8小時(shí)30分。
圖2表示參比材料20MnCr5的內(nèi)部氧化深度與表面滲碳深度的關(guān)系。圖3為本發(fā)明材料的對應(yīng)關(guān)系圖。從揭示的結(jié)果可以明顯地看出，參比材料的氧化深度處于0．010mm的數(shù)量級(jí)，同時(shí)本發(fā)明材料深度處于0．003mm或更小的數(shù)量級(jí)。
權(quán)利要求
1．一種具有極小晶界氧化的表面滲碳鋼，它適用于制造對抗疲勞性和耐磨性有較高要求的機(jī)械零件，具有以下組成(％重量)C 0．12-0．25Si≤0．30Mn0．30-0．80Cr0．30-0．80Ni0．20-0．80Mo0．10-0．50Ti0．020-0．080Al0．005-0．10B 0．001-0．006余量為Fe和雜質(zhì)。2．根據(jù)權(quán)利要求1的鋼，具有以下組成(％重量)C 0．15-0．22Si≤0．15Mn0．40-0．70Cr0．40-0．70Ni0．30-0．60Mo0．25-0．40Ti0．030-0．070Al0．03-0．06B 0．002-0．004余量為Fe和雜質(zhì)。
全文摘要
有最小晶界氧化的表面滲碳鋼,它適用于制造對抗疲勞性和耐磨性有較高要求的機(jī)械零件,具有以下組成(%重量):C0.12—0.25,Si≤0.30,Mn0.30—0.80,Cr0.30—0.80,Ni0.20—0.80,Mo0.10—0.50,Ti0.020—0.080,Al0.005—0.10,B0.001—0.006,余量為Fe和雜質(zhì)。
文檔編號(hào)C22C38/54GK1203959SQ9810874
公開日1999年1月6日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者R·R·勒潘恩 申請人:奧瓦科鋼鐵股份公司