专利名称：表面渗碳钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶界氧化最小的表面渗碳钢，它适用于制造对抗疲劳性和耐磨性有较高要求的机械零件。
例如在齿轮传动过程中，转动部件受到很大的应力。为了获得较高强度的材料，钢进行了合金化。已经发现，合金元素中的Si、Mn和Cr对晶界氧化有害，因为这些元素增加氧化的深度。为提高合金化效果，可直接增加某些物质的含量如Ni和Mo，但是它们价格昂贵。
本发明的目的之一是，通过降低内部晶界氧化，以达到使表面渗碳钢的内部氧化特性与传统钢相比得到改善的目的。
本发明的另一个目的是减少对如Ni、Mo之类的贵合金元素的需求，仍能获得与传统钢相比的很低的氧化深度值。
用本发明的钢达到了此目的，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余量为Fe和杂质。
根据本发明的优选实施方案，该钢的成分如下，(％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余量为Fe和杂质。
图1表示两种已知钢和本发明钢的晶界氧化。
图2表示钢20MnCr5的氧化深度与渗碳深度的关系。
图3表示本发明钢的氧化深度与渗碳深度的关系。
不是采用高含量的益于内部氧化的昂贵合金元素Ni和Mo，本发明的钢包含了低浓度的B。而且，把对内部氧化有害的合金元素Si、Mn和Cr保持在低含量水平。本发明的钢有非常好的硬化能力和最小程度的晶界氧化(内部氧化)。
内部氧化对疲劳性能有害，这是因为减弱了的晶界，不良的组织，表面硬度的降低，不利的应力。
下面通过对传统钢和本发明钢的抗内部氧化能力的比较，对本发明进行了详尽的说明。
表1列出了两种传统钢和本发明钢的成分，以重量百分比表示表1
表2表示包括在表1中的钢的硬化能力。
表2
图1中展示了表1中材料的表面渗碳试样的晶界氧化。该图清楚地说明了用本发明材料所获得的改进。渗碳时间为8小时30分。
图2表示参比材料20MnCr5的内部氧化深度与表面渗碳深度的关系。图3为本发明材料的对应关系图。从揭示的结果可以明显地看出，参比材料的氧化深度处于0．010mm的数量级，同时本发明材料深度处于0．003mm或更小的数量级。
权利要求
1．一种具有极小晶界氧化的表面渗碳钢，它适用于制造对抗疲劳性和耐磨性有较高要求的机械零件，具有以下组成(％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余量为Fe和杂质。2．根据权利要求1的钢，具有以下组成(％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余量为Fe和杂质。
全文摘要
有最小晶界氧化的表面渗碳钢,它适用于制造对抗疲劳性和耐磨性有较高要求的机械零件,具有以下组成(%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,余量为Fe和杂质。
文档编号C22C38/54GK1203959SQ9810874
公开日1999年1月6日 申请日期1998年4月29日 优先权日1998年4月29日
发明者R·R·勒潘恩 申请人:奥瓦科钢铁股份公司