铁基合金的制作方法

文档序号:12285427阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种形成铁基合金的方法,该方法包括:

在一个富氮气氛中在超过包含铁、氮清除剂、和硼的前体铁基材料的临界温度上限的温度下处理该前体铁基材料;并且

将该前体铁基材料冷却到低于该临界温度上限以形成该铁基合金,其中该铁基合金包括具有ASTM 9或更精细的平均粒度的一个精细颗粒壳层。

2.如权利要求1所述的方法,进一步包括当该温度超过该临界温度上限时将该前体铁基材料引入一个富碳气氛中。

3.如权利要求1所述的方法,进一步包括:

在一个富碳气氛中在超过该临界温度上限的第一温度下处理该前体铁基材料;

其中在该富氮气氛中处理该前体铁基材料是在超过临界温度上限的第二温度下进行的。

4.如权利要求3所述的方法,其中该第二温度是低于该第一温度。

5.如权利要求4所述的方法,进一步包括:

在该富碳气氛中在约1450°F–2200°F的温度下处理该前体铁基材料持续1至28小时的时间段;并且

在该富氮气氛中在该第二温度下处理该前体铁基材料持续第二时间段,其中该第二温度是比该第一温度小至少25°F。

6.如权利要求1所述的方法,其中该前体铁基材料包括范围在从0.17-1.5重量%的量内的碳、范围在从0.07-1.75重量%内的量的锰、范围在从0.15-0.6重量%内的量的硅、小于0.03重量%的量的磷、小于0.05重量%的量的硫、以及大于80重量%的量的铁。

7.如权利要求1所述的方法,其中该前体铁基材料包括总数为小于1.0重量%百分比的钼、铬、镍、铜、和钨。

8.如权利要求1所述的方法,其中该精细颗粒壳层具有至少0.001英寸的厚度。

9.如权利要求1所述的方法,其中该前体铁基材料包括至少0.0005重量%的硼。

10.如权利要求1所述的方法,其中该氮清除剂包括钒、钛、钨、铝、锆、铌、铬、和钼中的一种或多种,并且以该前体铁基材料的从约0.01至0.1重量%的量存在。

11.如权利要求1所述的方法,其中仅将该前体铁基材料淬火一次以形成该精细颗粒壳层。

12.一种铁基合金材料,包含:

铁、一种氮清除剂、和硼,该材料具有一个精细颗粒壳层,其中该精细壳层具有ASTM 9或更精细的平均粒度以及大于该材料的芯的氮浓度的氮浓度。

13.如权利要求12所述的材料,其中该精细颗粒壳层具有在ASTM 12至ASTM 14范围内的平均粒度。

14.如权利要求12所述的材料,其中该铁基合金材料的芯包括至少0.0005重量%的硼并且该精细颗粒壳层包括比该芯更大的硼浓度。

15.如权利要求12所述的材料,其中该铁基合金材料包括总数为小于1.0重量%百分比的钼、铬、镍、铜、和钨。

16.如权利要求12所述的材料,其中该精细颗粒壳层的氮浓度比该材料的芯的氮浓度大两倍。

17.一种铁基材料,包含:

铁和原子的硼,该材料具有一个外壳层,其中该外壳层具有0.001英寸至0.500英寸的壳厚度、大于该材料的芯的氮浓度的氮浓度、以及大于该材料的芯的硼浓度的硼浓度。

18.如权利要求17所述的铁基材料,进一步包含被布置在该外壳层与该芯之间的一个内壳层,该内壳层具有的硼浓度是小于该外壳层和该芯二者的硼浓度。

19.如权利要求17所述的铁基材料,其中该外壳层具有ASTM 9或更精细的平均粒度。

20.如权利要求17所述的铁基材料,其中该外壳层具有在ASTM 12至ASTM 14范围内的平均粒度。

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