024]由于钢构件中碳含量较低，所以淬裂的风险较小，并且钢构件将会具有增加的强度。实现低保留奥氏体水平，以便可以使用较低的回火温度的同时，保持高CRS水平。此外，由于长时间的热暴露带来的马氏体收缩所导致的尺寸不稳定性会降低，从而允许使用较低的回火温度。
[0025]可以例如在200°C的温度下实施低温回火(步骤f)以对钢构件增韧。回火后，将该构件冷却至例如室温，并然后可以将其用于可能经历常规操作循环下应力、应变、冲击和/或磨损的任何应用中。
[0026]使用根据本发明实施方式的方法热处理的钢构件表现出150?200Mpa或更高的平均CRS，其是使用钻孔方法离表面0.5?1.0mm处测得的。即，通过降低渗碳步骤b)的扩散阶段的碳势和改变从马氏体淬火至贝氏体淬火的淬火模式增大了钢构件的CRS。使用根据本发明的实施方式的方法热处理的钢构件也比经历根据现有技术热处理的钢构件包含更细的晶粒。
[0027]实施图2所示的方法比实施图1所示的方法所需的时间更少，因为图2所示的方法不包括在320°C下的贝氏体处理后的硬化(harden)钢构件的工艺步骤。因此，缩短交付周期(lead times)和降低成本是可行的。
[0028]使用根据本发明的方法还允许通过在渗碳步骤a)和/或b)期间选择合适的碳势使钢构件的CRS和硬度符合要求。
[0029]可以使用经历本发明实施方式的方法的钢构件，随后进行或不进行研磨操作。
[0030]图3示出了经历根据现有技术(在图3的左下方和右下方的图)的热处理和根据本发明实施方式(在图3的左上方和右上方的图)的热处理方法的钢样品的压缩残余应力。
[0031]图3的左上方的图示出了在渗碳步骤b)的扩散阶段期间的碳势对经历本发明方法的18CrNiMo7-6钢的CRS和表面深度(case depth)的影响。
[0032]图3的右上方的图示出了在渗碳步骤b)的扩散阶段期间的碳势对经历本发明方法的18NiCrMol4-6钢的CRS和表面深度的影响。
[0033]从左上方和右上方的图中可以看出在渗碳步骤b)的扩散阶段期间介于0.65和
0.85之间的碳势导致最高的CRS水平。
[0034]图3的左下方的图示出了在渗碳步骤b)的扩散阶段期间的碳势对经历现有技术热处理的18CrNiMo7-6钢的CRS和表面深度的影响。图3的右下方的图示出了在渗碳步骤b)的扩散阶段期间的碳势对经历现有技术热处理的18NiCrMol4-6钢的CRS和表面深度的影响。可以看出根据本发明的方法导致钢构件具有比已经经历根据现有技术的热处理的钢构件更高的CRS水平。
[0035]图4示出了根据本发明实施方式的钢构件的实例，即滚动元件轴承(rollingelement bearing) 10，其尺寸直径可以在1mm至几米内变化，并且该轴承具有从几十克至数千吨的负荷能力(load-carrying capacity)。换言之，根据本发明的轴承10可以为任意尺寸并且具有任意负荷能力。该轴承10具有内环12和外环14以及一组滚动元件16。可以使该滚动元件轴承10的内环12、外环14和/或滚动元件16，以及优选的滚动元件轴承10的全部的滚动接触部分表面的至少一部分，经历根据本发明的方法。
[0036]已经经历本发明实施方式的方法的所述钢构件10、12、14、16会表现出增强的轴承性能，例如滚动接触疲劳，并由此由于压缩残余应力水平的增加，使用寿命延长。
[0037]权利要求范围内的本发明的进一步修改对于技术人员将是显而易见的。
【主权项】
1.一种用于热处理钢构件(10，12，14，16)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: a)以在1.0以上的碳势对所述钢构件(10，12，14，16)进行渗碳， b)以在0.6以上的碳势对所述钢构件(10，12，14，16)进行渗碳， c)将所述钢构件(10，12，14，16)淬火，以及 d)使所述钢构件(10，12，14，16)经历贝氏体处理。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，以1.0?1.4的碳势实施步骤a)。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，以0.6?1.2的碳势实施步骤b)。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，在940?1000°C的温度下实施步骤a)和/或步骤b)。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，在200?240°C的温度下实施步骤d) ο
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述钢构件(10，12，14，16)包括具有0.1?0.4重量％的碳含量的钢，例如18CrNiMo7-6钢。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:e)冷却所述钢构件(10，12，14，16)，以及f)在160?240°C的温度下回火所述钢构件(10，12，14，16)。
8.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述钢构件(10，12，14，16)包括或构成滚压元件或滚柱或用于经历交变赫兹应力的应用的钢构件。
9.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述方法是用于改进钢构件(10，12，14，16)的以下性质中的至少一种的方法:压缩残余应力(CRS)、旋转弯曲疲劳(结构疲劳)、承重能力、耐磨性、耐蚀性、硬度、摩擦性质、韧性、使用寿命。
10.经历前述权利要求中任一项的方法的钢构件，其特征在于，所述钢构件表现出150?200MPa或更高的平均CRS，其是使用钻孔方法离表面0.5?1.0mm处测得的。
【专利摘要】一种用于热处理钢构件(10，12，14，16)的方法，其包括以下步骤：a)以在1.0以上的碳势对所述钢构件(10，12，14，16)进行渗碳，b)以在0.6以上的碳势对所述钢构件(10，12，14，16)进行渗碳，c)淬火所述钢构件(10，12，14，16)，以及d)使所述钢构件(10，12，14，16)经历贝氏体处理。
【IPC分类】C21D1-06, C23C8-22, C21D1-20
【公开号】CN104685073
【申请号】CN201380041454
【发明人】S.拉森, W.戴特查里, P.纽曼
【申请人】Skf公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年8月19日
【公告号】EP2888378A1, US20150218688, WO2014031051A1