本發明專利技術提供一種高特性的鋼制成的機械部件，其特征在于，該機械部件的成分的重量百分比是：0.05%≤C≤0.25%；1.2%≤Mn≤2%；1%≤Cr≤2.5%；（830-270C%–90Mn%–70Cr%）≤560；微量≤Si≤1.5%；微量≤Ni≤1%；微量≤Mo≤0.5%；微量≤Cu≤1%；微量≤V≤0.3%；微量≤Al≤0.1%；微量≤B≤0.005%；微量≤Ti≤0.03%；微量≤Nb≤0.06%；微量≤S≤0.1%；微量≤Ca≤0.006%；微量≤Te≤0.03%；微量≤Se≤0.05%；微量≤Bi≤0.05%；微量≤Pb≤0.1%；其余量為熔煉后的鐵和雜質，以及鋼的組織為貝氏體且含量至多為總量的20%的馬氏體和/或先共晶的鐵素體和/或珠光體。本發明專利技術涉及一種制備具有這種成分的機械部件的方法。本發明專利技術的機械部件與所公知的機械部件相比，獲得了優良的機械性能以及提高了沖擊強度。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及鋼，該鋼用于通過熱鍛或棒料加工(bar machining)獲得的具有高特性的機械部件。
技術介紹
有些鋼種使鍛造部件或軋制棒料能夠獲得高機械特性而不需要利用控制冷卻或隨后的熱處理。它們基于均勻的貝氏體組織的獲得。所述鋼種已在文獻EP-B1-0787812或EP-A-1426453的主題中提出，并提出用于制備內燃機的鍛造部件的工業用途。然而，為了獲得這些文獻中描述的部件的高機械特性，除非限定的直徑大約為20mm，否則有必要使用碳含量為O. 25%以上。雖然目前確保在自然冷卻后拉伸強度大約為1200MPa是可能的，尤其是當使用如在EP-A-1426453中描述的這些鋼種時，但是這些機械特性的獲得通常是以沖擊強度在 30J. cm-2以下為代價而實現的。
技術實現思路
本專利技術的觀點是提出了由所確定的鋼種結合足夠的熱量以及熱機械處理 (thermo-mechanical treatments)來制備機械部件，與此同時，在鋼的相同的應用中，與所公知的機械部件相比，獲得了優良的機械性能(拉伸強度Rm，屈服強度Re，Re/Rm比率，延伸率A，斷面收縮率Z)以及提高了沖擊強度KCU。為了這個目的，本專利技術的主題是具有高特性的機械部件，其特征在于，該機械部件的成分的重量百分比如下O. 05% 彡 C 彡 O. 25% ；I. 2% ^ Mn ^ 2% ；·1% ^ Cr ^ 2. 5% ；(830-270C% - 90Mn% - 70Cr%) ( 560 ；微量彡Si 彡 I. 5%;微量彡Ni彡1% ;微量彡Mo 彡 O. 5%;微量彡Cu彡1% ;微量彡V彡O. 3% ;微量彡Al 彡 0.1%;微量彡BS O. 005%;微量彡Ti 彡 O. 03%;微量彡Nb 彡 O. 06%;微量彡S^O. 1% ；微量彡Ca 彡 O. 006% ;微量彡Te ( O. 03% ；微量彡Se ( O. 05% ；微量彡Bi ( O. 05% ；微量彡Pb ( O. 1% ；余量為鐵和工藝過程中產生的雜質，并且所述機械部件的組織為貝氏體，且馬氏體和/或先共晶的鐵素體和/或珠光體的總含量不超過20%。優選地，微量彡Si ( O. 3%。優選地，O.8 彡 Si 彡 I. 5%。優選地，Ni彡 O. 5%。優選地，O.04% 彡 Mo 彡 O. 5%。優選地，O. 5% ^ V ^ O. 3%ο優選地，O.005% 彡 Al 彡 O. 1%。優選地，O. 0005%彡B彡O. 005%,以及微量彡N彡O. 0080%且Ti %彡3· 5N%。優選地，O.005% 彡 Ti 彡 O. 03%。優選地，O.005% 彡 S 彡 O. 1%。 本專利技術的進一步主題是用鋼制備這種具有高特性的機械部件的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟制備鋼坯或鋼棒，該鋼坯或鋼棒的組成與上述所述一致；通過鍛造或軋制將該鋼坯或鋼棒的奧氏體相進行熱加工；將熱加工過的鋼坯或鋼棒冷卻，冷卻的速度使得所述鋼坯或鋼棒具有貝氏體組織，并且馬氏體和/或珠光體和/或先共晶的鐵素體的總含量不超過20% ；以及可選擇地實施一種或多種機械處理以形成部件的最終尺寸和表面狀態。在機械處理之前或之后，可以在介于200°C和350°C之間進行回火30分鐘至4小時。所述熱加工過的鋼坯或鋼棒可以在靜止空氣中自然冷卻。所述熱加工過的鋼坯或鋼棒可以在強制通風條件下冷卻。正如所期望的，本專利技術基于部件的成分及其與金相組織的結合物，該金相組織80% 以上為貝氏體，能夠使用簡單的方法諸如在靜止空氣或在強制通風下冷卻來獲得該金相組織。具體實施方式如果經常有奧氏體出現的情況下，則通過《貝氏體》的意思是既包括純貝氏體又包括貝氏體+殘留的奧氏體的混合物，且包括所有可能的貝氏體形貌，包括晶內貝氏體(也稱為針狀鐵素體)。可能存在的其他形態，也就是馬氏體、先共晶的鐵素體以及珠光體一定不能超過所述組織的20%。通過依靠所謂的《中-低》碳以及主要通過摻入鉻和錳使相變起始點降低，本專利技術所使用的鋼種容許得到的拉伸強度范圍為1200MPa以上，沖擊強度至少為40J. cm_2，甚至可能達到70J. cm_2。然而，在熱鍛或軋制狀態下的這些鋼種具有的Re/Rm比率大約為O. 6，因此，屈服強度顯著低于具有相同的機械強度的由淬火-回火鋼種獲得的屈服強度。再正如所顯示的，根據本專利技術，使用一系列低溫回火來更顯著地提高屈服強度(大約為25%)而沒有提高機械強度也是可能的。這種類型的回火與有時應用在微合金鋼上的回火是有區別的，在微合金鋼上進行回火的溫度范圍為550-650°C，容許有合金碳化物沉淀。 而這種類型的回火經常伴隨著沖擊強度的大量損失，在本專利技術中執行的在低溫下回火在沖擊強度上具有著有益效果(提聞聞達約30%)。根據本專利技術，現將給出用于部件鋼種的各種元素的支持的成分的選擇范圍。所有的含量以重量百分數給出。C含量介于O. 05%和O. 25%之間。因為其上限介于被認為是中碳的含量范圍的較低區域以及其下限屬于低碳區域，所以這個范圍稱作《中-低碳》范圍，該范圍甚至在存在著偏析的情況下提供了非常均勻的微組織以及硬度。尤其是，對于低于O. 2%的碳含量，選擇性地存在于偏析區域的馬氏體微組織的硬度僅僅是稍高于貝氏體微組織的硬度。另外， 對于具有相同水平的機械強度，這些碳含量使將要獲得的柔韌性以及沖擊強度高于用碳含量高于O. 25%時獲得的柔韌性以及沖擊強度。Mn含量介于I. 2%和2%之間。在連續冷卻過程中，錳作為主要元素用于與鉻結合以使貝氏體形成的起始溫度(Bs)降低。因為使用相對低的碳含量，所以需要相對高的Mn含量，該Mn含量必須額外地用于滿足用來計算Bs的C、Mn、Cr含量的條件(如下)。為避免過度的偏析問題，限定錳不超過2%。Cr含量介于I. 2%和2. 5%之間。在本專利技術中，與Mn相同的原因,Cr用于降低貝氏體相變的起始溫度Bs。另外，C、Mn、Cr的含量必須使得 830_270C%-90Mn%-70Cr% ( 560。使用下述公式可常規地估計貝氏體相變的起始溫度Bs Bs=830-270C%-90Mn%-70Cr%-37Ni%-83Mo%其中，含量以重量百分比表示(例如見Bhadeshia, Bainite in Steels(鋼中貝氏體)，Ι0Μ 2001)。在本發 明中，考慮到在鋼中的Ni和Mo的含量相對低，可能僅僅考慮由C、 Mn以及Cr做出了貢獻。無論如何，如果Ni和Mo是以高于以下測試的含量范圍存在的，它們將有助于使Bs降低。因而，在任何情況下確保獲得的Bs為560°C以下。含有的Si介于微量和I. 5%之間。在貝氏體相變過程中,娃用于避免使沖擊強度惡化的碳化物形成。然而，由于碳含量低于O. 2%，碳化物的形成仍為少量以及從這個角度上看Si的添加減少了它自身的優勢。另外，通過促使殘留奧氏體的形成，Si使得在某些應用中在抗疲勞性上有所改進。然而，在某些情況下，通過避免過量的表面脫碳的需要，也可能排斥Si的作用。因而，能夠設想本專利技術的兩種變體。在第一種變體中，僅僅從用于液態金屬浴的加工條件上，也就是說從使用的原材料上以及可能的Si的部分氧化物上決定Si的含量，且不用刻意添加大量的Si。在這種情況下，通常本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：T·蘇爾邁爾，
申請(專利權)人：阿斯科麥托有限公司，
類型：
國別省市：
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