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一种不锈轴承钢

阅读：150发布：2021-02-27

IPRDB可以提供一种不锈轴承钢专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种不锈轴承钢，其各化学元素质量百分配比为：C 0.65～0.75%，Si 0.30～0.80%，Mn 0.30～0.80%，Cr 14.00～15.00%，Mo 0.50～0.80%，Al 0.010～0.050%，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明所述的不锈轴承钢经过淬回火处理后的共晶碳化物均匀且级别低，疲劳寿命高。，下面是一种不锈轴承钢专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种不锈轴承钢，其特征在于，所述不锈轴承钢各化学元素质量百分配比为：C 0.65～0.75%,Si 0.30～0.80%,Mn 0.30～0.80%,Cr 14.00～15.00%,Mo 0.50～0.80%,Al 0.010～0.050%，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的不锈轴承钢，其特征在于，所述不锈轴承钢的淬回火组织基体为回火马氏体，回火马氏体基体上弥散分布的共晶碳化物的级别≤2.5。

说明书全文

一种不锈轴承钢

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢种，尤其涉及一种轴承用钢。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展，不锈轴承材料的使用范围越来越广泛，其不仅用于化工、石油、造船和食品等领域，还广泛应用于航天、航空、核工业以及高新技术等领域的产品中。

[0003] 为了满足产品的需要，不锈轴承材料不仅应具有良好的耐腐蚀性能，其往往还需要具备高韧性、高的高温硬度以及高的接触疲劳寿命等性能。另外，当用于仪器、仪表和计算机等领域时，不锈轴承材料还需要满足高精度、低噪音等性能要求。

[0004] 目前世界上各个国家对于不锈轴承钢均给出了相应的产品标准，表1列出了各国不锈轴承钢的标准。

[0005] 表1

[0006]

[0007]

[0008] 从表1中可以看出，现有的不锈轴承钢代表钢种（如表1所示的中国牌号9Cr18和9Cr18Mo轴承钢），其均具有高的碳含量和高的铬含量，所以这种不锈轴承钢往往会产生大块的共晶碳化物，并且这些碳化物分布不均匀，大部分在晶界上析出，而且在热处理步骤中无法消除，进而会对轴承套圈的研磨和精抛光产生不利的影响。另外，现有的9Cr18和9Cr18Mo不锈轴承钢所制造的轴承也不能满足噪音及精度的要求。

[0009] 表2列出了近几年新近研究出的不锈轴承钢。

[0010] 表2.

[0011]

[0012] 表2中，公开号为CN101117688，公开日为2008年2月6日，名称为“一种新型不锈轴承钢及其制造方法”的中国专利文献公开了一种轴承钢，可以看到其含碳量为0.30～0.60wt%。

[0013] 公开号为CN101033527，公开日为2007年9月12日，名称为“高铬中碳不锈钢及其制法”的中国专利文献中也公开了一种不锈钢，其碳含量为0.45～0.90wt%，铬含量为16.00～18.00wt%。

[0014] 公开号为CN101033528，公开日为2007年9月12日，名称为“中铬中碳不锈钢及其制法”的中国专利文献，其钼含量为0.20～0.30wt%，同时其也不具有铝元素。

[0015] 总的来看，现有不锈轴承钢尚存在以下不足之处：

[0016] 1.现有不锈轴承钢碳含量和铬含量较高，容易产生大块的共晶碳化物，热处理时也无法消除；

[0017] 2.现有不锈轴承钢所制造的轴承不能满足噪音及精度的要求；

[0018] 3.现有不锈轴承钢制造的轴承在承受较大载荷时，易在共晶碳化物处造成应力集中而产生疲劳裂纹源，从而使轴承的使用性能和接触疲劳寿命受到损害。

[0019] 近年来新开发的不锈轴承钢虽然考虑了共晶碳化物的不利影响，但难以满足不锈轴承钢的强度（硬度）和耐磨性要求，或者没有考虑不锈轴承钢淬透性问题。

发明内容

[0020] 本发明的目的在于提供一种不锈轴承钢，其经过淬回火处理后的共晶碳化物均匀且等级≤2.5，硬度≥HRC58，从而旨在保证不锈轴承钢在具有高硬度和耐腐蚀性能的同时，大大提高其疲劳寿命。

[0021] 根据上述发明目的，本发明提供了一种不锈轴承钢，其各化学元素质量百分配比为：

[0022] C 0.65～0.75%,

[0023] Si 0.30～0.80%,

[0024] Mn 0.30～0.80%,

[0025] Cr 14.00～15.00%,

[0026] Mo 0.50～0.80%,

[0027] Al 0.010～0.050%，

[0028] 余量为Fe和其他不可避免的杂质。

[0029] 本发明所述不锈轴承钢的淬回火组织基体为回火马氏体，回火马氏体基体上弥散分布的共晶碳化物的级别≤2.5。

[0030] 本发明所述的不锈轴承钢的成分设计原理如下：

[0031] 碳、铬：碳和铬元素是碳化物形成元素，易形成粗大的（Cr7C3），对于本技术方案而言，发明人通过大量试验发现将C元素控制在≤0.75%、Cr元素控制在≤15.00%，并配合适量的其他元素，可以大大减少钢中的共晶碳化物。此外，为了保证本技术方案中的不锈轴承钢具有一定的硬度（硬度≥58HRC）和耐磨性，需要将碳含量控制在≥0.65%。同时，为了保证不锈轴承钢具有良好的耐蚀性能，需要将铬元素控制在≥14.00%。因此，在本技术方案中，控制碳含量为0.65～0.75%、铬含量为14.00～15.00%能达到控制共晶碳化物的同时还获得良好的硬度与耐腐蚀性能的目的。

[0032] 硅、锰：硅、锰是良好的脱氧剂。硅元素可以强化铁素体，提高强度、弹性极限和淬透性，但硅也会使钢对过热敏感性、裂纹和脱碳倾向性增大。因此，本技术方案中添加0.30～0.80%，以使不锈轴承钢获得良好的综合性能。锰能固硫，形成MnS和（Fe,Mn）S对钢材性能危害减少，因此本技术方案中将锰控制在0.30～0.80%。

[0033] 钼：针对本技术方案，发明人经过多轮小炉试验发现若不锈轴承钢中Mo含量低于0.50%，那么不锈轴承钢在使用时经过1040～1100℃温度的淬火，会导致马氏体针叶和晶界粗大明显；此外添加0.50～0.80%的钼能配合Cr元素提高实际的耐腐蚀性能。因此发明人添加0.50～0.80%的钼来改善钢的马氏体组织和腐蚀性能。钼还能细化晶粒，提高淬透性，能保证钢材具有一定的强度级别，此外还可以降低回火脆性，避免钢材在低温使用过程中出现脆性断裂。

[0034] 铝：铝是良好的脱氧剂，除了能降低钢液溶解氧，还可以细化晶粒、提高抗回火稳定性和高温硬度。但铝也会形成Al2O3夹杂物，影响钢材的性能，因此对于本技术方案而言，适宜将Al控制在0.010～0.050%范围内，从而获得良好的综合性能。

[0035] 对于本技术方案所述的不锈轴承钢来说，其杂质元素主要是Ti、P、S、Cu、O，因此应当将这些元素的含量控制的越低越好。此外，铅、锑、铋也是钢中不可避免的杂质元素，应尽可能降低其含量。

[0036] 本发明所述的不锈轴承钢由于采用了上述技术方案，使得其较之现有的常规不锈轴承钢具有以下优点：

[0037] 1.本发明所述的不锈轴承钢的淬回火组织基体为回火马氏体，回火马氏体基体上弥散分布的共晶碳化物的级别≤2.5，且共晶碳化物的不均匀性有显著提高；

[0038] 2.本发明所述的不锈轴承钢在1040～1100℃的淬火温度，160℃的回火温度下，具有稳定的洛氏硬度，平均值维持在58～59HRC；

[0039] 3.本发明所述的不锈轴承钢纯净度高；

[0040] 4.本发明所述的不锈轴承钢接触疲劳寿命是普通不锈轴承（如9Cr18Mo）的1.5倍左右，有出色的使用寿命。

具体实施方式

[0041] 实施例1-7

[0042] 采用下述步骤制备不锈轴承钢：

[0043] （1）真空感应冶炼：在真空感应炉冶炼Φ290×（1750～1820）mm锭型的感应锭；

[0044] （2）真空自耗：结晶器尺寸Φ355mm或Φ360mm，自耗锭退火；

[0045] （3）锻制或轧制成品钢材：钢锭装炉后在1140～1220℃均热2～8小时，锻造（轧制）成120×120mm的方坯，终锻（终轧）温度900℃，锻（轧）后缓冷；然后坯料二次加热（均热温度1180℃保温120min），轧制（锻造）成棒材Φ10～90mm的棒材，终轧（终锻）温度920℃；

[0046] （4）退火：钢棒在退火炉中按常规球化工艺退火。制得的钢棒中各化学元素质量百分配比如表3所示。

[0047] 本技术方案所涉及的不锈轴承钢的制备采用了本领域内常用的制备方法，故发明人对于制备工艺不再赘述。

[0048] 表3.（余量为Fe以及除S、P、Ti、Cu、O外其他不可避免的杂质）[0049]

标题	发布/更新时间	阅读量
钢筋用钢和钢筋-专利编号CN104603310A	2020-05-11	35
钢包-专利编号CN102274957A	2020-05-12	630
钢轨-专利编号CN1127537A	2020-05-13	820
钢包-专利编号CN102211180A	2020-05-12	790
钢-专利编号CN87102168A	2020-05-11	198
钢管-专利编号CN103322358A	2020-05-13	191
钢轨-专利编号CN1057810C	2020-05-13	982
钢-专利编号CN1011794B	2020-05-11	225
钢筋用钢和钢筋-专利编号CN104603310B	2020-05-11	686
钢管-专利编号CN103322361A	2020-05-12	422

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