CN102345070A - 一种氮钒铌不锈轴承钢 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氮钒铌不锈轴承钢，所述氮钒铌不锈轴承钢是在普通不锈轴承钢的基础上，添加了重量百分比如下的物质：N 0.06～1.4％、V 0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％。本发明通过添加了N、V、Nb后可有效提高耐磨性能和接触疲劳强度，达到恶劣环境和受力复杂状况下使用，且材料成本提高不到30％。

Description

一种氮钒铌不锈轴承钢
技术领域
本发明涉及一种钢材，具体涉及一种氮钒铌不锈轴承钢。
背景技术
轴承是机械中的固定机件，当其他机件在轴上彼此产生相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件，广泛应用于航空、航天、国防、大型机械设备等领域，在各种机械机构中最重要的部件。轴承寿命是评判轴承优劣关键指标，而精度(宏观)和材料(微观)又是影响轴承寿命的关键指标，随着现在设备制造业发展，轴承逐渐由精度的研究转向材料的研究，所以当今高端轴承研究基本上就是轴承材料的研究。
普通不锈轴承钢虽然在大气及弱腐蚀介质中耐腐蚀效果不错，且具有良好的耐高温性能和接触疲劳强度，但在一些恶劣地使用工况下，其耐腐蚀性能和耐磨性能均不能满足使用要求。
为解决普通不锈轴承钢在恶劣的环境和受力状况下不能满足使用要求，现在通常采用碳氮共渗对轴承表面进行热处理，以提高耐腐蚀性和耐磨性能，但碳氮共渗成本高、周期长，不能大批量流水线生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种克服上述缺陷的不锈轴承钢。
本发明是这样实现的：
一种氮钒铌不锈轴承钢，所述氮钒铌不锈轴承钢是在普通不锈轴承钢的基础上，添加了重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V 0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％。
更进一步的方案是：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0.28～0.32％，Si 0.40～0.70％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
更进一步的方案是：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0.13～0.17％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
更进一步的方案是：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0～0.02％，Si 0～0.40％，Cr 11.5～14.5％，Mo 0.9～1.1％，Ni 1.4～2.6％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
更进一步的方案是：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0～0.04％，Si 0～0.40％，Cr 14～17％，Mo 1.3～1.7％，Ni 1.5～3.2％，P0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
在一般的铬不锈钢成分基础上加入氮N、钒V、铌Nb，一方面以N作为奥氏体化元素代替现有此类不锈钢中高含量的Ni(含Ni量在10-20％)，减少了成本，另一方面，加入N、V、Nb，通过形成VN，NbN等化合物弥散项来细化晶粒和起钉扎作用，来提高材料淬火后强度、显微硬度和断裂韧性，从而达到提高耐磨性能和接触疲劳强度，从而保证了轴承在恶劣环境和受力复杂状况下使用要求较高耐磨性能、接触疲劳强度和耐腐蚀性要求。本发明通过中冶炼过程中加入N、V、Nb合金及加压吹N，其中V、Nb以钒铁和铌铁合金的形式在冶炼末期加入，N小部分以氮化铬或氮化硅合金的形式加入，大部分在充氮加压电渣重熔时加入。做到低成本达到高要求使用。原材料成本比含Ni钢低30％。轴承寿命比一般不锈轴承钢提高1.0～2倍。
具体实施方式
实施例一
一种氮钒铌不锈轴承钢，包括重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％，C 0.28～0.32％，Si 0.40～0.70％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
实施例二
一种氮钒铌不锈轴承钢，包括重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％，C 0.13～0.17％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
实施例三
一种氮钒铌不锈轴承钢，包括重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％，C 0～0.02％，Si 0～0.40％，Cr 11.5～14.5％，Mo 0.9～1.1％，Ni 1.4～2.6％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
实施例四
一种氮钒铌不锈轴承钢，包括重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％，C 0～0.04％，Si 0～0.40％，Cr 14～17％，Mo 1.3～1.7％，Ni 1.5～3.2％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
实施例一至四的氮钒铌不锈轴承钢与普通高碳铬不锈轴承钢G95Cr18的接触疲劳寿命试验对比结果见下表：
  钢种   接触疲劳寿命L10×   接触疲劳寿命L50×107r
  107r
  实施例一   5.393   14.191
  实施例二   5.296   14.118
  实施例三   4.076   13.754
  实施例四   3.431   11.031
  G95Cr18   1.122   5.210
实施例一至四的氮钒铌不锈轴承钢与普通高碳铬不锈轴承钢G95Cr18的耐腐蚀性对比结果见下表：
  钢种   原始重量g  三周后重量g  失重重量g
  实施例一   45.9857  45.5531  0.4326
  实施例二   46.0326  45.6141  0.4185
  实施例三   45.9877  45.6623  0.3254
  实施例四   46.0879  45.7693  0.3186
  G95Cr18   46.0931  45.3149  0.7782
可见，本发明四种实施例的氮钒铌不锈轴承钢接触疲劳寿命远远高于普通高碳铬不锈轴承钢，耐腐蚀性也优于普通高碳铬不锈轴承钢。

Claims (5)

1.一种氮钒铌不锈轴承钢，所述氮钒铌不锈轴承钢是在普通不锈轴承钢的基础上，添加了重量百分比如下的物质：N 0.4～1.2％、V 0.02～0.20％、Nb 0.02～0.20％。
2.根据权利要求1所述氮钒铌不锈轴承钢，其特征在于：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0.28～0.32％，Si 0.40～0.70％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述氮钒铌不锈轴承钢，其特征在于：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0.13～0.17％，Cr 14～17％，Mo 0.9～1.1％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述氮钒铌不锈轴承钢，其特征在于：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0～0.02％，Si 0～0.40％，Cr 11.5～14.5％，Mo 0.9～1.1％，Ni 1.4～2.6％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述氮钒铌不锈轴承钢，其特征在于：所述氮钒铌不锈轴承钢的其他组分的重量百分比组成为：C 0～0.04％，Si 0～0.40％，Cr 14～17％，Mo 1.3～1.7％，Ni 1.5～3.2％，P 0.015％，S 0.015％，余量为Fe。
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