CN102605281A - 马氏体时效钢和金属带用马氏体时效钢 - Google Patents

Abstract

提供一种金属带用马氏体时效钢，其为能够降低构成高循环区域中的疲劳破坏的起点TiN的组成，并且容易进行氮化处理而提高表面硬度，并且使表面氮化层的压缩残余应力增加而使弯曲疲劳强度提高，此外还使用于确保高的强度、延展性的旧奥氏体晶粒微细化。一种马氏体时效钢，其特征在于，以质量％计，C：0.01％以下；Si：0.1％以下；Mn：0.1％以下；P：0.01％以下；S：0.005％以下；Ni：17.0～22.0％；Cr：0.1～4.0％；Mo：3.0～7.0％；Co：大于7.0％但在20.0％以下；Ti：0.1％以下；Al：2.5％以下；N：0.03％以下；O：0.005％以下；B：0.01％以下(不含0％)；Co/3+Mo+4Al：8.0～15.0％，余量是Fe和不可避免的杂质。

Description

马氏体时效钢和金属带用马氏体时效钢

本申请是申请号：200780053748.6，申请日：2007.07.11，发明名称：“马氏体时效钢和金属带用马氏体时效钢”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有优异的皮疲劳强度的马氏体时效钢，和汽车用无极变速机所使用的金属带用马氏体时效钢。

背景技术

马氏体时效钢一般具有2000MPa左右的非常高的抗拉强度，因此被用于要求有高强度的部件，例如火箭发动机用部件、离心分离机部件、飞机部件、汽车发动机的无极变速机用部件、金属模具等各种用途。在其代表性的组成中，可列举18％Ni-8％Co-5％Mo-0.4％Ti-0.1％Al-bal.Fe。

而且，马氏体时效钢是作为强化元素适量含有Co、Mo、Ti，能够通过进行时效处理，使Ni₃Mo、Ni₃Ti、Fe₂Mo等金属间化合物析出而得到高强度的钢。另外，特别是在汽车发动机的无极变速机用部件所使用的钢带中，高循环区域下的疲劳强度是特别重要的要求特性，因此需要使存在于具有高强度的马氏体时效钢的内部的TiN等的非金属夹杂物尽可能地微细化。另外，还会对表面实施氮化处理而形成氮化层，使疲劳强度提高而使用。

在汽车发动机的无极变速机用金属带中，提出有一种以解决以非金属夹杂物为起点的疲劳强度降低为目的改良合金。(例如，参照专利文献1、2、3)。

专利文献1：特表2004-514056号公报

专利文献2：特开2001-240943号公报

专利文献3：特开2002-167652号公报

上述的特表2004-514056号公报所公开的合金，将形成非金属夹杂物的Ti降低至0.1％以下。因此，在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利，但是，因为是仅仅抑制形成非金属夹杂物的元素的添加的合金，所以存在难以进行氮化处理的问题。

另外，特开2001-240943号公报所公开的合金也使Ti降低，因此在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利。但是，因为将作为强化元素之一的Co抑制得很低，所以难以确保高的抗拉强度。另外，为了确保抗拉强度而添加Si、Mn，但因此会存在韧性降低的可能性。

另外，特开2002-167652号公报所公开的合金也使Ti降低，因此在使构成疲劳破坏起点的TiN的微细化的点上有利。但是，因为积极添加C而实现高强度化，所以Cr、Mo等的碳化物析出，其成为疲劳破坏的起点，疲劳强度降低，另外由于积极添加的C，导致有无极变速机部件所需要的焊接性降低的可能性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种马氏体时效钢和使用该马氏体时效钢构成的金属带用马氏体时效钢，其为能够降低构成高循环区域中的疲劳破坏的起点TiN的组成，并且容易进行氮化处理而提高表面硬度，并且使表面氮化层的压缩残余应力增加而使弯曲疲劳强度提高，此外还使用于确保高的强度、延展性的旧奥氏体晶粒微细化。

本发明者发现，为了降低对疲劳强度提高有害的夹杂物TiN，通过将Ti、N都抑制得很低，使Co、Mo增加，另外根据需要，除了Co、Mo以外还使Al增加，再将Co/3+Mo+4Al的值限定在适当范围，由此能够弥补因Ti降低造成的强度降低。另外发现，为了提高抗拉强度、延展性、疲劳强度，有效的是晶粒微细化，而这能够通过B的微量添加来解决。

另外，本发明者还发现，为了解决因Ti降低带来的氮化处理的困难，能够通过Cr的适量添加或适量添加Cr和Al，由此使氮化带来的表面压缩残余应力的绝对值增加，另外将C抑制在杂质水平以确保焊接性，从而完成本发明。

即，本发明是一种马氏体时效钢，以质量％计，C：0.01％以下；Si：0.1％以下；Mn：0.1％以下；P：0.01％以下；S：0.005％以下；Ni：17.0～22.0％；Cr：0.1～4.0％；Mo：3.0～7.0％；Co：大于7.0％但在20.0％以下；Ti：0.1％以下；Al：2.5％以下；N：0.03％以下；O：0.005％以下；B：0.01％以下但不含0％；Co/3+Mo+4Al：8.0～15.0％，余量是Fe和不可避免的杂质。

在本发明中，为了达成上述的目的，优选的组成有如下两个。该第一优选组成是在上述基本组成的范围内积极添加Al。

即，本发明的马氏体时效钢，其第一优选组成如下：在上述组成之中，以质量％计使Cr和Al为，Cr：0.1～3.0％；Al：大于0.15％但在2.5％以下。这种马氏体时效钢，其积极添加Al的组成的优选范围是，以质量％计，C：0.008％以下；Ni：大于18.0％但在22.0％以下；Mo：大于5.0％但在7.0％以下；Ti：0.05％以下；Co/3+Mo+4Al：10.0～15.0％。

更优选为，以质量％，Co：大于12.0％但在20.0％以下的马氏体时效钢。

另外在本发明中，除了前述的积极添加Al的组成以外，作为第二优选组成，是调整到如下组成范围：一边在上述的基本组成范围内限制Al，一边略多地含有Co。

即，本发明的马氏体时效钢，其第二优选组成如下：在上述组成之中，以质量％计，使Co、Ti、Al为，Co：大于10.0％但在20.0％以下；Ti：0.05％以下；Al：低于0.1％；Al+Ti：低于0.1％。

在本发明中，除了上述的基本组成、第一优选组成和第二优选组成以外，以质量％计，还能够含有Ca：0.01％以下、Mg：0.005％以下的1种以上。

另外，本发明是结晶粒度以ASTM No.计10以上的细粒的马氏体时效钢。

此外，本发明是使用上述马氏体时效钢构成的金属带用马氏体时效钢。

本发明的马氏体时效钢，能够降低构成疲劳破坏起点的TiN，能够得到高强度和氮化处理后的表面的高硬度和大的压缩残余应力，因此若被用于汽车用无极变速机所使用的动力传动用金属带这样要求高疲劳强度的部件，则能够具有长的疲劳寿命等，在工业上能够期望显著的效果。

附图说明

图1是本发明的积极添加了Al的马氏体时效钢表面的电子显微镜照片。

图2是本发明的限制了Al的添加的马氏体时效钢表面的电子显微镜照片。

具体实施方式

本发明基于上述全新的发现而做，以下对于本发明的各元素的作用进行阐述。

在本发明的马氏体时效钢中，在以下的范围规定各化学组成的理由如下。还有，除非特别记述，否则均为质量％。

C会与Mo形成碳化物并析出，使金属间化合物减少并而强度降低，因此需要抑制得低。另外，若积极添加C，则例如无极变速机部件所要求的焊接性降低的危险性变高。从这样的理由出发，C为0.01％以下。优选为0.008％以下。

Si使时效处理时析出的金属间化合物微细化，与Ni一起形成金属间化合物，是能够弥补因Ti降低带来的强度降低部分的元素。但是，由于其有可能使韧性降低，因此为了确保韧性、延展性，在本发明中需要抑制得低。若添加超过0.1％，则韧性、延展性降低，因此Si为0.1％以下。用于更确实地进行韧性、延展性的确保的优选范围在0.05％以下。

Mn在时效处理时与Ni形成金属间化合物，是有助于时效硬化的元素，因此是能够用于弥补因Ti降低造成的强度降低的元素。但是，由于可能使韧性降低，所以为了确保韧性、延展性，在本发明中需要抑制得低。若添加超过0.1％，则韧性、延展性降低，因此Mn为0.1％以下。用于更确实地进行韧性、延展性的确保的优选范围为0.05％以下。

P、S在旧奥氏体晶界偏析，形成夹杂物，是使马氏体时效钢脆化，使疲劳强度降低的有害的元素。因此，P为0.01％以下，S为0.005％以下。优选P在0.005％以下，S在0.004％以下的范围。

Cr在进行氮化时与N的亲和力强，是使氮化深度浅，提高氮化硬度，使氮化表面的压缩残余应力增加的元素，因此必须添加。但是若比0.1％少则没有效果，另一方面，即使添加超过4.0％，也看不到效果进一步的提高，另外时效后的强度大幅降低，因此Cr为0.1～4.0％。还有，在积极添加Al时，Cr的上限以3.0％为充分。

Ni使作为马氏体时效钢的基体组织的低C马氏体组织稳定形成，因此至少需要17.0％。但是，若超过22.0％，则奥氏体组织稳定化，难以发生马氏体相变，因此Ni为17.0～22.0％。Ni的优选范围为大于18.0％但在22.0％以下。

Mo在时效处理时形成Ni₃Mo、Fe₂Mo等的微细的金属间化合物，是有助于析出强化的重要的元素。另外，Mo在用于增加来自氮化的表面的硬度和压缩残余应力上是有效的元素。因此若Mo比3.0％少，则抗拉强度不充分，另一方面，若比7.0％多，则容易形成以Fe、Mo为主要元素的粗大的金属间化合物，因此Mo为3.0～7.0％。Mo的优选范围是大于5.0％但在7.0％以下。

Co对基体的马氏体组织的稳定性没有大的影响，其通过以固溶化处理温度使Mo、Al等的时效析出物形成元素的固溶度增加，使时效析出温度区域下的Mo、Al的固溶度降低，由此促进含有Mo、Al的微细的金属间化合物的析出，是有助于时效析出强度的重要的元素。因此从强度面、韧性面出发，需要大量添加Co。Co为7.0％以下时，降低了Si、Mn、Ti的马氏体时效钢难以获得充分的强度，另一方面若添加超过20.0％，则奥氏体稳定化，难以得到马氏体组织，因此为大于7.0％但在20.0％以下。优选Co的范围是大于12.0％但在20.0％以下。

还有，限制Al时，为了限制有助于强度的Al，可以稍稍提高Co。因此，使Co的范围为Co：大于10.0％但在20.0％以下。

Ti本来是马氏体时效钢中的重要的强化元素之一，但同时形成作为夹杂物的TiN或Ti(C、N)，特别是使超高循环区域下的疲劳强度降低的有害元素。因此，在重视疲劳强度时，Ti需要作为杂质抑制得很低。

另外，Ti容易在表面形成薄而稳定的氧化膜，若该氧化膜形成，则阻碍氮化反应，因此难以得到充分的氮化表面的压缩残余应力。为了容易进行氮化，另外为了加大氮化后的表面的压缩残余应力，Ti需要作为有害的杂质元素抑制得很低。

若Ti比0.1％多，则在TiN或Ti(C、N)的降低上得不到充分的效果，另外由于容易在表面形成稳定的氧化膜，所以Ti在0.1％以下。优选为0.05％以下，更优选为0.01％以下。

Al在本发明的情况下，有积极添加的情况和限制的情况如下2种。

若积极添加Al，则能够使马氏体时效钢的强度提高。因此，在重视强度时，可以积极添加Al。对于积极添加时的Al含量进行阐述。

Al通常为了脱氧而少量添加，但本来在时效处理时与Ni一起形成金属间化合物，是有助于强化的元素。在降低了Si、Mn、Ti的本发明的金属带用马氏体时效钢中，优选通过Al的添加来弥补强度。另外，在降低了Ti的马氏体时效钢中，为了容易进行氮化处理而得到良好的氮化层，也需要Al的添加。A在0.15％以下时，得不到来自时效处理的充分的强化作用，另一方面若比2.5％多，则大量形成AlN、Al₂O₃夹杂物而使疲劳强度降低，在表面形成薄而稳定的氧化膜，阻碍氮化反应，因此Al为大于0.15％但在2.5％以下。还有，若积极添加Al，则存在马氏体时效钢表面粗糙度有一些变粗的情况。因此，积极添加Al时的优选上限为1.5％。

若限制Al的含量，则能够使马氏体时效钢中的非金属夹杂物降低。另外，容易使由于Al造成的马氏体时效钢表面的粗糙度保持平坦，因此在减少疲劳破坏的起点，重视疲劳强度时，可以采用限制Al的方法。对于限制Al时的优选含量进行阐述。

Al与氧、氮结合形成非金属夹杂物，有可能使疲劳强度降低，重视疲劳强度时降低得低即可。若Al添加0.1％以上，则容易形成AlN、Al₂O₃夹杂物，有使疲劳强度降低的情况，因此也可以将Al限制在低于0.1％。Al的优选范围是0.05％以下。

另外，Al、Ti均是形成非金属夹杂物的元素，因此将Al+Ti的总量抑制得低，对疲劳强度提高有效，因此使Al+Ti为0.1％以下。Al+Ti的优选范围是0.07％以下。

Co、Mo和Ti均是马氏体时效钢中的主要的强化元素，另外Al也是有助于马氏体时效钢的时效强化的元素。若将Ti抑制得低，则需要使Co、Mo的添加量增加，以弥补来自Ti的强度的降低部分，或者在积极添加Al时，除了Co、Mo以外，还需要通过增加Al的添加量来弥补来自Ti的强度的降低部分。但是，此各元素对强化的帮助不同，来自Co和Al的强化部分分别是来自Mo的强化部分的1/3和4倍。

因此，来自Co、Mo、Al的强化能够根据Co/3+Mo+4Al进行整理。以质量％计，若Co/3+Mo+4Al的值比8.0％小，则强度不充分，另一方面，若超过15.0％则强度过高，韧性有可能降低，因此Co/3+Mo+4Al为8.0～15.0％。优选的Co/3+Mo+4Al的范围是10.0～15.0％。

N与Ti结合而形成TiN或Ti(C、N)的夹杂物，特别是使超高循环区域下的疲劳强度降低的杂质元素。在含有Ti的马氏体时效钢中，为了防止粗大的TiN或Ti(C、N)的形成，需要抑制N使之大幅降低。但是，在几乎不含Ti的马氏体时效钢中，由于通常的真空熔融而混入的N量其不良影响很少，因此为0.03％以下。优选为0.01％以下，更优选为0.005％以下。

O形成氧化物系夹杂物，是使韧性、疲劳强度降低的杂质元素，因此限制在0.005％以下。优选为0.003％以下。

B使冷加工后进行固溶化处理时的旧奥氏体晶粒微细化，有助于强化，并且是具有抑制表面桔皮的效果的元素，必须添加。若B比0.01％少，则韧性降低，因此B为0.01％以下(不含0％)。优选为0.005％以下(不含0％)。能够更确实地使旧奥氏体晶粒微细化的优选的B的下限为0.0002％，更优选的下限为0.0003％。

在本发明中，能够含有Ca：0.01％以下、Mg：0.005％以下的1种以上。

本发明的马氏体时效钢，能够通过真空感应熔融或在真空感应熔融之后，再进行真空电弧重熔或电渣重熔等的真空气氛中的熔融来制造铸锭。但是，即使进行这些真空气氛中的熔融，完全消除非金属夹杂物仍存在技术性的困难。

本发明的情况下，存在以强度提高为目的而积极添加Al的情况，因此例如有超过25μm这样粗大而粗质的Al₂O₃夹杂物形成的危险性，和Al₂O₃聚集化的危险性。Al₂O₃夹杂物为硬质、高熔点，例如即使在热塑性加工中也几乎不会变形。因此，例如其会使冷轧时的辊上发生瑕疵，具有使金属带用马氏体时效钢的表面缺陷产生的可能性，因此，可以使Al₂O₃夹杂物成为与其他的氧化物的复合夹杂物，从而降低硬度，降低熔点。另外，优选与此同时添加能够防止聚集化的元素，以防止夹杂物缺陷。

作为对于使Al₂O₃夹杂物成为复合夹杂物有效的元素，可列举Si、Mn、Ca、Mg，但在本发明中，Si、Mn作为使韧性和延展性降低的元素要控制添加量。因此通过添加Si、Mn以外的Ca、Mg的1种以上，可以使Al₂O₃夹杂物成为复合夹杂物。另外，Ca、Mg还具有防止Al₂O₃夹杂物聚集化的效果。因此在本发明中，含有Ca：0.01％以下，划开还含有Mg：0.005％以下。

还有，为了确实地得到该Ca和Mg的效果，Ca以0.001％为下限，Mg以0.0001％为下限即可。

以上说明元素以外，是Fe和不可避免的杂质。

还有，以下的元素，如果在下述的范围，则也可以出于脱氧、脱硫等的目的而添加。

Zr≤0.01％

本发明的马氏体时效钢，在10％以上的冷加工后，以对应组成的适当的温度，例如780～1000℃左右的温度进行固溶处理，由此能够使旧奥氏体晶粒(在此，马氏体时效钢的情况下，所谓晶粒是指旧奥氏体晶粒)细粒化至ASTM No.10以上。

在本发明的马氏体时效钢中，通过使晶粒细粒化能够期望如下效果：能够稳定提高硬度、抗拉强度、疲劳强度、冲击韧性等，在钢带中能够使表面桔皮轻微等。

本发明的马氏体时效钢，如上述在2.5％以下的范围含有Al。

在本发明的马氏体时效钢中，全新的发现是，根据Al的含量，会产生马氏体时效钢表面的形状变粗这样的特征性的现象。其原因被推测是由于扩散系数高的Al经固溶化热处理等的高温处理和此气氛，导致在表面稠化，由此发生表面氧化。

若表面形状变粗，则例如将本发明的马氏体时效钢用于汽车用无极变速机所使用的动力传动用金属带时，低循环侧的疲劳破坏的危险性变高。因此，尽可能地将Al引起的表面形状保持平坦。

特别是在积极添加Al的马氏体时效钢中，为了使马氏体时效钢的表面平坦，可列举通过机械性的研磨和化学性的表面蚀刻而使表面平坦的方法，但在马氏体时效钢的原材的状态下，重要的是极力抑制Al的表面稠化。

在冷加工前的原材中，认为原材表面所形成的氧化层被除去，表面的Al稠化层也被除去，因此，特别是将冷加工中进行的固溶化处理气氛调整为Al难以与所说的氧和氮结合并成为氧化物和氧化物的气氛即可。例如，真空气氛、氢气氛、Ar气氛等即可。其中，从生产性的观点出发，优选能够连续处理冷轧材的氢气氛、Ar气氛。由于氢廉价，因此特别优选使用氢。

本发明的马氏体时效钢几乎不含Ti，该Ti会在表面形成具有阻碍氮化的可能性的稳定的氧化膜，因此能够容易地进行通常的气体氮化、气体软氮化、渗硫氮化、离子氮化、盐浴氮化等各种的氮化处理。另外，在不含Ti的金属带用马氏体时效钢中，关于容易降低的氮化层的压缩残余应力的绝对值，利用具有提高氮化硬度和氮化层的压缩残余应力的绝对值的效果的Cr、Al，也能够提高氮化层的压缩残余应力的绝对值。

另外，将调整到上述的本发明规定的化学组成范围内的马氏体时效钢形成为例如0.5mm以下的带状，作为金属带用马氏体时效钢的钢带，若对金属带用马氏体时效钢的钢带以适当的条件进行氮化处理，则几乎不会形成氮化物，而能够在表面形成20～40μm左右的薄的氮化层，能够赋予表面以大的压缩残余应力，能够期待疲劳特性的提高。

还有，表面的压缩残余应力高的方法被认为对疲劳特性有利，其控制可以通过适宜调整氮化层的厚度。

本发明的金属带用马氏体时效钢，具有高抗拉强度、高疲劳强度，容易进行氮化，因此适于汽车发动机的无极变速用金属带。

实施例

通过以下的实施例更详细地说明本发明。

以真空感应熔融炉熔化本发明的马氏体时效钢和比较钢，制造10kg的铸锭，实施均质化退火后，进行热锻。再通过热轧、冷轧制作约0.3mm厚的钢带，成为金属带用的马氏体时效钢。其后，以820～900℃进行固溶化处理，再以490℃进行时效处理后，在450～470℃下以氮化深度20～40μm这样的条件进行软氮化。

还有，固溶化处理在氢气氛中实施。本发明No.6和No.15的0.3mm厚的钢带表面的电子显微镜照片显示在图1和图2中。图1是积极添加有Al的马氏体时效钢，表面有一些粗，但是因为在氢气氛中进行固溶化处理，所以未确认到构成断裂的起点这样的表面缺陷。

图2是限制Al的马氏体时效钢，可知表面形状平坦。

表1中显示本发明马氏体时效钢No.1～8(积极添加Al)、钢No.11～16(限制Al)、现有钢和比较钢No.21～22的化学组成。在此，比较钢No.21是含有Ti的现有钢，比较钢No.22是不含Ti且不添加Cr、Al的马氏体时效钢。任意一种马氏体时效钢均将C调整到0.01％以下的范围，以防止焊接性的降低。另外，本发明钢的积极添加了Al的No.5、No.6添加有Mg。Mg含量No.5为10ppm，No.6为6ppm。另外，控制本发明的Al的本发明钢的No.15、No.16也添加了Mg。Mg含量No.15为7ppm，No.16为12ppm。

还有，在表中未显示，但在上述的本发明钢和比较钢的截面中，在1000倍的视野中随机对于10个视野，使用电子显微镜和X射线分析装置，进行微细夹杂物的观察、分析。其结果是，在除去比较钢No.21的全部的试验片中，未观察到超过3μm的TiN和Ti(C、N)的夹杂物。

另外，对于实施了后述的疲劳试验的本发明钢No.1、No.6、No.15，以1000倍用电子显微镜对10个视野进行截面观察，但未观察到Al₂O₃夹杂物。

另外，在表2中显示各试料时效后的旧奥氏体结晶粒度、抗拉强度、氮化处理后的内部硬度、表面硬度和氮化处理后的表面的残余应力。在此，表2中的残余应力的符号，+表示拉伸，-表示压缩，全部是压缩残余应力。另外，本发明钢之中，No.1、6、15和现有钢No.21、比较钢No.22以480℃时效后的疲劳试验结果显示在表3中。

疲劳试验有旋转弯曲、拉伸压缩、螺旋各种应力负荷样式，但是，由于将本发明的马氏体时效钢作为带材，所以适合负荷弯曲应力的评价方法。因此，在反复弯曲疲劳试验中，如果施加现有的马氏体时效钢会断裂的这样的高应力时而不断裂，则表明具有高疲劳强度。因此，以平均应力537MPa，最大应力1016MPa施加反复应力时，实施到断裂反复次数达到10⁷。

[表1]

(质量％)

钢No.	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Co	Ti	Al
												1	0.006	0.01	0.02	0.003	0.001	1.1	18.7	5.5	16.1	0.005	0.22
2	0.007	0.02	0.03	0.004	0.002	1.6	18.6	5.4	16.3	0.007	0.26
												3	0.004	0.02	0.01	0.003	0.001	0.9	18.8	5.6	12.9	0.009	1.10
4	0.005	0.01	0.03	0.004	0.002	1.2	18.5	5.3	14.2	0.011	0.86
												5	0.003	0.01	0.01	0.003	0.001	0.1	18.9	4.9	12.6	0.010	0.87
6	0.003	0.01	0.01	0.003	0.001	0.1	18.7	6.4	9.2	0.006	1.01
												7	0.003	0.01	0.01	0.002	0.001	0.6	18.9	5.5	12.7	0.007	0.52
8	0.004	0.02	0.01	0.003	0.002	0.4	18.7	6.4	9.3	0.009	0.59
												11	0.004	0.02	0.01	0.002	0.002	1.6	18.6	5.4	16.2	0.011	0.03
12	0.006	0.01	0.03	0.003	0.001	1.3	18.5	5.6	17.8	0.013	0.02
												13	0.005	0.03	0.02	0.002	0.002	2.6	18.9	5.7	16.6	0.009	0.05
14	0.003	0.02	0.02	0.003	0.001	2.2	18.7	5.2	15.9	0.012	0.04
												15	0.003	0.01	0.01	0.003	0.001	1.0	19.3	5.1	12.8	0.007	0.03
16	0.004	0.01	0.02	0.002	0.001	1.1	18.9	5.9	10.4	0.010	0.03
												21	0.004	0.02	0.02	0.002	0.001	-	18.7	4.9	9.2	0.470	0.09
22	0.006	0.03	0.02	0.004	0.002	-	17.9	5.1	15.8	0.008	0.03

钢No.	N	O	B	余量	Co/3+Mo+4Al	Al+Ti	参考
								1	0.0008	0.0010	0.0012	Fe和不可避免的杂质	11.7	0.225	本发明钢
2	0.0010	0.0012	0.0014	Fe和不可避免的杂质	11.9	0.267	本发明钢
								3	0.0007	0.0009	0.0018	Fe和不可避免的杂质	14.3	1.109	本发明钢
4	0.0013	0.0015	0.0011	Fe和不可避免的杂质	13.5	0.871	本发明钢
								5	0.0005	0.0009	0.0011	Fe和不可避免的杂质	12.6	0.880	本发明钢
6	0.0006	0.0008	0.0007	Fe和不可避免的杂质	13.5	1.016	本发明钢
								7	0.0009	0.0006	0.0006	Fe和不可避免的杂质	11.8	0.527	本发明钢
8	0.0011	0.0009	0.0008	Fe和不可避免的杂质	11.9	0.599	本发明钢
								11	0.0009	0.0011	0.0013	Fe和不可避免的杂质	10.9	0.041	本发明钢
12	0.0012	0.0008	0.0011	Fe和不可避免的杂质	11.6	0.033	本发明钢
								13	0.0008	0.0006	0.0010	Fe和不可避免的杂质	11.4	0.059	本发明钢
14	0.0011	0.0012	0.0014	Fe和不可避免的杂质	10.7	0.052	本发明钢
								15	0.0006	0.0018	0.0015	Fe和不可避免的杂质	9.5	0.037	本发明钢
16	0.0005	0.0009	0.0012	Fe和不可避免的杂质	9.5	0.040	本发明钢
								21	0.0008	0.0007	-	Fe和不可避免的杂质	8.3	0.479	现有例
22	0.0012	0.0011	-	Fe和不可避免的杂质	10.5	0.038	比较例

(注)：「-」表示未添加。

[表2]

(注)：表面残留应力是全部的压缩残留应力

[表3]

钢No.	反复断裂次数(次)	参考
			1	107(未断裂)	本发明钢
6	107(未断裂)	本发明钢
			15	346900	本发明钢
21	340500	现有钢

(注)疲劳试验以最大应力1016MPa，平均应力537MPa实施。

由表2可知，使用本发明的马氏体时效钢的金属带用马氏体时效钢，时效后的抗拉强度均在1700MPa以上，作为金属带用途具有充分的强度。特别是积极添加有Al的马氏体时效钢，时效后的抗拉强度为1900MPa以上。另外，在氮化后仍具有高的内部硬度、表面硬度和大的表面压缩残余应力，与含有Ti的现有钢No.21比较，可知也具有同等以上的特性。

另外，发明钢在添加B的效果下，旧奥氏体结晶粒度维持在ASTMNo.10以上的细粒。

另一方面，不添加Ti且没有添加Cr、Al的比较钢No.22，时效后的抗拉强度、表面硬度和表面压缩残余应力比本发明钢低。另外因为不含B，所以得到晶粒也稍粗的结果。

此外，由表3可知，本发明钢No.1、6时效后的疲劳试验结果是，反复断裂次数超过10⁷次。另外可知，本发明钢No.15也具有比现有钢No.21更优异的疲劳特性。另外本发明钢如上述与现有钢相比，氮化特性优异，因此通过氮化处理能够期待疲劳特性的进一步提高。

如此，使用本发明的马氏体时效钢的金属带用马氏体时效钢，能够达到比现有的马氏体时效多更高的疲劳强度。

产业上的利用可能性

本发明的马氏体时效钢，可以用于在严酷的条件下使用的金属带，因此能够适用于汽车用无极变速机等所使用的动力传动金属带这样要求有高抗拉强度、高疲劳强度的部件。

Claims (6)

1.一种马氏体时效钢，其特征在于，以质量％计，C：0.01％以下；Si：0.1％以下；Mn：0.1％以下；P：0.01％以下；S：0.005％以下；Ni：17.0～22.0％；Cr：0.1～4.0％；Mo：3.0～7.0％；Co：大于10.0％但在20.0％以下；Ti：0.01％以下；Al：低于0.1％；N：0.03％以下；O：0.005％以下；B：0.01％以下但不含0％；Co/3+Mo+4Al：8.0～15.0％，余量是Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的马氏体时效钢，其中，以质量％计，C：0.008％以下；Ni：大于18.0％但在22.0％以下；Mo：大于5.0％但在7.0％以下；Ti：0.05％以下；Co/3+Mo+4Al：10.0～15.0％。

3.根据权利要求1或2所述的马氏体时效钢，其中，以质量％计，Co：大于12.0％但在20.0％以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的马氏体时效钢，其特征在于，以质量％计，含有Ca：0.01％以下和Mg：0.005％以下中的一种以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的马氏体时效钢，其特征在于，结晶粒度以ASTM No.计为10以上的细粒。

6.一种金属带用马氏体时效钢，其特征在于，使用权利要求1～5中任一项所述的马氏体时效钢而成。

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