CN106065455B

CN106065455B - 具有改善的耐久性的渗碳合金钢及其制造方法

Info

Publication number: CN106065455B
Application number: CN201510729752.6A
Authority: CN
Inventors: 车星澈; 洪承贤
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: KR101705168B1; CN106065455A; EP3085795A1; EP3085795B1; KR20160124955A; US20160305006A1

Abstract

本发明提供了具有改善的耐久性的渗碳合金钢及其制造方法。基于该合金钢的总重量，渗碳合金钢包含0.1至0.35wt％的碳(C)、0.1至2wt％的硅(Si)、0.1至1.5wt％的锰(Mn)、0.5至1.5wt％的铬(Cr)、0.2至0.5wt％的钼(Mo)、0.1至0.6wt％的镍(Ni)、大于0wt％且小于或等于0.07wt％的铌(Nb)、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钒(V)、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钛(Ti)、大于0wt％且小于或等于0.015wt％的氮(N)、0.00002至0.00005wt％的硼(B)、作为主要成分的铁(Fe)。

Description

具有改善的耐久性的渗碳合金钢及其制造方法

相关申请的引用

本申请要求在35 U.S.C.§119下于2015年4月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2015-55104的优先权的权益，通过引用的方式将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本公开内容涉及具有改善的耐久性的渗碳合金钢及其制造方法，并且更具体地，涉及具有合适的构成成分和含量以有效地使合金钢的表面渗碳，因而改善了硬度、强度、韧性、疲劳强度、疲劳寿命等的渗碳合金钢，及其制造方法。

背景技术

最近，环境问题已经在全球各地增加，因此，已经在寻求降少燃料从而应对包括所有工业的这种问题的方法。为了减少燃料，提出的解决方案的实例包括改善车辆发动机的效率并降低车辆重量。通过降低车辆重量，车辆的燃料效率增加。然而，当降低车辆重量时，发生的问题在于，无法满足在车辆中所需要的强度和耐久性。因此，解决这种问题是车辆工业的最大目标。

因此，在汽车工业中，已经开发出各种环境友好的车辆从而将二氧化碳的排放量降低至95g/km，这比基于欧洲法规到2021年其现有的排放量低27％。此外，车辆制造商努力开发出一种技术从而减小尺寸并提高燃料经济性以满足54.5mpg(23.2km/l)，这是到2025年美国的公司平均燃料经济性(CAFE)的规定值。

通常，为了应对部件数量增加或重量增加，减轻了材料的重量。在这种情况下，作为重量减轻的方法，频繁使用用于实现材料的高强度或固化材料表面的热处理技术。此外，为了应对复杂的部件形状，使用精确连接、低变形焊接、和低变形热处理技术。除了这点外，使用降低由热处理引起的变形的技术、以及降低噪音和除尘技术。

特别地，已经开发出用于使车辆的燃料经济性最大化的发动机和变速器(transmission)的高性能和高效率的技术。这种技术包括增加齿轮数、新概念启动装置、高效率的双泵系统、融合混合动力技术、涉及自动/手动融合变速器和混合动力变速器的技术等。

在涉及发动机和变速器的技术中使用的合金钢用于发动机部件、变速器支架(carrier)、齿轮、轴、同步器毂(synchronizer hubs)等，并且基于发动机的重量，合金钢的使用比率对应于32至40％并且基于变速器的重量，合金钢的使用比率对应于约58至62wt％。特别是，在变速器的齿轮等中，关于实现轻量化和小型化的要求，不断需要开发出高强度和高耐久性的材料。然而，涉及小型化或改善燃料效率的技术具有的问题在于，由于燃烧、摩擦、磨损等导致施加至发动机部件的负荷增加，并且部件的质量下降以及耐久性寿命下降。

通常，变速器的齿轮将发动机动力直接传递至差动系统并有效地在两个或更多个轴之间传递旋转或动力，使得发动机动力适合于车辆的驱动状态，并同时接收弯曲应力和接触应力。当材料的耐久性对于齿轮不足时，频繁发生由于缺乏弯曲疲劳强度导致的疲劳失效(轮齿折断(tooth breakage))以及由于缺乏接触疲劳强度导致的疲劳损伤(点蚀(pitting))。因此，在齿轮中，需要诸如高硬度、强度、韧性、疲劳强度和疲劳寿命的物理性能。

作为上述需求的替代方案，目前，使用包含0.17至0.23wt％的碳(C)、0.5至0.7wt％的硅(Si)、0.45至0.75wt％的锰(Mn)、1.95至2.25wt％的铬(Cr)、0.015至0.035wt％的钼(Mo)、0.0015wt％的氧(O₂)等的渗碳钢如SCM820PRH。然而，当使用渗碳钢时，容易发生轮齿折断和点蚀(pitting)。

因此，已经开发出改善渗碳合金钢的物理性能如硬度、强度、韧性、疲劳强度、和疲劳寿命的技术，及其制造方法。

发明内容

本公开内容已努力提供一种渗碳合金钢及其制造方法，该渗碳合金钢包含碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钛(Ti)、氮(N)、硼(B)、钨(W)、锆(Zr)、钴(Co)、和钇(Y)从而改善如硬度、强度、和韧性的物理性能，因而改善耐久性。

本发明的示例性实施方式提供了一种渗碳合金钢，包括：基于该合金钢的总重量，作为主要成分的铁(Fe)、0.1至0.35wt％的碳(C)、0.1至2.0wt％的硅(Si)、0.1至1.5wt％的锰(Mn)、0.5至1.5wt％的铬(Cr)、0.2至0.5wt％的钼(Mo)、大于0wt％至0.07wt％或更少的铌(Nb)、0.1至0.6wt％的镍(Ni)、大于0wt％至0.5wt％或更少的钒(V)、大于0wt％至0.5wt％或更少的钛(Ti)、大于0wt％至0.015wt％或更少的氮(N)、以及0.00002至0.00005wt％的硼(B)。

本发明的渗碳合金钢进一步包含钨(W)，并且在这种情况下，钨(W)的含量可以是大于0wt％至0.4wt％或更少。

本发明的渗碳合金钢进一步包含锆(Zr)，并且在这种情况下，锆(Cr)的含量可以是大于0wt％至0.01wt％或更少。

本发明的渗碳合金钢进一步包含钴(Co)，并且在这种情况下，钴(Co)的含量可以是大于0wt％至5wt％或更少。

本发明的渗碳合金钢进一步包含钇(Y)，并且在这种情况下，钇(Y)的含量可以是大于0wt％至2wt％或更少。

本发明的渗碳合金钢进一步包含钨(W)、锆(Zr)、钴(Co)、或钇(Y)中的一种或多种，并且钨(W)的含量可以是大于0wt％至0.4wt％或更少，锆(Zr)的含量可以是大于0wt％至0.01wt％或更少，钴(Co)的含量可以是大于0wt％至5wt％或更少，以及钇(Y)的含量可以是大于0wt％至2wt％或更少。

本发明的另一个示例性实施方式提供了一种制造渗碳合金钢方法，该方法包括：将用于渗碳的合金钢的材料混合；将该合金钢在930至980℃渗碳1.6至4小时；将渗碳的合金钢在80至120℃进行油淬火；以及将油淬火的合金钢在150至200℃回火1至3小时。

本发明的又一个示例性实施方式提供了一种通过使用渗碳合金钢制造的用于车辆的变速器(传动装置，transmission)。

根据本发明的渗碳合金钢、以及制造该渗碳合金钢的方法，所述渗碳合金钢包括，基于该合金钢的总重量，作为主要成分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钛(Ti)、氮(N)、硼(B)、钨(W)、锆(Zr)、钴(Co)、和钇(Y)，改善了材料的耐久性如硬度、强度、韧性、疲劳强度、和疲劳寿命。此外，可以获得高度强化(strengthening)的渗碳合金钢，并因此使厚度减小，重量减轻约20％等，以确保在车辆设计中的自由度并降低制造成本。

根据通过使用本发明的渗碳合金钢制造的用于车辆的变速器，可以改善车辆的耐久性并减少车辆的重量，因而提高燃料效率并防止环境污染。

具体实施方式

在下文中，将详细描述本发明构思的示例性实施方式。在此之前，基于发明人可以以最佳方式适当定义术语的概念以描述他/她自己的发明构思，不应将在本发明说明书和权利要求书中所使用的术语或词语解释为限于通常的或字典的含义，而应当将其解释为具有符合本公开内容的技术精神的含义和概念。因此，在本发明说明书中描述的实施方式仅仅是本发明构思的示例性实施方式，但并不代表本发明的所有技术精神。因此，应当理解的是，在提交本申请时，存在各种替换实施方式的等同物和修改。

在下文中，将详细描述本公开内容。本发明涉及具有改善的耐久性的渗碳合金钢及其制造方法，并且在一个方面，本公开内容涉及具有改善的耐久性的渗碳合金钢。

根据本公开内容的具有改善的耐久性的渗碳合金钢，基于该合金钢的总重量，可以包含作为主要成分的铁(Fe)、0.1至0.35wt％的碳(C)、0.1至2wt％的硅(Si)、0.1至1.5wt％的锰(Mn)、0.5至1.5wt％的铬(Cr)、0.2至0.5wt％的钼(Mo)、0.1至0.6wt％的镍(Ni)、大于0wt％至0.07wt％或更少的铌(Nb)、大于0wt％至0.5wt％或更少的钒(V)、大于0wt％至0.5wt％或更少的钛(Ti)、大于0wt％至0.015wt％或更少的氮(N)、以及0.00002至0.00005wt％的硼(B)。

可以通过选择性地添加大于0wt％至0.4wt％或更少的钨(W)、大于0wt％至0.01wt％或更少的锆(Zr)、大于0wt％至5wt％或更少的钴(Co)、或大于0wt％至2wt％或更少的钇(Y)中的至少一种或多种形成本公开内容。

更详细地，为何构成根据本发明的渗碳合金钢的成分的数值受到限制的理由如下。

(1)0.1至0.35wt％的碳(C)

碳(C)是化学成分之中最强的填隙基体强化元素(interstitial matrixstrengthening element)，并与如铬(Cr)的元素结合以形成碳化物，因此改善强度、硬度等，增加表面硬度，并且在渗碳期间产生沉淀碳化物。

为了上述作用，基于合金钢的总重量，碳(C)的含量可以是约0.1至0.35wt％。在此，在碳(C)的含量小于约0.1wt％的情况下，可能降低合金钢的强度，并且可能难以通过渗碳确保硬度。在另一方面，在碳(C)的含量大于约0.35wt％的情况下，由于过度渗碳使合金钢的芯部硬度(corehardness)增加，从而降低合金钢的总韧性。

(2)0.1至2wt％的硅(Si)

当过量添加时，硅(Si)阻碍渗碳，但是作为去氧剂(deoxidizer)抑制合金钢形成针孔，通过固溶在基体中的固溶强化效应增加了合金钢的强度，并且增加了碳(C)的活性等。

为了上述作用，基于该合金钢的总重量，硅(Si)的含量可以是约0.1至2.0wt％。在此，在硅(Si)的含量小于约0.1wt％的情况下，几乎不存在去氧剂的效果，而在另一方面，在硅(Si)的含量大于约2.0wt％的情况下，存在的问题在于，过度增加基体的固溶强化效应从而减少可成形性、渗碳性能等。

(3)0.1至1.5wt％的锰(Mn)

锰(Mn)改善合金钢的淬火性能并且改善合金钢的强度等。为了上述作用，锰(Mn)的含量可以是约0.1至1.5wt％。

在此，当锰(Mn)的含量小于约0.1wt％时，可能不能确保充分的淬火性能等。在另一方面，当锰(Mn)的含量大于约1.5wt％时，发生晶界氧化，并且降低了合金钢的机械性能。

(4)1.5至3.0wt％的铬(Cr)

铬(Cr)改善了合金钢的淬火性能，提供淬透性(hardenability)以及使合金钢的组织微粉化(micronizing)，并通过与碳(C)反应形成细的碳化物来促进渗碳并减少渗碳时间。此外，增加了沉淀碳化物和渗碳体(cementite)的形成。

为了上述的作用，铬(Cr)的含量是约1.5至3.0wt％。当铬(Cr)的含量小于约1.5wt％时，降低了碳化物形成效果。当铬(Cr)的含量大于约3.0wt％时，合金钢的韧性降低，发生晶界氧化，并且根据含量增加的效果对于导致制造成本的增加是微不足道的。

(5)0.2至0.5wt％的钼(Mo)

钼(Mo)增加了碳化物的形成，增加了在高温下的稳定性，并且降低了碳的活性。此外，钼(Mo)改善了合金钢的淬透性、韧性等，并提供了合金钢在淬火或回火之后的耐脆性(brittleness resistance)。

钼(Mo)的含量可以是约0.2至0.5wt％。在此，当钼(Mo)的含量小于约0.2wt％时，可能不能充分确保合金钢的淬透性和韧性等，并且在另一个方面，当钼(Mo)的含量大于约0.5wt％时，合金钢的可加工性(机械加工性)和生产率等降低。

(6)大于0wt％至0.07wt％或更少的铌(Nb)

铌(Nb)与氮结合以形成氮化物等从而使晶粒微粉化，升高重结晶温度，并且促进高温渗碳，因此改善合金钢的淬透性和韧性等。在此，铌(Nb)的含量可以是大于0wt％至约0.07wt％或更少。

当铌(Nb)的含量大于约0.07wt％时，铌(Nb)是饱和的并且韧性、可加工性、生产率等降低。在另一个方面，当不包含铌(Nb)时，难以在高温下进行渗碳工艺。

(7)大于0wt％至0.3wt％或更少的钒(V)

钒(V)形成沉淀物如碳化物，通过沉淀强化效应强化基体组织，改善强度和耐磨性，并且使晶粒微粉化。另外，钒(V)降低了碳活性。

为了上述作用，钒(V)的含量可以是大于0wt％至约0.3wt％或更少。在此，在其中钒(V)的含量大于约0.3wt％的情况下，可能更加降低了合金钢的韧性和硬度等。

(8)大于0wt％至0.2wt％或更少的钛(Ti)

钛(Ti)形成碳氮化物以抑制晶粒的生长并且改善高温稳定性、强度、韧性等。

在此，钛(Ti)的含量可以是大于0wt％至约0.2wt％或更少。当钛(Ti)的含量大于约0.2wt％时，形成粗沉淀物，并且由于其低温冲击性能降低和效果饱和，使制造成本增加。

(9)大于0wt％至0.015wt％或更少的氮(N)

氮(N)稳定奥氏体，使其晶粒微粉化，并改善合金钢的拉伸强度、屈服强度、以及伸长率等。然而，由于形成杂质，所以可能会降低耐久性寿命(durability life)。在此，氮(N)的含量可以是大于0wt％至约0.015wt％或更少。

当氮(N)的含量大于约0.015wt％时，可能会引起脆性并且可能会降低耐久性寿命等。

(10)0.00002至0.00005wt％的硼(B)

硼(B)改善了合金钢的淬透性、拉伸强度、抗冲击性、和强度等，并且防止了腐蚀。然而，可焊接性降低。

对于此，在本公开内容中，硼(B)的含量可以是约0.00002至0.00005wt％。当硼(B)的含量小于约0.00002wt％时，则难以确保合金钢足够的淬透性。在另一方面，当硼(B)的含量大于约0.00005wt％时，韧性、延展性、抗冲击性等降低。

(11)0.1至0.6wt％的镍(Ni)

镍(Ni)改善了耐热性和韧性。在此，镍(Ni)的含量可以是约0.1至0.6wt％。

当镍(Ni)的含量小于约0.1wt％时，可能不能确保足够的耐热性和韧性。在另一个方面，当镍(Ni)的含量大于约0.6wt％时，合金钢的可加工性(机械加工性)和生产率等降低。

(12)大于0wt％至0.4wt％或更少的钨(W)

钨形成沉淀碳化物从而改善高温下的耐磨性和韧性。然而，钨抑制组织的生长从而降低耐氧化性(scale resistance)。

因此，在本公开内容中，钨的含量可以是大于0wt％至0.4wt％或更少。当钨的含量大于0.4wt％时，过度形成沉淀碳化物并且韧性降低。

(13)大于0wt％至0.01wt％或更少的锆(Zr)

锆形成沉淀并去除氮(N)、氧(O)、和硫(S)从而延长其寿命，并降低非金属内含物(inclusion)的尺寸。

因此，在本公开内容中，锆的含量可以是大于0wt％至0.01wt％或更少。在此，如果锆的含量大于0.01wt％，则形成ZnO₂并且锆的效果达到饱和从而增加制造成本。

(14)大于0wt％至5wt％或更少的钴(Co)

钴抑制了高温下颗粒(grain)的生长从而增加淬火性能。而且，温度升高并且维持强度，因此，耐磨性增加。此外，钴改善可加工性。然而，钴不能形成碳化物并且与耐腐蚀性不相关。

因此，在本公开内容中，钴的含量可以是大于0wt％至5wt％或更少。当含量大于5wt％时，钴可能不能完全形成碳化物和其效果达到饱和因而增加制造成本。

(15)大于0wt％至2wt％或更少的钇(Y)

钇增加了在高温下的稳定性，改善了在高温下的耐热性和韧性，并且当暴露于高温时形成防止氧化和腐蚀的渗透阻挡氧化物表面。此外，耐咬合性(seizure resistance)和耐化学性在高温下变得优异。

因此，钇的含量可以是大于0wt％至2wt％或更少。当钇的含量大于2wt％时，钇扰乱另外的元素的作用，降低了可焊性，并且制造成本增加。

由于根据本公开内容的渗碳合金钢具有较好的硬度、强度、韧性、疲劳强度、和疲劳寿命，所以可以将渗碳合金钢应用于车辆部件等，或者应用于自动或手动变速器等。更具体地，可以将渗碳合金钢应用于支架、环形齿轮、齿轮、轴、同步器毂等。

在下文中，描述了本发明构思的另一个实施方式的制造具有改善的耐久性的渗碳合金钢的方法。

参考公知的技术，本领域普通技术人员可以制造根据本公开内容的具有改善的耐久性的渗碳合金钢。更具体地，根据本公开内容的制造具有改善的耐久性的渗碳合金钢的方法包括：将用于渗碳的合金钢的材料混合；在约930至980℃使合金钢渗碳约1.6至4小时；在约80至120℃对渗碳合金钢进行油淬火；以及在约150至200℃对油淬火的合金钢回火约1至3小时等。

混合步骤可以包括：通过将选自钨(W)、锆(Zr)、钴(Co)、和钇(Y)中的一种或者多种元素添加到碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo)、铌(Nb)、钒(V)、镍(Ni)、钛(Ti)、氮(N)、或硼(B)中混合用于渗碳的合金钢的材料。

在此，当在渗碳的步骤中热处理温度低于约930℃时，由于热处理时间增加，所以生产率降低。当热处理时间小于约1.6小时时，由于供给、注入、以及扩散碳(C)具有相对短的处理时间，所以可能不能充分进行渗碳。

在另一个方面，当热处理温度高于约980℃时，可能发生合金钢的重结晶从而降低机械性能，并且当热处理时间大于约4小时时，涉及发生过度渗碳以及热变形并且增加了制造成本。

在油淬火的步骤中，油淬火温度低于约80℃。在回火的步骤中，回火温度低于约150℃。由于没有形成残余奥氏体，所以可能难以确保合金钢的韧性。当回火时间小于约1小时时，脆性的减轻(relaxation)是不充分的，材料偏差是严重的，并且难以确保韧性。

在另一个方面，当油淬火温度高于约120℃或回火温度高于约200℃时，由于在淬火工艺期间残余奥氏体的增加，所以可能降低合金钢的疲劳性能等。当回火时间大于约3小时时，由于合金钢硬度的快速降低，所以可能难以改善耐久性寿命等。

在下文中，描述了通过使用根据本发明另一个示例性实施方式的具有改善的耐久性的渗碳合金钢制造的用于车辆的变速器。

参考公知的技术，本领域技术人员可以适当地制造使用根据本公开内容的具有改善的耐久性的渗碳合金钢制造的用于车辆的变速器。更详细地，当通过使用渗碳合金钢制造用于车辆的变速器时，获得了相应材料的高度强化，因此，通过厚度减小，重量减轻约20％等，可以确保在车辆设计中的自由度并且可以降低制造成本。因此，车辆的耐久性增加，并且实现车辆的重量减轻，因此，燃料效率增加，并且防止了环境污染。

[实施例]

在下文中，将通过实施例更详细描述本公开内容。这些实施例仅用于说明本公开内容，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，不应将本公开内容的范围解释为由这些实施例限制。

为了比较根据本公开内容的具有改善的耐久性的渗碳合金钢的物理性能，将在下表2中描述的渗碳温度和时间、淬火油温度、和回火温度和时间的条件应用至具有以下表1中描述的成分的比较例和实施例，制备了具有以下表1中描述的成分的比较例和实施例。

[表1]

分类	单位	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	比较例5	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
											C	wt％	0.19	0.20	0.22	0.34	0.17	0.33	0.18	0.29	0.19
Si	wt％	0.63	0.62	0.63	0.52	1.85	0.55	1.86	0.54	1.78
											Mn	wt％	0.65	0.61	0.58	0.71	1.21	0.78	1.23	0.75	1.22
Cr	wt％	2.06	3.64	3.73	1.34	0.61	1.38	0.63	1.22	0.86
											Ni	wt％	-	-	-	0.15	0.57	0.12	0.59	0.17	0.69
Mo	wt％	0.38	-	0.16	0.23	0.44	0.21	0.47	0.24	0.48
											Nb	wt％	0.029	0.026	0.025	0.024	0.067	0.022	0.066	0.026	0.064
V	wt％	-	-	-	0.16	0.44	0.13	0.47	0.15	0.44
											Ti	wt％	-	0.0018	-	0.15	0.45	0.18	0.46	0.19	0.45
B	wt％	-	0.013	-	0.000013	0.000042	0.000046	0.000026	0.000046	0.0025
											N	wt％	0.0076	0.0067	0.0083	0.0067	0.0062	0.006	0.0053	0.006	0.0053
W	wt％	-	-	-	0.21	0.13	0.22	0.15	0.25	0.35
											Zr	wt％	-	-	-	0.003	0.005	0.004	0.007	0.005	0.006
Co	wt％	-	-	-	5.15	-	-	-	4.92	-
											Y	wt％	-	-	-	-	2.13	-	-	-	1.86

表1是其中将根据相关技术的合金钢的比较例1至3的构成成分和含量与根据本公开内容的实施例1和2的构成成分和含量进行比较的表。

[表2]

表2是其中在具有表1的构成成分和含量的比较例1至3和实施例1和2的制造条件之间比较渗碳温度和时间、淬火油温度、和回火温度和时间的表。在此，所有比较例1至3和实施例1和2均满足根据本公开内容的渗碳温度和时间、淬火油温度、以及回火温度和时间。

[表3]

表3是其中在根据表2的条件制造具有表1的构成成分和含量的比较例1至3和实施例1和2以后，比较表面硬度、芯部硬度、拉伸强度、屈服强度、渗碳深度、冲击值、旋转弯曲强度、接触疲劳寿命、沉淀部分、和马氏体部分的表。

表面硬度和芯部硬度通过使用显微维氏硬度测试仪(Micro Vickers Hardnesstester)根据KS B 0811测量方法测量，并且在旋转弯曲强度的情况下，根据KS B ISO 1143测量方法在最大弯曲力矩(maximum flection moment)为约20kgfm、旋转数为约200至3000RPM、最大负载为约100kg或更少、以及220V和7KW的三相电源的条件下，通过使用约4mm的标准线直径经由旋转弯曲疲劳测试仪测量L10寿命。

L10寿命是试样的额定疲劳寿命(rating fatigue life)，并且是指直到损坏试样的约10％的旋转弯曲疲劳测试仪的总旋转数。进一步地，在接触疲劳的情况下，在试样中形成裂缝之前用于接触疲劳测试的辊的旋转数是在表面压力为约332kg/mm²、润滑剂温度为约80℃、以及润滑剂量为约1.2l/min的条件下通过使用接触疲劳试验仪器测量的。

实施例1、2、3、和4的所有表面硬度和芯部硬度高于比较例的表面硬度和芯部硬度，并且实施例的拉伸强度和屈服强度高于比较例的拉伸强度和屈服强度。实施例的渗碳深度也大于比较例的渗碳深度，并且与比较例的冲击值、旋转弯曲强度、和接触疲劳寿命相比，还改善了实施例的冲击值、旋转弯曲强度、和接触疲劳寿命。另外，可以证实，改善了沉淀和马氏体部分。

因此，可以证实，与比较例相比，在根据本公开内容的实施例中，表面硬度优于约10％，芯部硬度优于约12％，拉伸强度和屈服强度各自优于约5％，渗碳深度优于约7％，冲击值优于约52％，旋转弯曲强度优于约24％，以及接触疲劳寿命优于约72％。

如上所述，已经关于本公开内容的具体实施方式描述了本公开内容，但是实施方式仅仅是说明性的并且本公开内容不限于此。本公开内容所属领域中的技术人员可以在不背离本发明的范围的情况下对描述的实施方式进行改变或修改，并且本发明的技术精神和所附的描述的权利要求书的等同范围和内，各种变化和修改是可能的。

Claims

1.一种渗碳合金钢，包含：

基于所述渗碳合金钢的总重量，0.1至0.35wt％的碳C、0.1至2.0wt％的硅Si、0.1至1.5wt％的锰Mn、0.5至1.5wt％的铬Cr、0.2至0.5wt％的钼Mo、大于0wt％且小于或等于0.07wt％的铌Nb、0.1至0.6wt％的镍Ni、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钒V、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钛Ti、大于0wt％且小于或等于0.015wt％的氮N、0.00002至0.00005wt％的硼B、大于0wt％且小于或等于0.01wt％的锆Zr、大于0wt％且小于或等于2wt％的钇Y以及作为主要成分的铁Fe。

2.根据权利要求1所述的渗碳合金钢，进一步包含钨W。

3.根据权利要求2所述的渗碳合金钢，其中，钨W的含量大于0wt％且小于或等于0.4wt％。

4.根据权利要求1所述的渗碳合金钢，进一步包含钴Co。

5.根据权利要求4所述的渗碳合金钢，其中，钴Co的含量大于0wt％且小于或等于5wt％。

6.根据权利要求1所述的渗碳合金钢，进一步包含钨W和钴Co。

7.根据权利要求6所述的渗碳合金钢，其中，钨W的含量大于0wt％且小于或等于0.4wt％，并且钴Co的含量大于0wt％且小于或等于5wt％。

8.一种制造渗碳合金钢的方法，所述方法包括以下步骤：

将用于使合金钢渗碳的合金钢的材料混合；

将所述合金钢在880至940℃渗碳1.5至2小时；

将渗碳的合金钢在80至120℃进行油淬火；以及

将油淬火的合金钢在170至200℃回火1至3小时，

其中，基于所述渗碳合金钢的总重量，所述渗碳合金钢包含：0.1至0.35wt％的碳C、0.1至2.0wt％的硅Si、0.1至1.5wt％的锰Mn、0.5至1.5wt％的铬Cr、0.2至0.5wt％的钼Mo、大于0wt％且小于或等于0.07wt％的铌Nb、0.1至0.6wt％的镍Ni、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钒V、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的钛Ti、大于0wt％且小于或等于0.015wt％的氮N、0.00002至0.00005wt％的硼B、大于0wt％且小于或等于0.01wt％的锆Zr、大于0wt％且小于或等于2wt％的钇Y以及作为主要成分的铁Fe。

9.一种通过使合金钢渗碳制造的用于车辆的变速器，