CN106555129A - 一种含氮不锈轴承钢及制备方法 - Google Patents

一种含氮不锈轴承钢及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106555129A
CN106555129A CN201611097136.4A CN201611097136A CN106555129A CN 106555129 A CN106555129 A CN 106555129A CN 201611097136 A CN201611097136 A CN 201611097136A CN 106555129 A CN106555129 A CN 106555129A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing steel
stainless bearing
nitrogenous
air cooling
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611097136.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙瑞涛
李永栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mechanical Science Research Institute (qingdao Branch)
Original Assignee
Mechanical Science Research Institute (qingdao Branch)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mechanical Science Research Institute (qingdao Branch) filed Critical Mechanical Science Research Institute (qingdao Branch)
Priority to CN201611097136.4A priority Critical patent/CN106555129A/zh
Publication of CN106555129A publication Critical patent/CN106555129A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

本发明的一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N：0.25～0.67％；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％；Si≤0.80％；Mn≤0.70％；Se≤0.02％；Al≤0.03％；Re≤0.03％；余量为Fe。本发明还提供了上述含氮不锈轴承钢的制备方法。本发明通过加入Al、Si推迟脆化温度范围，Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性；V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性；Mo能提高回火稳定性;Re可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒，W、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1时，能够提高钢的热强性。而采用两段退火处理能够保证产品的硬度。

Description

一种含氮不锈轴承钢及制备方法
技术领域
本发明属于合金材料领域，具体是一种含氮马氏体不锈轴承钢及制备方法。
背景技术
氮作为钢中一重要的合金元素，能够提高不锈钢的力学性能和耐烛性能，氮在马氏体不锈钢中与其它元素形成氮化物分布于晶界上 , 提高硬化能力 , 防止高温回火时奥氏体、铁素体晶粒的长大；不仅能显著提高材料的表面硬度和抗磨损性能，还能替代昂贵的镍以增强材料的耐腐蚀性能。因此，含氮马氏体不锈钢以其良好的强度、硬度和耐磨性、优异的耐腐蚀性和疲劳韧性，成为高性能轴承钢的一种新选择。而马氏体不锈钢作为轴承应用时，力求将其中的各元素含量调整到最佳配比，以达到在经济、性能、工艺等方面的最优化。
发明内容
本发明的一种含氮不锈轴承钢，通过调整各元素的配比，并对应制备方法，能够使不锈轴承钢在耐腐蚀性能、力学性能、耐高温性能、硬度各方面的优化，达到延长不锈轴承钢的使用寿命的目的。
一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N ：0.25 ～0.67％ ；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W ：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％； Si ≤ 0.80％ ；Mn ≤ 0.70％ ；Se≤ 0.02％ ；Al ≤ 0.03％ ；Re≤0.03％；余量为 Fe。
进一步的，所述的各组分重量百分含量为：C：0.20％；N ：0.45％；Co ：0.20％；Cr：18.00％；W ：0.75％；Mo ：0.75％；V ：0.15%；Ni ：2.00％； Si ：0.50％ ；Mn ： 0.50％ ；Se ： 0.015％ ；Al ：0.02％ ；Re ： 0.015％；余量为 Fe。
优选的，所述的W 、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1。
一种含氮马氏体不锈轴承钢的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V 、Mo、 Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3450-3800℃，精炼15-18min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼5-8min后，浇铸成电渣电极棒。
步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O5 2以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。
步骤3、将电渣锭在1500±50℃时，处于真空环境下保温5-8h，之后锻造成棒材。
步骤4、热处理：两段退火法热处理：第一次600-750℃、空冷；第二次550-650℃、空冷；淬火：温度为1060-1100℃，并保温30-50min；回火：140-160℃×4-6h。
进一步的，所述的步骤4中的两段退火法热处理：第一次650℃、空冷；第二次600℃、空冷，淬火：温度为1060℃，并保温50min，回火：160℃×4h。
本发明通过加入Al、 Si推迟脆化温度范围，Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性； V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性； Mo能提高回火稳定性; Re可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒，W 、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1时，能够提高钢的热强性。而采用两段退火处理能够保证产品的硬度。
具体实施方式
实施例1
一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.20％；N ：0.45 ％；Co ：0.20％；Cr：18.00％；W ：0.75％；Mo ：0.75％；V ：0.15%；Ni ：2.00％； Si ：0.50％ ；Mn ： 0.50％ ；Se ： 0.015％ ；Al ：0.02％ ；Re ： 0.015％；余量为 Fe。
步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V 、Mo、 Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3600-3800℃，精炼15min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼8min后，浇铸成电渣电极棒。
步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O5 2以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。
步骤3、将电渣锭在1450℃时，处于真空环境下保温5h，之后锻造成棒材。
步骤4、热处理：退火：第一次650℃、空冷；第二次600℃、空冷；淬火：温度为1060℃，并保温50min；回火：160℃×4h。
实施例2
一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18％；N ：0.50％ ；Co：0.50％；Cr：14.00％；W ：1.40％；Mo：1.4％；V：≤0.15%；Ni：1.00％； Si ： 0.30％ ；Mn : 0.40％ ；Se：0.01％ ；Al ： 0.03％ ；Re：0.03％；余量为 Fe。
一种含氮马氏体不锈轴承钢的制备方法：
步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V 、Mo、 Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3450-3600℃，精炼18min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼6min后，浇铸成电渣电极棒。
步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O5 2以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。
步骤3、将电渣锭在1550℃时，处于真空环境下保温8h，之后锻造成棒材。
步骤4、热处理：退火：第一次750℃、空冷；第二次550℃、空冷；淬火：温度为1100℃，并保温35min；回火：150℃×5.5h。
对实施例1与实施例2得到的含氮不锈轴承钢的腐蚀性能进行测试：
在盐雾环境中的腐蚀形态以点蚀为主。腐蚀面积随着腐蚀时间的延长没有显著增大，当腐蚀时间达到120 h 时，腐蚀面积比仅为0. 40%，抗盐雾腐蚀能力明显提高；一次共晶碳化物含量减少，碳化物尺寸控制在了较好的范围内。

Claims (5)

1.一种含氮不锈轴承钢，其特征在于：各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N ：0.25 ～ 0.67％ ；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W ：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％； Si ≤ 0.80％ ；Mn ≤ 0.70％ ；Se≤ 0.02％ ；Al ≤ 0.03％；Re≤ 0.03％；余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢，其特征在于，所述的各组分重量百分含量为：C：0.20％；N ：0.45％；Co ：0.20％；Cr ：18.00％；W ：0.75％；Mo ：0.75％；V ：0.15%；Ni：2.00％； Si ：0.50％ ；Mn ： 0.50％ ；Se ： 0.015％ ；Al ：0.02％ ；Re ： 0.015％；余量为 Fe。
3.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢，其特征在于，所述的W 、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1。
4.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V 、Mo、 Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3450-3800℃，精炼15-18min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼5-8min后，浇铸成电渣电极棒；
步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O5 2以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭；
步骤3、将电渣锭在1500±50℃时，处于真空环境下保温5-8h，之后锻造成棒材；
步骤4、热处理：两段退火法热处理：第一次600-750℃、空冷；第二次550-650℃、空冷；淬火：温度为1060-1100℃，并保温30-50min；回火：140-160℃×4-6h。
5.根据权利要求4所述的含氮不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：所述的步骤4中的两段退火法热处理：第一次650℃、空冷；第二次600℃、空冷，淬火：温度为1060℃，并保温50min，回火：160℃×4h。
CN201611097136.4A 2016-12-02 2016-12-02 一种含氮不锈轴承钢及制备方法 Pending CN106555129A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611097136.4A CN106555129A (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种含氮不锈轴承钢及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611097136.4A CN106555129A (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种含氮不锈轴承钢及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106555129A true CN106555129A (zh) 2017-04-05

Family

ID=58446029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611097136.4A Pending CN106555129A (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种含氮不锈轴承钢及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106555129A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108005138A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 宣城市安工大工业技术研究院有限公司 一种多功能遥控拆除机器人
WO2018107311A1 (zh) * 2016-12-12 2018-06-21 孙瑞涛 一种含氮不锈轴承钢及制备方法
CN111254356A (zh) * 2020-03-20 2020-06-09 浙江天马轴承集团有限公司 一种高强高氮稀土不锈轴承钢
CN113088623A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 安徽富凯特材有限公司 一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002030394A (ja) * 2000-07-17 2002-01-31 Riken Corp 耐スカッフィング性、耐クラッキング性及び耐疲労性に優れたピストンリング及びその製造方法、並びにピストンリングとシリンダーブロックの組合わせ
CN1876881A (zh) * 2005-06-02 2006-12-13 大同特殊钢株式会社 塑料成形模具用钢
CN101117688A (zh) * 2007-09-14 2008-02-06 上海材料研究所 一种新型不锈轴承钢及其制造方法
CN101880833A (zh) * 2010-06-29 2010-11-10 上海材料研究所 一种采用稀土微合金化的不锈轴承钢及其制备方法
CN102345070A (zh) * 2011-11-02 2012-02-08 成都天马铁路轴承有限公司 一种氮钒铌不锈轴承钢

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002030394A (ja) * 2000-07-17 2002-01-31 Riken Corp 耐スカッフィング性、耐クラッキング性及び耐疲労性に優れたピストンリング及びその製造方法、並びにピストンリングとシリンダーブロックの組合わせ
CN1876881A (zh) * 2005-06-02 2006-12-13 大同特殊钢株式会社 塑料成形模具用钢
CN101117688A (zh) * 2007-09-14 2008-02-06 上海材料研究所 一种新型不锈轴承钢及其制造方法
CN101880833A (zh) * 2010-06-29 2010-11-10 上海材料研究所 一种采用稀土微合金化的不锈轴承钢及其制备方法
CN102345070A (zh) * 2011-11-02 2012-02-08 成都天马铁路轴承有限公司 一种氮钒铌不锈轴承钢

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018107311A1 (zh) * 2016-12-12 2018-06-21 孙瑞涛 一种含氮不锈轴承钢及制备方法
CN108005138A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 宣城市安工大工业技术研究院有限公司 一种多功能遥控拆除机器人
CN111254356A (zh) * 2020-03-20 2020-06-09 浙江天马轴承集团有限公司 一种高强高氮稀土不锈轴承钢
CN113088623A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 安徽富凯特材有限公司 一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106661705B (zh) 渗碳合金钢及其制备方法和应用
CN104018083B (zh) 含氮不锈轴承钢及制备方法
CN108220816A (zh) 一种低铬抗冲击高温耐磨合金钢及其制备方法
CN101210302B (zh) 一种中低碳贝氏体高强高韧钢及其制造方法
CN102367558B (zh) 一种泵用含硼低合金耐磨钢
CN102453843B (zh) 一种铁素体耐热钢
CN106555129A (zh) 一种含氮不锈轴承钢及制备方法
CN105002439A (zh) 一种布氏硬度400级耐磨钢及其制造方法
JP2014177710A (ja) 鋼の焼入方法
CN112522570A (zh) 一种耐磨强韧多元合金铸球及其制备方法
CN104694827A (zh) 一种高强度耐磨铸造中碳钢及其制备方法
CN113637889A (zh) 一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法
CN104532130A (zh) 一种湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板及制备方法
CN106893941B (zh) 一种低合金耐磨钢及其热处理方法
CN105970109A (zh) 一种高性能热作钢及其制备方法
CN103805866A (zh) 一种耐磨钢球的制备工艺
JP3565960B2 (ja) 軸受用鋼、軸受および転がり軸受
CN112708826B (zh) 一种适用于超厚截面改良型9%Ni钢及其制备方法
WO2019029533A1 (zh) 铸钢、铸钢的制备方法及其应用
CN103805909A (zh) 一种奥氏体热作模具钢的制备方法
CN110055470B (zh) 一种集装箱角件及其热处理工艺
CN108118245A (zh) 一种耐磨齿板用新型低合金耐磨钢及其热处理方法
CN107460405A (zh) 超高硬度超高强度特质钢及其生产方法
CN107287497A (zh) 高珠光体高韧性球墨铸铁及其表面处理工艺
CN106521294B (zh) 一种Si-Mn合金化耐磨铸钢的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Jiaozhou City, Shandong province 266300 Qingdao City Huiying economic and Technological Development Zone, South First Street

Applicant after: Qingdao Branch Co., Ltd. of Mechanical Science Research Institute

Address before: Jiaozhou City, Shandong province 266300 Qingdao City Huiying economic and Technological Development Zone, South First Street

Applicant before: Qingdao Branch of China Academy of Machinery Science and Technology

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170405