DE102015220728A1

DE102015220728A1 - Lagerstahl mit verbesserter Dauerfestigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102015220728A1
Application number: DE102015220728.5A
Authority: DE
Inventors: Sung-Chul Cha; Seung-Hyun Hong; Young-Sang KO; Jin-Yoo Seo; Woo-Sang Jung
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-12-22
Also published as: CN106256917B; KR101685490B1; CN106256917A; US20160369370A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stahlzusammensetzung für ein Lager mit verbesserter Dauerfestigkeit und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Stahlzusammensetzung umfasst: Carbon (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichts der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf denn Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung basieren.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U.S.C. § 119 der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0088341 , eingereicht am 22. Juni 2015 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stahlzusammensetzung für ein Lager mit verbesserter Dauerfestigkeit und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere kann die Stahlzusammensetzung ein kugelig geglühtes (sphäroidisiertes) Komplexcarbid enthalten, um im Wesentlichen verbesserte Härte, Festigkeit und Zähigkeit sowie verbesserte Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer bereitzustellen.
HINTERGRUND
In jüngster Zeit nehmen Umweltprobleme weltweit zu, und somit wird in Zusammenhang mit diesen Problemen, die sämtliche Industriezweige betreffen, nach einem Verfahren zur Kraftstoffreduzierung gesucht. Insbesondere hat die Automobilindustrie zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugmotors und die Reduzierung des Fahrzeuggewichts vorgeschlagen. Durch eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts kann beispielsweise die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs erhöht werden. Wenn das Fahrzeuggewicht reduziert wird, tritt jedoch das Problem auf, dass die für Fahrzeuge erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit nicht zufriedenstellend ist. Daher ist es das wichtigste Ziel der Automobilindustrie, dieses Problem zu lösen.
Daher wurden unter dem Gesichtspunkt einer umweltfreundlichen Entwicklung von der Automobilindustrie verschiedene umweltfreundliche Fahrzeuge entwickelt mit dem Ziel, gemäß den europäischen Richtlinien bis zum Jahr 2021 die Menge des Kohlendioxidausstoßes auf 95 g/km zu reduzieren, was 27% der momentanen Ausstoßmenge entspricht. Ferner haben die Automobilhersteller eine Technologie entwickelt, den Kraftstoffverbrauch zu verringern und die Wirtschaftlichkeit von Kraftstoffen zu verbessern, um bis 2025 einen Verbrauch von 54,5 MPG (23,3 km/l) zu erzielen, was dem Begrenzungswert des nach US-Richtlinien definierten durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchs (Corporate Average Fuel Economy; CAFE) entspricht.
Im Allgemeinen sollte bei der Erhöhung der Anzahl von Bauteilen oder einer Erhöhung des Gewichts von zusätzlichen Bauteilen das Gewicht des Materials für diese Bauteile reduziert werden. In diesem Fall wurde als Maßnahme zur Gewichtsreduzierung häufig eine Technologie der Wärmebehandlung für das Erzielen einer hohen Festigkeit des verwendeten Materials oder das Härten einer Materialoberfläche angewendet. Ferner wurden, da die Formen von Bauteilen kompliziert sein können, präzise Fügearbeiten, verzugsarmes Schweißen und Technologien zur verzugsarmen Wärmebehandlung angewendet. Zusätzlich dazu wurden, als eine Technologie zur Lärmminderung, eine Technologie zur Verringerung des Verzugs, der bei einer Wärmebehandlung auftritt, und eine Technologie zur Lärmminderung und zum Entfernen von Staub angewandt.
Insbesondere wurde eine leistungsstarke und hocheffiziente Technologie für Motoren und Getriebe zur Maximierung des Kraftstoffverbrauchs bei Fahrzeugen entwickelt, und diese Technologie kann eine Erhöhung der Anzahl der Gänge, eine neuartige Anfahreinrichtung, ein hocheffizientes Zweipumpensystems, eine Fusions-Hybridtechnologie, Technologien, die sich auf ein automatisches/manuelles Fusionsgetriebe und ein Hybridgetriebe beziehen, und dergleichen beinhalten.
Ein legierter Stahl, der bei dieser Technologie in Zusammenhang mit Motoren und Getrieben verwendet wird, wurde in Teilen von Motoren, Trägern der manuellen oder automatischen Getriebe, Zahnringen, Gängen, Wellen, Synchronnaben oder dergleichen verwendet, und ein derartiger legierter Stahl, der in dem Motor verwendet wird, kann ungefähr 32 bis 40 Gew.-% basierend auf dem Gewicht des Motors entsprechen, und der legierte Stahl, der in dem Getriebe verwendet wird, kann ungefähr 58 bis 62 Gew.-% basierend auf dem Gewicht des Getriebes entsprechen. Insbesondere war bezüglich der Materialien für Getriebeteile, beispielsweise des Gangs oder der Welle, aufgrund der Nachfrage nach einer Gewichtsreduktion und Downsizing (Verkleinerung) die kontinuierliche Entwicklung von hochverstärkenden und langlebigen Materialien erforderlich. Jedoch verursacht eine Technologie in Zusammenhang mit der Verkleinerung von Bauteilen, dem Reduzieren der Größe der Bauteile oder des Verbesserns der Kraftstoffeffizienz Probleme. Wenn beispielsweise eine Last, die auf die Bauteile der Motoren aufgebracht wird, erhöht wird, kann sich die Qualität der Bauteile verringern und die Lebensdauer aufgrund von Verbrennung, Reibung, Abrieb und dergleichen reduziert werden. Überdies können aufgrund der Erhöhung der Schwere der Bauteile und einer mangelnden Haltbarkeit des Materials Oberflächenschäden auftreten, und wenn der legierte Stahl ohne ein Schmiermittel verwendet wird, kann sich die Oberflächentemperatur erhöhen, und somit kann bei hohen Temperaturen oder unter einer Betriebsbedingung, die viel Rotation erfordert, die Härte reduziert werden. Daher kann es erforderlich sein, dass die Haltbarkeit des Lagerstahls im verwandten Stand der Technik sichergestellt wird.
Im Allgemeinen sind die Gänge des Getriebes eines Fahrzeugs Bauteile, die das direkte Übertragen der Motorleistung an ein Differentialsystem und das effektive Übertragen der Rotation oder der Leistung zwischen zwei oder mehr Wellen bewirken, so dass die Motorleistung auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs abgestimmt ist. Ferner nehmen die Gänge des Getriebes gleichzeitig Biegespannung und Kontaktspannung auf. In den Gängen können, wenn die Haltbarkeit des Materials unzureichend ist, häufig Ermüdungsbrüche (Schaftbruch) aufgrund mangelnder Biegedauerfestigkeit und Ermüdungsschäden (Lochfraß) aufgrund mangelnder Kontaktdauerfestigkeit auftreten. Daher sind für die Gänge physikalische Eigenschaften, wie etwa hohe Härte, Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer, erforderlich.
Im verwandten Stand der Technik wurde üblicherweise ein herkömmlicher Lagerstahl, wie etwa SUJ2, verwendet, der Eisen (Fe) als Hauptbestandteil, 1,00 Gew.-% Kohlenstoff (C), 0,27 Gew.-% Silizium (Si), 0,38 Gew.-% Mangan (Mn), 0,012 Gew.-% Phosphor (P), 0,005 Gew.-% Schwefel (S), 1,46 Gew.-% Kupfer (Cu), 0,05 Gew.-% Nickel (Ni), 1,46 Gew.-% Chrom (Cr), 0,02 Gew.-% Molybdän (Mo), 0,017 Gew.-% Aluminium (Al), 0,0035 Gew.-% Stickstoff (N) und 0,0006 Gew.-% Sauerstoff (O) enthält. Dieser Stahl weist jedoch ein Problem in Bezug auf die Haltbarkeit auf und ist somit dahingehend problematisch, dass beträchtliche Oberflächenschäden (Abblättern) und Abrieb der Stifte in einer Ritzelwelle auftreten.
Daher versuchten die vorliegenden Erfinder, eine Stahlzusammensetzung für ein Lager, wobei der Lagerstahl verbesserte physikalische Eigenschaften, wie etwa Härte, Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer aufweist, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu entwickeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In bevorzugten Aspekten stellt die vorliegende Erfindung eine Stahlzusammensetzung für ein Lager und ein Verfahren zur ihrer Herstellung bereit. Die Stahlzusammensetzung kann Eisen (Fe) als Hauptbestandteil, Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Vanadium (V) umfassen, um die physikalischen Eigenschaften, wie etwa Härte, Festigkeit und Zähigkeit, zu verbessern und somit Haltbarkeit, Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer zu verbessern.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Stahlzusammensetzung für ein Lager bereit, die umfasst: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%, Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%, Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger, Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger, Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%, Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%, Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger, Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichts der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung basieren.
Es versteht sich, dass sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%), auf die hierin Bezug genommen wird, auf dem Gesamtgewicht der Stahl- oder der Legierungsstahlzusammensetzung basieren, wenn nichts anderes angegeben ist.
Zudem kann die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ferner Mangan (Mn) umfassen, und bevorzugt kann ein Gehalt an Mangan (Mn) ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-% vorliegen.
Die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner Nickel (Ni) umfassen, und bevorzugt kann ein Gehalt an Nickel (Ni) ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-% betragen.
Die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner Chrom (Cr) umfassen, und bevorzugt kann ein Gehalt an Chrom (Cr) ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-% betragen.
Die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner Molybdän (Mo) umfassen, und bevorzugt kann ein Gehalt an Molybdän (Mo) ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% betragen.
Die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner Vanadium (V) umfassen, und bevorzugt kann ein Gehalt an Vanadium (V) mehr als ungefähr 0,4 Gew.-% und ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger betragen.
Alternativ kann die Stahlzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mangan (Mn), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Molybdän (Mo) oder Vanadium (V) enthalten, und bevorzugt kann ein Gehalt an Mangan (Mn) ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-% betragen, ein Gehalt an Nickel (Ni) kann ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-% betragen, ein Gehalt an Chrom (Cr) kann ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-% betragen, ein Gehalt an Molybdän (Mo) kann ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% betragen und ein Gehalt an Vanadium (V) kann mehr als 0 Gew.-% und ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger betragen.
Ebenso wird die Stahlzusammensetzung oder Stahllegierungszusammensetzung der Erfindung bereitgestellt, die aus oder im Wesentlichen aus oder aus im Wesentlichen den oben genannten Bestandteilen bestehen kann. Beispielsweise kann die Stahlzusammensetzung für ein Lager aus, im Wesentlichen aus oder aus im Wesentlichen bestehen: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichtes der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung basieren. Ferner kann die Stahlzusammensetzung für ein Lager aus, im Wesentlichen aus oder aus im Wesentlichen bestehen: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; einem oder mehreren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichtes der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung basieren.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerstahls bereit. Das Verfahren kann umfassen: Herstellen eines Walzdrahts, der eine Legierungsstahlzusammensetzung umfasst; Wärmebehandeln des Walzdrahts für primäres Kugelglühen (Sphäroidisieren); Drahtziehen des wärmebehandelten Walzdrahts; sekundäres Wärmebehandeln des drahtgezogenen Walzdrahts für sekundäres Kugelglühen; Schmieden des sekundären wärmebehandelten Walzdrahts; Ablöschen des geschmiedeten Walzdrahts; und Tempern des abgelöschten Walzdrahts.
Insbesondere kann die Zusammensetzung des legierten Stahls umfassen: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichts der Zusammensetzung des legierten Stahls, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung de legierten Stahls basieren. Ferner kann der legierte Stahl eines oder mehrere aus der Gruppe aufweisen, die besteht aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger.
Der Ausdruck ”Kugelglühen (Sphäroidisieren)” oder ”kugelig glühen (sphäroidisieren)”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein Verfahren der Wärmebehandlung, das insbesondere für eisenbasierten legierten Stahl oder eine Zusammensetzung davon verwendet wird. Insbesondere kann sich das Kugelglühen auf ein Verfahren der Wärmebehandlung beziehen, das die Form oder kristalline Gestalt der Kohlenstoffe des Carbids oder des Carbidkomplexes, die in dem eisenbasierten Stahl enthalten sind, in beispielsweise eine Kugelform, eine sphäroidische oder eine elliptische Form verändert, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften bereitzustellen, wie beispielsweise mechanische Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Dehnbarkeit, maschinelle Bearbeitbarkeit und dergleichen. Während des Kugelglühens kann die Temperatur auf die eines eisenbasierten legierten Stahls erhöht werden.
Die Wärmebehandlung für das primäre Kugelglühen kann 4 bis 8 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C durchgeführt werden.
Die sekundäre Wärmebehandlung für das sekundäre Kugelglühen kann ungefähr 4 bis 8 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C durchgeführt werden.
Das Ablöschen kann ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 840 bis 860°C durchgeführt werden.
Das Tempern kann ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 190°C durchgeführt werden.
Bevorzugt kann somit der hergestellte Lagerstahl einen Carbidkomplex enthalten, der eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus M₃C-, M₇C₃- und M₂₃C₆-Carbiden und MC-Carbiden umfassen kann.
Der Ausdruck ”Carbidkomplex”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Verbindung, die zumindest Kohlenstoff und weitere Elemente umfasst und die in Kombination mit Kohlenstoff weniger elektronegativ ist, um positiv oder teilweise positiv zu sein. Der Carbidkomplex kann mit zumindest Kohlenstoff und Metall in geeigneter Weise gebildet werden, und das Metall kann ein Alkalimetal, ein Erdalkalimetall oder ein Übergangsmetall, ein Post-Übergangsmetall, ein Lanthanid oder ein Actinid sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Insbesondere kann das M der M₃C-, M₇C₃- und M₂₃C₆-Carbide eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom (Cr), Eisen (Fe) und Mangan (Mn) sein, und das M des MC-Carbids kann eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium (V) und Molybdän (Mo) sein.
Das Lager oder der Lagerstahl mit der Stahlzusammensetzung, die Eisen (Fe) als Hauptbestandteil, Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Vanadium (V) umfasst, kann das Komplexcarbid, wie etwa Me₃C, Me₇C₃, Me₂₃C₆ (Me: Cr, Fe, Mn), enthalten, das durch die Abstimmung der Legierungskomponenten des Lagerstahls und durch die Steuerung einer Prozessbedingung fein gestaltet ist. Somit können die physikalischen Eigenschaften des Lagerstahls, wie etwa Härte, Festigkeit und Zähigkeit eines Lagers und somit verbesserte Haltbarkeit, Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer, verbessert werden. Überdies kann eine hohe Verstärkung des Lagerstahls erzielt werden, und somit kann durch seine Dickenreduzierung, eine Gewichtsreduzierung von ungefähr 20% und dergleichen die Gestaltungsfreiheit bei einem Fahrzeug sichergestellt werden und die Herstellungskosten können sich verringern.
Ferner wird ein Fahrzeugbauteil bereitgestellt, das aus dem Lagerstahl mit der Legierungszusammensetzung, wie oben beschrieben, hergestellt werden kann. Beispielsweise können ein Getriebe und ein Motor für ein Fahrzeug durch Verwendung des Lagers, das Stahl oder eine Legierungsstahlzusammensetzung, wie oben beschrieben, enthält, hergestellt werden, so dass es möglich ist, die Langlebigkeit eines Fahrzeugs zu verbessern und das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren und dadurch die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und Umweltverschmutzung zu verhindern.
Weitere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen von Lagerstahl gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hier nachfolgend werden bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Vor dem Fortfahren sollte angemerkt werden, dass die in der vorliegenden Spezifikation und in den Ansprüchen verwendeten Begriffe oder Wörter nicht auf allgemeine oder Wörterbuchbedeutungen beschränkt interpretiert werden sollten, sondern sollten als die Bedeutungen und Konzepte interpretiert werden, welche der technischen Idee der vorliegenden Erfindung entsprechen, basierend auf dem Prinzip, dass ein Erfinder das Konzept des Begriffes geeignet definieren kann, um seine eigene Erfindung in der bestmöglichen Weise zu beschreiben. Entsprechend ist die in der vorliegenden Spezifikation beschriebene Ausführungsform genau die am meisten bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, stellt jedoch nicht die Gesamtheit der technischen Ideen der vorliegenden Erfindung dar. Folglich ist zu verstehen, dass es verschiedene Äquivalente und Modifikationen gibt, die die Ausführungsformen zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung ersetzen können.
Es versteht sich, dass die Ausdrücke ”umfasst” und/oder ”umfassend”, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder deren Gruppen ausschließen. Der Ausdruck ”und/oder”, wie er hierin verwendet wird, beinhaltet sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Begriffe.
Wenn nicht spezifisch aufgeführt oder aus dem Kontext offensichtlich, ist der Ausdruck ”ungefähr”, wie er hierin benutzt wird, als innerhalb eines Bereiches normaler Toleranz im Stand der Technik zu verstehen, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. ”Ungefähr” kann als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des aufgeführten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext ersichtlich, sind alle numerischen Werte, die hierin bereitgestellt werden, durch den Ausdruck ”ungefähr” modifiziert.
Es versteht sich auch, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugmäßig” oder ein anderer Ausdruck, wie er hierin benutzt wird, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich geländegängiger Sportwagen (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedener Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen beinhaltet und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere mit alternativen Kraftstoffen (z. B. Kraftstoffen, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) betriebene Fahrzeuge umfasst. Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Energiequellen verfügt, beispielsweise sowohl benzingetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Hier nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerstahl mit verbesserter Dauerfestigkeit und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und in einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Lagerstahl mit verbesserter Dauerfestigkeit.
Die Stahlzusammensetzung für ein Lager kann eine verbesserte Haltbarkeit aufweisen. Die Stahlzusammensetzung kann umfassen: Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger, Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger, Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%, Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%, Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger, Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% und Eisen (Fe) als Rest des Gewichtes der Stahlzusammensetzung. Sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) basieren auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Insbesondere kann die Stahlzusammensetzung für ein Lager gemäß einem Erfordernis der Erfindung in geeigneter Weise umfassen: eines oder mehrere von Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,8 bis 1,0 Gew.-%, Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%, Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger.
Hier nachfolgend wird jedes Bestandteil der Stahlzusammensetzung und sein Gehalt detailliert beschrieben.
(1) Kohlenstoff (C)
Kohlenstoff (C), wie er hierin verwendet wird, kann eine wesentliche Rolle bei der Sicherstellung der Festigkeit des Lagerstahls und der Stabilisierung des restlichen Austenits spielen.
Bevorzugt kann der Gehalt an Kohlenstoff (C) basierend auf dem Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung ungefähr 0,8 bis 1,0 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Kohlenstoff (C) weniger als 0,8 Gew.-% beträgt, kann keine ausreichende Festigkeit des Stahls, der als Lagerstahl verwendet wird, erzielt werden, und eine Reduzierung der Ermüdungsfestigkeit und Ähnliches kann auftreten. Andererseits kann, wenn der Gehalt an Kohlenstoff (C) mehr als ungefähr 1,0 Gew.-% beträgt, ein ungelöstes großes Carbid in dem Stahl verbleiben, und somit können die Ermüdungsfestigkeit, die Lebensdauer und dergleichen reduziert werden und die Verarbeitbarkeit vor dem Ablöschen und dergleichen können reduziert werden.
(2) Silizium (Si)
Silizium (Si), wie es hierin verwendet wird, kann als Desoxidationsmittel dienen und die Bildung eines Nadellochs (pin hole) in dem legierten Stahl unterdrücken, wodurch sich die Festigkeit des legierten Stahls durch die Wirkung einer Mischkristallverfestigung (engl. solid solution strengthening) als mischkristallverfestigt in einer Matrix erhöht und sich die Aktivität des Kohlenstoffs (C) und dergleichen erhöhen.
Bevorzugt kann der Gehalt an Silizium (Si) ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-% betragen, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung des legierten Stahls. Wenn der Gehalt an Silizium (Si) weniger als ungefähr 0,9 Gew.-% beträgt, kann das Oxid mit dem Sauerstoff nicht ausreichend entfernt werden und in dem legierten Stahl verbleiben, und somit kann sich die Festigkeit des legierten Stahls verringern, und eine ausreichende Wirkung der Mischkristallverfestigung kann nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt an Silizium (Si) mehr als ungefähr 2,0 Gew.-% beträgt, kann eine Decarbonisierung durch eine Durchdringungsreaktion in einem Gewebe auftreten, wie etwa eine kompetitive Nebenreaktion mit Kohlenstoff (C) durch den übermäßigen Gehalt an Silizium (Si), und die Verarbeitbarkeit kann aufgrund eines Anstiegs der Härte vor dem Ablöschen rasch reduziert werden.
(3) Mangan (Mn)
Mangan (Mn), wie es hierin verwendet wird, kann die Ablöscheigenschaft des legierten Stahls verbessern und die Festigkeit des legierten Stahls und dergleichen verbessern.
Bevorzugt kann der Gehalt an Mangan (Mn) ungefähr 0,5 bis 1,0 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Mangan (Mn) weniger als ungefähr 0,5 Gew.-% beträgt, kann sich eine Verbesserungswirkung der Ablöscheigenschaft des legierten Stahls verringern. Wenn der Gehalt an Mangan (Mn) mehr als ungefähr 1,0 Gew.-% beträgt, kann andererseits die Verarbeitbarkeit vor dem Ablöschen reduziert werden und MnS, das die Mittenseigerung und die Ermüdungslebensdauer reduziert, kann ausgefällt werden.
(4) Nickel (Ni)
Nickel (Ni), wie es hierin verwendet wird, kann Kristallkörner des legierten Stahls mikronisieren und kann in Austenit und Ferrit mischkristallverfestigt werden, um eine Matrix zu verfestigen. Überdies kann Nickel die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen und die Härtbarkeit verbessern und die Temperatur eines Al-Transformationspunktes reduzieren, um Austenit auszudehnen. Ferner kann Nickel die Aktivität von Kohlenstoff erhöhen.
Bevorzugt kann der Gehalt an Nickel (Ni) ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Nickel (Ni) weniger als ungefähr 0,1 Gew.-% beträgt, können die Wirkung der Mikronisierung der Kristallkörner und eine Verbesserungswirkung, wie etwa Mischkristallverfestigung und Matrixverfestigung, nicht ausreichend sein. Wenn der Gehalt an Nickel (Ni) mehr als ungefähr 0,6 Gew.-% beträgt, können andererseits in dem legierten Stahl Rotbruch und dergleichen auftreten.
(5) Chrom (Cr)
Chrom (Cr), wie hierin verwendet, kann die Ablöscheigenschaft des legierten Stahls verbessern, eine Härtbarkeit bereitstellen und gleichzeitig ein Gewebe des legierten Stahls mikronisieren und das Gewebe durch Wärmebehandlung kugelig glühen. Ferner kann Chrom eine Lamelle in Zementit härten.
Bevorzugt kann der Gehalt an Chrom (Cr) ungefähr 1,5 bis 3,0 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Chrom (Cr) weniger als ungefähr 1,5 Gew.-% beträgt, können die Ablöscheigenschaft und die Härtbarkeit begrenzt sein, und ausreichendes Mikronisieren und Kugelglühen des Gewebes können nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt an Chrom (Cr) mehr als ungefähr 3,0 Gew.-% beträgt, kann andererseits die Wirkung einer Erhöhung des Gehalts nicht ausreichend sein, und somit können sich die Herstellungskosten erhöhen.
(6) Molybdän (Mo)
Molybdän (Mo), wie hierin verwendet, erhöht die Ablöscheigenschaft des legierten Stahls, wodurch sich die Härtbarkeit, Zähigkeit und dergleichen des legierten Stahls nach dem Tempern verbessern und Widerstandsfähigkeit gegen Brüchigkeit bereitgestellt wird. Ferner kann Molybdän die Aktivität von Kohlenstoff reduzieren.
Bevorzugt kann der Gehalt an Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% vorliegen. Wenn der Gehalt an Molybdän (Mo) weniger als ungefähr 0,2 Gew.-% beträgt, können die Härtbarkeit und die Zähigkeit des legierten Stahls und dergleichen nicht ausreichend sichergestellt werden. Wenn der Gehalt an Molybdän (Mo) mehr als ungefähr 0,5 Gew.-% beträgt, können sich andererseits die Verarbeitbarkeit (maschinelle Verarbeitbarkeit) und die Produktivität des legierten Stahls und dergleichen verringern und die Wirkung einer Erhöhung des Gehalts kann nicht ausreichend sein, und somit können sich die Herstellungskosten erhöhen.
(7) Vanadium (V)
Vanadium (V), wie hierin verwendet, kann Ausscheidungen, wie etwa Carbide, bilden, ein Matrixgewebe verfestigen und somit die Festigkeit und die Verschleißfestigkeit durch eine Ausscheidungsverfestigungswirkung verbessern. Zudem kann Vanadium die Aktivität von Kohlenstoff reduzieren, und ferner kann bei der gleichen Abkühlgeschwindigkeit die Festigkeit des legierten Stahls durch Zugabe von Vanadium erhöht werden.
Bevorzugt kann der Gehalt an Vanadium (V) mehr als 0 Gew.-% und ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Vanadium (V) mehr als ungefähr 0,4 Gew.-% beträgt, können sich die Zähigkeit und die Härte des legierten Stahls und dergleichen verringern.
(8) Aluminium (Al)
Aluminium (Al), wie hierin verwendet, kann ein Element sein, das als ein starkes Desoxidationsmittel dient und dazu dient, die Reinheit des legierten Stahls zu verbessern und mit Stickstoff (N) in dem legierten Stahl zu reagieren, um Nitrid zu bilden und somit die Kristallkörner zu mikronisieren.
Bevorzugt kann der Gehalt an Aluminium (Al) ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Aluminium (Al) weniger als ungefähr 0,01 Gew.-% beträgt, können keine ausreichenden Wirkungen in Bezug auf das Desoxidationsmittel, die Reinheit und die Mikronisierung der Kristallkörner erzielt werden. Andererseits können sich, wenn der Gehalt an Aluminium (Al) mehr als ungefähr 0,06 Gew.-% beträgt, grobe Oxideinschlüsse und dergleichen bilden und die Ermüdungslebensdauer des Stahls und dergleichen verringern.
(9) Stickstoff (N)
Stickstoff (N), wie hierin verwendet, kann Austenit stabilisieren, Kristallkörner mikronisieren und die Zugfestigkeit, Dehngrenze und Dehnbarkeit des legierten Stahls und dergleichen verbessern. Wenn eine übermäßige Menge an Stickstoff zugegeben wird, kann sich jedoch eine Unreinheit oder AlN (Aluminiumnitrid) bilden, was die Lebensdauer verringert.
Bevorzugt kann der Gehalt an Stickstoff (N) mehr als 0 Gew.-% betragen und ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Stickstoff (N) mehr als 0,006 Gew.-% beträgt, kann Sprödigkeit auftreten, und die Lebensdauer und dergleichen können sich verringern.
(10) Sauerstoff (O)
Sauerstoff (O), wie hierin verwendet, kann die Erzeugung der Verunreinigung von legiertem Stahl erhöhen, was die Reinheit verringert und den legierten Stahl durch Kontaktermüdung zersetzen kann.
Bevorzugt kann der Gehalt an Sauerstoff (O) ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Sauerstoff (O) mehr als 0,001 Gew.-% beträgt, kann sich die Unreinheit des legierten Stahls erhöhen und den legierten Stahl aufgrund von Kontaktermüdung zersetzen.
(11) Phosphor (P)
Phosphor (P), wie hierin verwendet, kann die Korngrenzentrennung in einem Kristall induzieren, was die Zähigkeit des legierten Stahls verringert.
Bevorzugt kann der Gehalt an Phosphor (P) mehr als 0 Gew.-% und ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Phosphor (P) mehr als ungefähr 0,03 Gew.-% beträgt, kann sich die Zähigkeit des legierten Stahls verringern.
(12) Schwefel (S)
Schwefel (S), wie hierin verwendet, kann die maschinelle Verarbeitbarkeit des legierten Stahls erhöhen und die Bearbeitung erleichtern, und kann ebenso die Zähigkeit des legierten Stahls aufgrund der Korngrenzentrennung verringern und die Ermüdungslebensdauer des legierten Stahls durch Reaktion mit Mangan (Mn), um MnS zu bilden, verringern.
Bevorzugt kann der Gehalt an Schwefel (S) mehr als 0 Gew.-% und ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Schwefel (S) mehr als ungefähr 0,01 Gew.-% beträgt, kann sich die Zähigkeit des legierten Stahls verringern und dadurch die Ermüdungslebensdauer des Stahls verringern.
(13) Kupfer (Cu)
Kupfer (Cu), wie hierin verwendet, kann die Härtbarkeit des legierten Stahls und dergleichen verbessern.
Bevorzugt kann der Gehalt an Kupfer (Cu) ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-% betragen. Wenn der Gehalt an Kupfer (Cu) weniger als ungefähr 0,01 Gew.-% beträgt, kann keine ausreichende Verbesserungswirkung bezüglich der Härtbarkeit erzielt werden. Wenn der Gehalt an Kupfer (Cu) mehr als ungefähr 0,1 Gew.-% beträgt, da eine Begrenzung der Mischkristallverfestigung überschritten werden kann, kann indessen ein Verbesserungseffekt bezüglich der Festigkeit des Stahls gesättigt sein, und somit können sich die Herstellungskosten erhöhen und Rotbruch kann auftreten.
Die Stahlzusammensetzung für ein Lager einschließlich der zuvor erwähnten Bestandteile kann eine ausgezeichnete Härte, Festigkeit, Zähigkeit, Dauerfestigkeit und Ermüdungslebensdauer aufweisen. Dementsprechend kann die Stahlzusammensetzung bei Fahrzeugteilen und dergleichen angewendet werden. Beispielsweise kann die Stahlzusammensetzung für ein Lager bei automatischen oder manuellen Getrieben und dergleichen von Fahrzeugen angewendet werden, und bei den Getriebeteilen kann der Lagerstahl bei Trägern, Zahnkränzen, Gängen, Wellen, Synchronnaben oder dergleichen angewendet werden.
Hier nachfolgend betrifft die vorliegende Erfindung in einem anderen Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerstahls mit verbesserter Ermüdungslebensdauer.
Der Lagerstahl mit verbesserter Ermüdungslebensdauer gemäß der vorliegenden Erfindung kann von einem Durchschnittsfachmann in geeigneter Weise mit Bezug auf eine allgemein bekannte Technologie hergestellt werden.
Das Verfahren zum Herstellen eines Lagerstahls mit verbesserter Ermüdungslebensdauer gemäß der vorliegenden Erfindung kann umfassen:
Wie in l gezeigt, kann das Verfahren beispielsweise die folgenden Schritte umfassen: Mischen der Bestandteile des legierten Stahls für ein Lager (S10); Wärmebehandeln des legierten Stahls für primäres Kugelglühen bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C für ungefähr 4 bis 8 Stunden (S20); Drahtziehen des wärmebehandelten legierten Stahls (S30); sekundäres Wärmebehandeln des drahtgezogenen legierten Stahls für zweites Kugelglühen bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C für ungefähr 4 bis 8 Stunden (S40); Schmieden des sekundären wärmebehandelten legierten Stahls (S50); Ablöschen des geschmiedeten legierten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 840 bis 860°C für ungefähr 0,5 bis 2 Stunden (S60); und Tempern des abgelöschten legierten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 190°C für ungefähr 0,5 bis 2 Stunden (S70).
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Lagerstahls kann das Komplexcarbid in dem Stahl gebildet und kugelig geglüht werden. Insbesondere kann das Komplexcarbid eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus M₃C-, M₇C₃- und M₂₃C₆-Carbiden und MC-Carbiden, die Ausfällungen sind, umfassen. M kann, ohne Beschränkung, ein Metall oder ein Übergangsmetall sein.
Bevorzugt kann das M der M₃C- und M₇C₃-Carbide und der M₂₃C₆-Carbide eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom (Cr), Eisen (Fe) und Mangan (Mn) sein, und das M des MC-Carbids kann eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium (V) und Molybdän (Mo) sein. Wenn die zuvor erwähnten Komplexcarbide gebildet werden, können die Festigkeit und die Härte des Lagerstahls und dergleichen verbessert werden, und die Lebensdauer und dergleichen können verlängert werden.
Das Verfahren kann das Herstellen eines Walzdrahts umfassen, wobei der legierte Stahl für das Lager verwendet wird, wie oben beschrieben. Beispielsweise kann der Walzdraht, der das Legierungsbestandteil umfasst, wie oben beschrieben, durch Zugabe und Vermischen von einem oder mehreren Bestandteilen hergestellt werden, die aus Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Molybdän (Mo) oder Vanadium (V) bis Eisen (Fe) als Hauptkomponente, Phosphor (P), Schwefel (S), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) ausgewählt werden. Somit kann der hergestellte Walzdraht ferner den folgenden Verfahren unterzogen werden: Wärmebehandeln für primäres Kugelglühen des hergestellten Wälzdrahtes, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C für ungefähr 4 bis 8 Stunden (S20); Drahtziehen (S30); sekundären Wärmebehandeln für das zweite Kugelglühen, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C für ungefähr 4 bis 8 Stunden (S40); Schmieden (S50); Ablöschen, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 840 bis 860°C für ungefähr 0,5 bis 2 Stunden (S60); und Tempern, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 190°C für ungefähr 0,5 bis 2 Stunden (S70).
Das Ablöschen gemäß dem Herstellungsverfahrens kann ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 840 bis 860°C durchgeführt werden, und das Tempern kann ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 190°C durchgeführt werden.
Wenn die Ablöschtemperatur weniger als ungefähr 840°C beträgt oder die Ablöschzeit weniger als ungefähr 0,5 Stunden beträgt, kann ein rasch abgekühltes Gewebe uneinheitlich gebildet werden, was materielle Abweichungen verursacht. Wenn die Ablöschtemperatur mehr als ungefähr 860°C beträgt oder die Ablöschzeit mehr als ungefähr 2 Stunden beträgt, kann andererseits das kugelig geglühte Komplexcarbid, das durch die primäre und sekundäre sphäroidisierende Wärmebehandlung gebildet wurde, gelöst werden.
Wenn die Tempertemperatur weniger als ungefähr 150°C beträgt oder die Temperzeit weniger als ungefähr 0,5 Stunden beträgt, können physikalische Eigenschaften, wie die Zähigkeit des Lagerstahls, nicht sichergestellt werden. Wenn die Tempertemperatur mehr als 190°C beträgt oder die Temperzeit mehr als ungefähr 2 Stunden beträgt, können sich andererseits die Härte des Lagerstahls und dergleichen rasch verringern, und somit kann es schwierig sein, die Lebensdauer zu verbessern.
Wenn die Temperaturen bei der primären und sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung gemäß dem Herstellungsverfahren weniger als 720°C betragen oder die Dauer der sphäroidisierenden Wärmebehandlung weniger als ungefähr 4 Stunden beträgt, kann indessen das Sphäroidisieren (Kugelglühen) des Komplexcarbids sehr zeitintensiv sein, und somit können sich die Herstellungskosten rasch erhöhen. Wenn die Temperaturen bei der primären und sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung mehr als ungefähr 850°C betragen, da das gebildete komplexe Carbid gelöst wird, kann sich andererseits die Möglichkeit der Bildung eines Komplexcarbids vom Lamellentyp anstelle eines sphärischen Komplexcarbids während eines Abkühlprozesses signifikant erhöhen. Wenn die Dauer der primären und die Dauer der sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung mehr als ungefähr 8 Stunden beträgt, kann sich die Geschwindigkeit des Sphäroidisierens des Komplexcarbids verlangsamen, wodurch sich die Herstellungskosten rasch erhöhen.
BEISPIEL
Hier nachfolgend wird die vorliegende Erfindung durch die Beispiele in größeren Detail beschrieben. Diese Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, und es ist für Fachleute offensichtlich, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht dahingehend zu interpretieren ist, dass er durch diese Beispiele beschränkt ist.
Um die physikalischen Eigenschaften des Lagerstahls mit verbesserter Dauerfestigkeit gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu vergleichen, wurden Vergleichsbeispiele und Beispiele mit den Bestandteilen, wie in der folgenden Tabelle 1 beschrieben, hergestellt. Die Temperaturbedingungen der primären und sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung, die Ablöschtemperatur und -zeit, und die Tempertemperatur und -zeit, die angewendet wurden, sind in der folgenden Tabelle 2 beschrieben. [Tabelle 1]

Tabelle 1 zeigt die konstitutionellen Bestandteile und deren Gehalt der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 gemäß dem Lagerstahl des Standes der Technik und die konstitutionellen Bestandteile und deren Gehalt der Beispiele 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. [Tabelle 2]

Klassifizierung	Temperatur bei der primären sphäroidisierenden Wärmebehandlung (°C)	Temperatur bei der sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung (°C)	Ablöschtemperatur (°C)/Zeit (h)	Temperatur (°C)/Zeit (h)
Bedingung	800	720	850/1	150/1

Tabelle 2 zeigt im Hinblick auf die Herstellungsbedingungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 mit den konstitutionellen Bestandteilen und denn Gehalt von Tabelle 2 die Temperaturen bei der primären und sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung, die Ablöschtemperatur und -zeit und die Tempertemperatur und -zeit. Hierin genügten sämtliche der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 den Temperaturen bei der primären und sekundären sphäroidisierenden Wärmebehandlung, der Ablöschtemperatur und -zeit und der Tempertemperatur und -zeit gemäß der vorliegenden Erfindung. [Tabelle 3]

Klassifizierung	Härte bei Raumtemperatur (HV)	Härte bei 300°C (HV)	Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit mit einem Oberflächendruck von 6.2 GPa bei 150°C (Lebensdauer L10, Male)
Vergleichsbeispiel 1	720	698	8.400.000	100%
Vergleichsbeispiel 2	764	725	9.320.000	111%
Vergleichsbeispiel 3	763	723	9.290.000	111%
Vergleichsbeispiel 4	768	715	9.410.000	112%
Vergleichsbeispiel 5	751	717	8.620.000	103%
Vergleichsbeispiel 6	765	724	8.690.000	103%
Vergleichsbeispiel 7	741	718	8.750.000	104%
Vergleichsbeispiel 8	759	712	9.540.000	114%
Vergleichsbeispiel 9	773	726	9.140.000	109%
Vergleichsbeispiel 10	748	718	9.390.000	112%
Beispiel 1	842	829	18.579.000	221%
Beispiel 2	843	831	18.347.000	218%
Beispiel 3	847	834	18.482.000	220%

Tabelle 3 zeigt die Härte bei Raumtemperatur, die Härte bei 300°C, die Rotationsanzahl des Rotationsgerätes für die Prüfung der Biegefestigkeit für die Lebensdauer L10 bei 150°C, wenn der Oberflächendruck 6,2 GPa beträgt, und die Lebensdauer, die nach der Herstellung der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 mit den konstitutionellen Bestandteilen und deren Gehalt von Tabelle 1 gemäß der Bedingung der Tabelle 2 ermittelt wurden.
Die Härte bei Raumtemperatur, die Härte bei 300°C und die Härte bei 150°C bei einem Oberflächendruck von 6,2 GPa wurden bei 300 gf gemäß dem Messverfahren KS B 0811 unter Verwendung der Mikro-Vickers-Härteprüfvorrichtung gemessen. Für die Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit wurde die Lebensdauer L10 gemäß dem Messverfahren KS B ISO 1143 unter der Bedingung des maximalen Biegemoments von ungefähr 20 kgfm, der Drehzahl von ungefähr 200 bis 3000 UpM, der maximalen Last von ungefähr 100 kg oder weniger und der elektrischen Leistung der drei Phasen 220 V und 7 kW unter Verwendung des Standard-Leitungsquerschnitts des Querschnitts von ungefähr 4 mm mittels des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit gemessen. Die Lebensdauer L10 ist die Lebensdauer (Haltbarkeit) der Probenkörper und gibt die Gesamtrotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit an, bis ungefähr 10% der Probenkörper beschädigt sind.
Demgemäß kann bei der Überprüfung der Härte bei Raumtemperatur (ungefähr 25°C) anhand von Tabelle 3 bestätigt werden, dass in den Beispielen 1 bis 3, im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 10, die Härte bei Raumtemperatur um 8,9% bis 17,5% verbessert war. Zudem kann bei der Überprüfung der Härte bei 300°C anhand von Tabelle 3 bestätigt werden, dass in den Beispielen 1 bis 3, im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 10, die Härte bei Raumtemperatur um 14,4% bis 19,4% verbessert war.
Es kann bestätigt werden, dass bei einem Oberflächendruck von 6,2 GPa die Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit bezüglich der Lebensdauer L10 bei 150°C der Durchschnittswert der Beispiele 1 bis 3 18.469.333 betrug und ungefähr zweimal höher als 9.055.000 war, was der Durchschnittswert der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 war. Das heißt, es kann anhand von Tabelle 3 bestätigt werden, dass die Lagerstähle der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik eine Verbesserung um 192,3% bis 221,1% aufwiesen.
Um die Lebensdauer (Haltbarkeit) der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 basierend auf der Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit zu vergleichen, wurde die Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit von Vergleichsbeispiel 1, d. h. 8.400.000, als die Basis der Lebensdauer (Haltbarkeit) von 100% eingestellt. Im Vergleich zu der Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit von Vergleichsbeispiel 1 als Basis wurde die Differenz, die den Grad der Erhöhung oder der Verringerung der Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit der Vergleichsbeispiele 2 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 zeigt, als Prozentsatz repräsentiert. Das heißt, der Prozentsatz beim Vergleich der Lebensdauern der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und der Beispiele 1 bis 3 ist ein Wert, der den Grad des relativen Erhöhens und Verringerns der Rotationszahlen des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit bei den restlichen Vergleichsbeispielen 2 bis 10 und den Beispielen 1 bis 3 basierend auf Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert.
Hier könnte durch Vergleich der Lebensdauern der Vergleichsbeispiele und der Beispiele aus Tabelle 3 ersichtlich sein, dass, ebenso wie die Rotationszahl des Rotationsgerätes zur Prüfung der Biegefestigkeit, die Lebensdauer der Beispiele 1 bis 3 ungefähr zweimal höher als die Lebensdauer der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 war.

Wie oben beschrieben, werden zur Überprüfung des Grundes, warum die Härte und die Lebensdauer der Beispiele besser als diejenigen der Vergleichsbeispiele waren, die Typen und die Volumenprozente der Komplexcarbide, die in Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 3 umfasst sind, in der folgenden Tabelle 4 beschrieben. [Tabelle 4]

Klassifizierung	Me₃C	Me₇C₃	VC + NbC	MoC
Vergleichsbeispiel 1	12,7	-	-	0,02
Beispiel 1	8,14	-	-	0,23
Beispiel 2	7,58	-	1,06	0,31
Beispiel 3	9,19	-	-	1,19
Einheit: Vol.-% Me: eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom (Cr), Eisen (Fe) und Mangan (Mn)

Tabelle 4 zeigt den Gehalt der Komplexcarbide, die in Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 3 enthalten sind. Wie in Tabelle 4 gezeigt, enthielt das Komplexcarbid des Vergleichsbeispiels 1 hauptsächlich M₃C mit einer geringen Menge an MoC, die Beispiele 1 bis 3 enthielten jedoch relativ gleichförmig VC und NbC sowie M₃C und MoC. Dieser Unterschied in der Zusammensetzung der Komplexcarbide kann als einer der Gründe angesehen werden, warum die Beispiele eine Härte und eine Lebensdauer aufweisen, die besser als jene der Vergleichsbeispiele sind.
Daher konnte experimentell bestätigt werden, dass die Beispiele 1 bis 3, die den Bestandteilen und dem Gehaltsbereich gemäß der vorliegenden Erfindung genügten und mittels des Wärmebehandlungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, verschiedene Komplexcarbide und dergleichen beinhalteten und somit eine Festigkeit und eine Lebensdauer aufwiesen, die besser als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 waren.
Wie oben beschrieben, wurde die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die Ausführungsformen sind jedoch lediglich beschreibender Natur, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Die beschriebenen Ausführungsformen können von Fachleuten, an die sich die vorliegende Erfindung richtet, geändert oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und verschiedene Abweichungen und Modifikationen sind innerhalb des technischen Geistes der vorliegenden Erfindung und dem äquivalenten Umfang der Ansprüche, die nachfolgend beschrieben werden, möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0088341 [0001]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 1143 [0084]

Claims

Stahlzusammensetzung für ein Lager, umfassend: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,8 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichtes der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung basieren.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung basieren.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend im Wesentlichen aus: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichtes der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung basieren.
Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend im Wesentlichen aus: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichts der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Stahlzusammensetzung basieren.
Verfahren zum Herstellen eines Lagerstahls, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines Walzdrahts, der eine Legierungsstahlzusammensetzung umfasst; Wärmebehandeln des Walzdrahts für primäres Sphäroidisieren; Drahtziehen des wärmebehandelten Walzdrahts; sekundäres Wärmebehandeln des drahtgezogenen Walzdrahts für sekundäres Sphäroidisieren; Schmieden des sekundären wärmebehandelten Walzdrahtes; Ablöschen des geschmiedeten Walzdrahts; und Tempern des abgelöschten Walzdrahts, wobei die Legierungsstahlzusammensetzung umfasst: Kohlenstoff (C) in einer Menge von ungefähr 0,08 bis 1,0 Gew.-%; Silizium (Si) in einer Menge von ungefähr 0,9 bis 1,6 Gew.-%; Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,03 Gew.-% oder weniger; Schwefel (S) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,01 Gew.-% oder weniger; Kupfer (Cu) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,1 Gew.-%; Aluminium (Al) in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 0,06 Gew.-%; Stickstoff (N) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,006 Gew.-% oder weniger; Sauerstoff (O) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,001 Gew.-% oder weniger; und Eisen (Fe) als Rest des Gewichts der Stahlzusammensetzung, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung basieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Legierungsstahlzusammensetzung ferner eines oder mehrere aus der Gruppe umfasst, bestehend aus: Mangan (Mn) in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 1,00 Gew.-%, Nickel (Ni) in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 0,6 Gew.-%, Chrom (Cr) in einer Menge von ungefähr 1,4 bis 1,55 Gew.-%, Molybdän (Mo) in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-% und Vanadium (V) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und von ungefähr 0,4 Gew.-% oder weniger, wobei sämtliche Gewichtsprozentangaben (Gew.-%) auf dem Gesamtgewicht der Legierungsstahlzusammensetzung basieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Wärmebehandlung für das primäre Sphäroidisieren 4 bis 8 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das sekundäre Wärmebehandeln für das sekundäre Sphäroidisieren ungefähr 4 bis 8 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 720 bis 850°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ablöschen ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 840 bis 860°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Tempern ungefähr 0,5 bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 190°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Lagerstahl ein Komplexcarbid enthält.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Komplexcarbid eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus M₃C-, M₇C₃- und M₂₃C₆-Carbiden und MC-Carbiden enthält, wobei M ein Metall oder ein Übergangsmetall ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das M der M₃C-, M₇C₃- und M₂₃C₆-Carbide und MC-Carbide eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom (Cr), Eisen (Fe) und Mangan (M) enthält und das M der MC-Carbide eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium (V) und Molybdän (Mo) enthält.
Fahrzeugbauteil, das eine Stahlzusammensetzung nach Anspruch 1 enthält.
Fahrzeugbauteil nach Anspruch 19, wobei das Fahrzeugbauteil ein Lager eines Motors oder eines Getriebes ist.