[发明专利]马氏体时效钢带

说明书

技术领域

本发明涉及具有优异的疲劳强度的马氏体时效钢带，特别是涉及汽车用无级变速机等所使用的金属带用马氏体时效钢带经氮化处理而形成的氮化组织的组织控制。

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构件，例如火箭用部件、离心分离机部件、飞机部件、汽车发动机的无级变速机用部件、模具等各种用途。在其具有代表性的组成中，可列举18％Ni-8％Co-5％Mo-0.4％Ti-0.1％Al-bal.Fe。

而且，就马氏体时效钢而言，是作为强化元素而适量含有Co、Mo、Ti，通过进行时效处理，使Ni₃Mo、Ni₃Ti、Fe₂Mo等金属间化合物析出而能够得到高强度的钢。另外，特别是在汽车发动机的无级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，因此需要使在具有高强度的马氏体时效钢的内部存在的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。

在汽车发动机的无级变速机用金属带中，作为把解决以非金属夹杂物为起点的疲劳强度降低作为目的改良合金，例如在日本特表2004-514056号公报(专利文献1)、日本特开2001-240943号公报(专利文献2)和日本特开2002-167652号公报(专利文献3)中被提出。

另外，作为将Ti降低至0.1质量％以下以便使TiN等夹杂物实质上不存在、而把解决以非金属夹杂物为起点的疲劳强度降低作为目的改良合金，本申请的申请人也作为日本特开2008-088540号公报(专利文献4)、日本特开2007-186780号公报(专利文献5)、WO2009-008071号公报(专利文献6)提出。

另外，作为具有高疲劳强度的马氏体时效钢带的制造方法，还提出日本特开2008-185183号公报(专利文献7)，其是通过对于上述专利文献4至6的马氏体时效钢，在含有氟化物的气体气氛下加热、保持，除去在其表面形成的氧化皮膜后，以400～500℃的温度，在NH₃/H₂气体组成比率的值调整为1～3的氮化气体中进行氮化处理的方法。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004-514056号公报

专利文献2：日本特开2001-240943号公报

专利文献3：日本特开2002-167652号公报

专利文献4：日本特开2008-088540号公报

专利文献5：日本特开2007-186780号公报

专利文献6：WO2009/008071号公报

专利文献7：日本特开2008-185183号公报

上述专利文献1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，在构成疲劳破坏起点的TiN的微细化这一点上是有利的，但由于是抑制单纯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，专利文献2所公开的合金也使Ti降低，因此在构成疲劳破坏起点的TiN的微细化这一点上是有利的。但是，因为将作为强化元素之一的Co抑制得较低，所以难以确保高抗拉强度。另外，为了确保抗拉强度而添加Si、Mn，但为此会存在韧性降低的可能性。

另外，专利文献3所公开的合金也使Ti降低，因此在构成疲劳破坏起点的TiN的微细化这一点上是有利的。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，导致无级变速机部件所需要的焊接性有降低的可能性。

另外，本申请申请人提出的专利文献4至6的马氏体时效钢，是为了解决前述的专利文献1至3所提出的马氏体时效钢的问题点而完成的合金的发明。

而且在专利文献7中，使用由专利文献4至6提出的马氏体时效钢，进行特别的氮化处理，由此能够使疲劳强度进一步提高。但是，在专利文献7中，仅停留在氮化处理时的温度、气体组成比率的研究。

可是，在专利文献4至6提出的马氏体时效钢的合金元素中，含有Cr和Al，其在氮化处理时析出物会发生变化，对氮化特性造成影响而左右疲劳强度。在这样的含有Cr和Al的马氏体时效钢中，本发明人等对因氮化处理而析出的析出物所代表的氮化组织和疲劳强度的影响详细进行了研究。其结果，发现氮化处理时析出的析出物大大影响疲劳强度。

发明内容