[发明专利]马氏体时效钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如适用于CVT（Continuously Variable Transmission：连续可变传动）用的金属环形带的、进行了氮化处理的马氏体时效钢。

背景技术

马氏体时效钢具有2000MPa左右的非常高的拉伸强度，因此，例如可将马氏体时效钢加工成0.5mm以下的钢带，而使用于CVT的要求高强度的金属环形带等。

在马氏体时效钢的代表性的组成中，按质量百分比计，具有18%的Ni、8%的Co、5%的Mo、0.45%的Ti、0.1%的Al，其余部分为Fe。

但是，上述马氏体时效钢虽然能够获得非常高的拉伸强度，可是其疲劳强度未必很高。使马氏体时效钢的疲劳强度降低的最大原因可列举出TiN夹杂物。该TiN夹杂物的尺寸容易变大，而且形状也呈立方体状，因此，容易发生以夹杂物为起点的疲劳断裂。

因此，提出了一种不添加Ti的马氏体时效钢。对于金属环形带用的进行氮化处理的马氏体时效钢来讲，Ti是一种不仅能提高合金的基体（matrix）的强度、还能提高氮化层的强度的重要元素。若不添加该Ti，则基体和氮化层这两者的强度都会降低。因此，对未添加Ti的马氏体时效钢来讲，需要使用能够代替Ti的元素来强化基体和氮化层。

作为强化基体和氮化层的第一种方法，有这样的方法：增加有助于强化基体的Co、Mo的含有量，并且，使用Cr来强化氮化层。该第一种方法在例如本申请的申请人申请的日本特开2009－013464号公报（专利文献1）、日本特开2008－088540号公报（专利文献2）、日本特开2007－186780号公报（专利文献3）、国际公开WO2009/008071公报（专利文献4）等中公开。

作为第二种方法，有这样的方法：共同减少Ti和Co的含有量，而积极添加Al、Si、Mn中的任一种以上的元素。该第二种方法在例如本申请的申请人申请的日本特开2001－240943号公报（专利文献5）、日本特开2001－240944号公报（专利文献6）等中公开，其中，提出了一种具有高疲劳强度的马氏体时效钢：该马氏体时效钢按质量百分比计含有C：0.008%以下、Si：2.0%以下（含O）、Mn：3.0%以下（含O）、P：0.010%以下、S：0.005%以下、Ni：12%～22%、Mo：3.0%～7.0%、Co：小于7.0%、Ti：0.1%以下、Al：2.0%以下、3Si＋1.8Mn＋Co/3＋Mo＋2.6Ti＋4Al：8.0%～13.0%、N：小于0.005%、O：0.003%以下，剩余部分实质上由Fe组成，作为选择元素，含有Cr：4.0%以下、B：0.01%以下、Nb：1.0%以下、Ta：2.0%以下、W：2.0%以下。

专利文献

专利文献1：日本特开2009－013464号公报

专利文献2：日本特开2008－088540号公报

专利文献3：日本特开2007－186780号公报

专利文献4：国际公开WO2009/008071公报

专利文献5：日本特开2001－240943号公报

专利文献6：日本特开2001－240944号公报

上述专利文献1～专利文献4的马氏体时效钢以Co的含有量超过7.0%的范围含有价格高昂的Co。Co是稀有金属，也担心未来Co原料的价格会高涨。

另一方面，在专利文献5及专利文献6所记载的马氏体时效钢中，为了减少对提高疲劳强度有害的夹杂物TiN而共同抑制Ti、N的含有量，而且，为了降低价格而将Co的含有量降到小于7.0%，此外，还进行添加元素的适量添加，从而能够以较低的价格同时获得高强度和高疲劳强度。

但是，在CVT的金属环形带等用途中，要求的是：最大限度地发挥特别是在进行氮化处理之后的氮化物生成所带来的析出强化的效果，稳定地实现优异的强度。针对这样较高的要求，上述第二种方法的以往的马氏体时效钢的强度未必充分，并要求实现更优异的疲劳强度和稳定的高强度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种进行了氮化处理后的马氏体时效钢具有优异的疲劳强度、并且能够稳定地获得较高的强度的马氏体时效钢。

本发明人以专利文献5及专利文献6所记载的马氏体时效钢为基础，为了能够最大限度地发挥在进行氮化处理之后的氮化物生成所带来的析出强化的效果，且能够稳定地获得优异的强度，对最佳组成进行了研究。其结果发现：为了确保良好的韧性、延性，减少以往为了提高强度而添加了的Si和Mn的含有量的做法更为有利。