[发明专利]高抗拉强度钢丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种高抗拉强度钢丝，一种用于制造高抗拉强度钢丝 的方法以及这样的高抗拉强度钢丝作为弹簧丝或用于生产绳的元件 的用途或应用。

背景技术

弹簧通常由钢合金制成。最常用的弹簧钢是琴钢丝、油回火钢丝、 铬硅、铬钒以及302和17-7不锈钢。由铬硅、铬钒制造的弹簧钢丝 是油回火钢丝的更高质量、更高强度变型。

被用于诸如汽车阀弹簧的应用中的弹簧钢一般被要求具有非常 高的抗拉强度和抗屈强度。抗拉强度是材料抵抗试图拉开或拉伸它的 能力。抗拉强度对用于弹簧应用的丝是重要特性。例如，高于其抗拉 强度工作的拉伸弹簧将断裂。

一般来说，当生产小尺寸、高强度弹簧时，用于高强度弹簧用途 的拉拔钢丝被淬火和回火以在拉拔钢丝中给予较高的材料强度，然后 被冷卷以获得螺旋弹簧形状。由于这个原因，要求用于高强度弹簧应 用首先被拉拔然后被热处理的钢丝不仅具有高强度，而且还具有足够 高的可加工性，其不会在冷卷时断裂。

弹簧，特别是被用于汽车发动机、离合器等的弹簧被要求提供先 进的性能，以便应付朝向更轻重量和更先进性能的汽车的趋势。出于 这个原因，具有更高强度和更高耐久性的钢丝是弹簧所期望的。用于 提高性质的主要趋势是调整用于弹簧钢丝的钢的组成。在 US2012/0291927A1中公开了一个示例，其中，钢丝中C、Si、Mn和 Cr的含量被提出以严格控制，并且其间钢丝中的Cr和Si两者被设定 在合适的量。然而，业已发现，考虑到关于弹簧丝必须进行的预成形 和弯曲操作，增加机械强度超出一定极限将导致这种钢具有不足的延 展性。已经进行大量的努力来改善钢丝以具有更高的抗拉强度，同时 具有可接受的延展性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有可接受的延展性的高抗拉强 度钢丝。

本发明的另一个目的是提供一种适合用作弹簧钢丝的高抗拉强 度钢丝。

本发明的又一个目的是提供合适的方法来制造具有可接受的延 展性的高抗拉强度钢丝。

本发明描述了由于定向马氏体微观结构具有非常高强度和延展 性的钢丝，以及在连续过程中生产这样的钢丝的方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种具有如下钢组成的高抗拉强 度钢丝：

碳含量，范围为从0.20％重量百分比至1.00％重量百分比，例如 从0.3％重量百分比至0.85％重量百分比，例如从0.4％重量百分比至 0.7％重量百分比，例如从0.5％重量百分比至0.6％重量百分比，

硅含量，范围为从0.05％重量百分比至2.0％重量百分比，例如从 0.2％重量百分比至1.8％重量百分比，例如从1.2％重量百分比至1.6％ 重量百分比，

锰含量，范围为从0.40％重量百分比至1.0％重量百分比，例如从 0.5％重量百分比至0.9％重量百分比，

铬含量，范围为从0.0％重量百分比至1.0％重量百分比，例如从 0.5％重量百分比至0.8％重量百分比，

硫和磷含量，被分别限制到0.05％重量百分比，例如限制到 0.025％重量百分比，

镍、钒、铝、铜或其它微合金元素的含量，都被分别地限制到0.5％ 重量百分比，例如限制到0.2％重量百分比，例如限制到0.08％重量百 分比

其余的是铁，

所述钢丝具有马氏体结构，

其中马氏体的至少10％体积百分比被定向。

优选地，马氏体的至少20％体积百分比被定向。更优选地，马氏 体的至少30％体积百分比被定向。最优选，马氏体的至少40％体积百 分比被定向。