[发明专利]轴承钢及其制备方法

权利要求书

1.一种轴承钢的制备方法，其特征在于，所述轴承钢包括按质量百分比计的以下组分：碳0.4-0.6％，锰8.0-12.0％，钒0.5-1.0％，铝1.0-3.0％，磷≤0.02％，硫≤0.02％，余量为铁和不可避免的杂质，所述制备方法包括以下步骤：

提供含有所述轴承钢的组分的钢液；

将所述钢液进行热加工以形成工件；以及

对所述工件进行热处理而得到马氏体和奥氏体的双相目标组织，所述热处理包括：

在Ac₃+(20℃至100℃)的温度将所述工件保温一段时间t1＝10-30分钟以形成全奥氏体相，随后以冷却速度u≥0.5℃/s将所述工件冷却至室温；

将所述工件在温度等于或低于-100℃的冷却介质中保温一段时间t2≥t2_min，随后从冷却介质中取出所述工件并恢复至室温，其中，t2_min为该工件整体均匀达到冷却介质温度所需的时间；

在620-630℃的温度将所述工件保温一段时间t3，其中300分钟≥t3≥20分钟，随后以冷却速度u≥0.5℃/s将工件冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，在从冷却介质中取出后，双相目标组织中马氏体体积含量f为30％-50％。

3.根据权利要求2所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，马氏体体积含量f由以下公式(1)确定：

f＝1-exp(-C₁(Ms-T)) (1)

其中，C₁＝-0.011，Ms是马氏体相变开始的温度，T是小于Ms的温度，在这里指冷却介质温度，

其中，马氏体相变开始的温度Ms能通过以下公式(2)得到：

Ms＝539-423*C-30.4*Mn-17.7*Ni-12.1*Cr-7.5*Mo-7.5*Si(℃) (2)。

4.根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，在形成全奥氏体相后将该工件冷却至室温通过水冷、油冷或空冷来实施。

5.根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，t2_min＝1小时。

6.根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，冷却介质是温度为-196℃的液氮。

7.根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，所述轴承钢还包括按质量百分比计的以下组分中的至少一种：镍0.1-2.0％，铬0.2-2.0％，钼0.1-0.5％，硅0.3-2.0％，硼0.0005-0.0050％，铌0.02-0.10％，钛0.05-0.25％，铜0.25-0.50％，稀土元素0.002-0.005％。

8.一种轴承钢，包括按质量百分比计的以下组分：碳0.4-0.6％，锰8.0-12.0％，钒0.5-1.0％，铝1.0-3.0％，磷≤0.02％，硫≤0.02％，余量为铁和不可避免的杂质，其中所述轴承钢由如权利要求1-6中任一项中的制备方法制得。

9.如权利要求8所述的轴承钢，其特征在于，还包括按质量百分比计的以下组分中的至少一种：镍0.1-2.0％，铬0.2-2.0％，钼0.1-0.5％，硅0.3-2.0％，硼0.0005-0.0050％，铌0.02-0.10％，钛0.05-0.25％，铜0.25-0.50％，稀土元素0.002-0.005％。