[发明专利]轴承钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种轴承钢及其制备方法，其中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。本发明通过增加促使奥氏体稳定化的元素来增加轴承钢的奥氏体含量，进而增加轴承钢的塑性。而对于大量奥氏体的引入所导致的强度下降，本发明采用析出物来强化增强轴承钢的强度，从而得到高强高塑性的轴承钢。

技术领域

本发明涉及轴承钢的生产技术领域，具体而言涉及高强高塑性轴承钢及其制备方法。

背景技术

轴承钢是主要用于制造滚动轴承的滚珠、滚柱或套筒等的钢种，也可用于制作精密量具、冷冲模、机床丝杠及柴油机油泵等精密零部件。一方面，随着研究的不断深入和科学技术的持续发展，轴承钢的抗压、耐磨损、抗疲劳、耐腐蚀和工作寿命在不断提高，制备工艺也逐渐完善。但另一方面，轴承钢的应用环境也更加复杂，对它的其它力学性能提出了更高的要求。例如在某些使用环境中还要求轴承钢具有一定的塑性和韧性，避免其在使用过程中损坏失效。

高碳铬轴承钢(GCr15和GCr15SiMn)是目前中国最常用的轴承钢。相对于低温回火，高温回火处理后的高碳铬轴承钢在塑性性能方面可以得到少量提高，但强度和硬度却大幅下降。究其原因在于高碳铬轴承钢的微观组织结构中缺乏可能的加工硬化机制。

在高碳铬轴承钢的制备过程中，残余奥氏体是尽量避免的。众所周知，碳元素和锰元素都可以促使奥氏体稳定化，但碳元素是保证轴承钢具有足够强度的重要元素，因此本领域技术人员会采用尽量减少锰元素含量的手段来减少奥氏体残余。例如申请号为2010800419759且申请日为2010年7月20日的中国专利公开了一种轴承钢，其中，锰元素含量为0.2-0.8重量％。申请号为2010800542749且申请日为2010年11月30日的另一份中国专利也公开了一种轴承钢，其中，锰元素含量为0.60-1.50质量％。申请号为2010105497351且申请日为2010年11月18日的又一份中国专利申请还公开了一种轴承钢，其中，锰元素含量为0.50-0.80重量％。

但在汽车工业可能应用的第三代高强钢中，残余奥氏体是增加塑性性能的重要因素。这是因为残余奥氏体在变形过程中可能提供TRIP或TWIP机制，加强第三代高强钢的加工硬化行为，改善塑性性能。近年来，在轴承业中对残余奥氏体的作用也有所认识。在科学界，马氏体相变所伴随的形状应变对轴承钢使用过程的负面影响，目前也没有定论。

总之，业内存在着改进轴承钢性能以保持其强度基本不变的情况下提高塑性的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种高强高塑性的轴承钢。

本发明还旨在提供一种这种高强高塑性轴承钢的制备方法。

为此，在本发明的一个方案中，提供一种轴承钢，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。

在一个优选实施例中，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％。