[发明专利]不锈钢、通过使钢雾化而获得的预合金化粉末以及预合金化粉末的用途

说明书

本发明涉及不锈钢。所述不锈钢按重量％(wt.％)计由以下组成：C 0.32至0.50，Si 0.1至1.0，Mn 0.1至0.8，Cr 11至14，Mo 1.8至2.6，V 0.35至0.70，N 0.05至0.19，任选的元素，余量的Fe和杂质。

技术领域

本发明涉及不锈钢。特别地，本发明涉及适用于需要高硬度和高韧性以及良好的耐腐蚀性的塑性成形模具的不锈钢。本发明还涉及由本发明的钢制成的塑性成形模具。

背景技术

已知使用不锈钢，特别是400系列不锈钢如AISI 420和AISI 440作为塑性成形模具的材料。然而，这些钢易于发生碳化物偏析并且易于形成δ铁素体。在这些钢中在硬化和回火状态下还可能存在大量残余奥氏体。因此，机械特性对于塑性模具应用不是最佳的。

具有约0.35重量％至0.40重量％的中等碳含量的不锈钢如AISI 420、DIN 1.2316和DIN 1.2085类型的钢及其变型具有相对良好的耐腐蚀性，但是遭受相对低的硬度，导致有限的耐磨性。

AISI 440类型的不锈钢例如AISI 440C具有约1重量％的碳含量和良好的耐磨性。这种类型的钢在回火之后可以获得58HRC至60HRC范围内的硬度。然而，这些钢遭受降低的耐腐蚀性，特别是在470℃至500℃的温度范围内退火之后。为了获得58HRC至60HRC的硬度和足够的耐腐蚀性，可以使用200℃的低温退火。然而，低温退火的严重缺陷是钢易于开裂。特别地，在放电加工(Electro Discharge Machining，EDM)期间或甚至在研磨之后会出现开裂。因此，钢AISI 440C在用于塑性模具时需要进行高温退火以防止开裂，但由此耐腐蚀性受到损害。

此外，对于上述缺陷，钢AISI 440C由于残余奥氏体的量太高而在热处理时尺寸稳定性低。

发明内容

本发明的一般目的是提供适合作为塑性成形模具的材料的不锈钢。特别地，不锈钢在硬化之后应当为马氏体的，并且即使在高温退火之后也具有高硬度、高韧性和良好的耐腐蚀性。

通过提供如权利要求中所限定的不锈钢，很大程度地实现了前述目的以及其他优点。

钢的特性分布满足塑性模具制造商对材料特性提出的提高的要求。

在权利要求书中限定了本发明。

具体实施方式

在下文中，简要地说明了单独的元素及其彼此的相互作用的重要性以及要求保护的合金的化学成分的限制。可用和优选的范围在权利要求书中限定。贯穿说明书，钢的化学组成的所有百分比均以重量％(wt.％)给出。硬质相的量以体积％(vol.％)给出。各个元素的上限和下限可以在权利要求书所列出的限值中自由组合。数值限值的算术精度可以提高一位。因此，如果元素的量以0.1％给出，则还可以通过将小数点右边的有效位数增加至0.10％来以更高的精度表示所述值。

碳(0.32％至0.50％)

碳有利于淬透性，并且将以0.32％，优选至少0.34％、0.35％、0.36％、0.37％或0.38％的最小含量存在。在高碳含量下，可能在钢中以过高的量形成M₂₃C₆、M₇C₃和M₂C(其中M表示Cr、Fe、Mo、V或其他碳化物形成元素)类型的碳化物，导致韧性和耐腐蚀性降低。此外，高碳含量还可能导致增加的残余奥氏体的量。因此，碳含量不应当超过0.50％。碳的上限可以设定为0.48％、0.46％、0.44％、0.43％或0.42％。

硅(0.1％至1.0％)

硅用于脱氧。Si还使钢的机械加工性改善。为了获得期望的效果，Si的含量应为至少0.1％。然而，Si是强的铁素体形成剂，并使钢中碳的活性增大，因此应限制到1.0％，优选限制到0.6％、0.5％、0.4％、0.35％或0.3％。