[发明专利]具有优异的耐腐蚀性的高强度弹簧钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有显著改善的强度和耐腐蚀性的钢组合物。因此，该钢组合物适用于具有改善的抗拉强度和疲劳寿命的车辆悬挂系统。

背景技术

弹簧钢已广泛用于制造弹簧，在车辆和工业悬架应用上尤为突出。对于在汽车悬挂系统中的使用，弹簧钢需要表现出高的疲劳强度。

近年来，车辆要求减轻重量和高功率，以达到减少废气排放和提高燃料效率的目的。因此，对发动机或汽车悬挂系统有用的螺旋弹簧进行设计，改善抗应力性。

特别地，由于这些部件连续地承受载荷，用于汽车悬挂系统的螺旋弹簧需要具有优异的强度。而且，由于它们暴露于外部环境，应该充分考虑耐腐蚀性。

这种汽车悬挂系统用的螺旋弹簧通常由主要包含碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)和铬(Cr)并具有约1900Mpa的抗拉强度的弹簧钢制成。此外，已经对杂质控制技术进行了研究，其中，通过控制合金元素的种类和含量来改善疲劳寿命。

上述内容仅意在帮助理解本发明的背景，并不意在表示本发明落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。

发明内容

在优选的方面，本发明提供一种高强度弹簧钢，其通过优化钼(Mo)、镍(Ni)、钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)、硼(B)和钨(W)的含量来改善抗拉强度，并且通过控制其中杂质的形成来改善在腐蚀环境下的疲劳强度。

在本发明的一个方面，提供一种弹簧钢或其钢组合物，其适用于车辆部件，比如车辆悬挂系统中的螺旋弹簧钢。除非在下文中另有说明，所述的钢或钢组合物用作可以用于车辆的具有显著改善的强度的弹簧钢。

该钢组合物包含：按重量计含量约0.4～0.9％的碳(C)；按重量计含量约1.3～2.3％的硅(Si)；按重量计含量约0.5～1.2％的锰(Mn)；按重量计含量约0.6～1.2％的铬(Cr)；按重量计含量约0.1～0.5％的钼(Mo)；按重量计含量约0.05～0.8％的镍(Ni)；按重量计含量约0.05～0.5％的钒(V)；按重量计含量约0.05～0.5％的铌(Nb)；按重量计含量约0.05～0.3％的钛(Ti)；按重量计含量约0.001～0.01％的硼(B)；按重量计含量约0.01～0.52％的钨(W)；按重量计含量约0.3％或更少但大于0％的铜(Cu)；按重量计含量约0.3％或更少但大于0％的铝(Al)；按重量计含量约0.03％或更少但大于0％的氮(N)；按重量计含量约0.003％或更少但大于0％的氧(O)；构成钢组合物的剩余余量的铁(Fe)。除非本文另有说明，所有按重量计％基于钢组合物的总重量。

还提供一种钢组合物，其基本上由本文所述的成分组成或由本文所述的成分组成。例如，该钢组合物基本上由以下成分组成或由以下成分组成：按重量计含量约0.4～0.9％的碳(C)；按重量计含量约1.3～2.3％的硅(Si)；按重量计含量约0.5～1.2％的锰(Mn)；按重量计含量约0.6～1.2％的铬(Cr)；按重量计含量约0.1～0.5％的钼(Mo)；按重量计含量约0.05～0.8％的镍(Ni)；按重量计含量约0.05～0.5％的钒(V)；按重量计含量约0.05～0.5％的铌(Nb)；按重量计含量约0.05～0.3％的钛(Ti)；按重量计含量约0.001～0.01％的硼(B)；按重量计含量约0.01～0.52％的钨(W)；按重量计含量约0.3％或更少但大于0％的铜(Cu)；按重量计含量约0.3％或更少但大于0％的铝(Al)；按重量计含量约0.03％或更少但大于0％的氮(N)；按重量计含量约0.003％或更少但大于0％的氧(O)；构成钢组合物的剩余余量的铁(Fe)。

在一些实施方式中，钢组合物适当地具有约2100MPa或更大的抗拉强度。

在一些实施方式中，钢组合物适当地具有约700HV的硬度。

在一些实施方式中，钢组合物适当地具有约20μm或更小的腐蚀坑深度。

在一些实施方式中，钢组合物适当地具有通过弯曲疲劳试验测得的约280000循环或更大的疲劳寿命。

在一些实施方式中，钢组合物适当地具有通过单腐蚀疲劳寿命试验测得的约25000循环或更大的疲劳寿命。

在一些实施方案中，钢组合物适当地具有通过复合腐蚀疲劳试验测得的约300000循环或更大的疲劳寿命。

在另一方面，本发明提供一种包含本文所述钢组合物的车辆部件。示例性车辆部件包括在车辆中的悬挂系统中使用的弹簧钢。

本发明的其它方面在下文中公开。

附图说明