[发明专利]用于小口径武器的钢

说明书

本发明涉及一种钢组合物、其制造方法、由此获得的硬度为46HRC至48HRC并且在‑40℃下的回弹性KV为至少40焦耳的钢坯以及它们在制造压力器械部件中的用途。

技术领域

本发明涉及一种旨在用于制造小口径武器的管的新型钢，这种钢在高压下管过度膨胀时具有良好的延展性和良好的爆破强度。

背景技术

在武器使用期间，其膛管(barrel)承受高热和机械应力。对膛管而言特别重要的是在武器射击时不会爆裂，爆裂可能会伤害其使用者。因此，有必要提供高安全性和高质量的武器。为此，需要即使在非常低的温度下也具有良好的机械特性和特别好的爆破强度的可用的钢。

专利申请AT 508777和US 2011/0253270A1描述了一类用于制造小口径武器管的钢，其主要元素的含量高于这些应用通用的含量。因此，这种钢具体包含：

3.6-4.4％的Cr，有利地3.8-4.2％的Cr；

1.2-1.8％的Mo，有利地1.4-1.6％的Mo；和

0.42-0.5％的V，有利地0.44-0.48％的V。

这些文献指出，该高含量的铬和钼对材料的淬火行为及其在高温下的性能具有有利的影响。具体地，根据AT 508777图1的比较例，具有相当低的铬和钼含量的钢V320不满足用于390℃以上的膛管的条件。另一方面，在所述文献中描述的钢的种类能够在回火温度高于560℃的情况下获得期望的机械性能，因此，能够实现在高达500℃的温度下具有高的热机械强度。然而，使用高含量的铬、钼和钒是昂贵的。此外，所述文献中未涉及钢的回弹性能，专利申请AT 508777在图2中示出了其在-40℃下的标准回弹值为30J。目前，获得可用的具有更好的回弹值(特别是在-40℃下至少为40J的回弹值)、而同时降低该钢的生产成本将是有利的。此外，这些高含量的铬、钼和钒需要高于940℃的高淬火处理温度，这可能引起淬火后的变形增加并凸显了脱碳的风险。

日本专利申请JP 2000-080444还描述了一类用作武器管的钢。这是一种具有比常规的3％Cr钢更低的铬含量但具有更高Mo和V含量的钢。然而，所描述的种类只能达到限于36HRC的HRC硬度水平。这种硬度水平与高范围应用所需的水平(46-48HRC)相差很远。此外，鉴于对于3％Cr钢而言最小低温回弹水平为20J，而所声称的最小值为16J，相较于标准的3％Cr钢，所声称的低温回弹水平低。

因此，如果能够获得具有更好回弹值，特别是在-40℃下至少为40J回弹值、并同时具有高范围应用所需的硬度(46-48HRC)的可用的钢将是有利的。

专利US 2 876 095描述了通过在液态金属生产期间添加稀土金属，而用作具有改善的使用寿命的武器管的两类钢。其中的铬和钼含量低于现有技术的其它钢。然而，所述专利未对任何特定的机械性能进行描述，特别是未指明钢的热机械强度或回弹性。

发明内容

发明人注意到，出乎意料地，可以获得比现有技术更廉价的新型钢，其回弹值高于目前的钢，特别是具有在-40℃下为至少40J的回弹值，同时具有高端应用所需的硬度(46-48HRC)。由于这类钢在膛管处于高压下过度膨胀期间具有良好的爆破强度以及良好的延展性，而且不太昂贵，因此这类钢可用于制造对于使用者而言安全的高端高品质小口径武器膛管。该种类的特征在于Mn含量低，且Si含量低，同时避免添加过量的特别昂贵的元素Cr、Mo和V。

因此，本发明涉及一种钢组合物，以组合物总量的重量百分数计，所述钢组合物实质上包含(有利地实质上由以下组分构成，更特别地由以下组分构成)：

碳：0.28-0.35；

锰：0.10-0.60，优选0.10-0.20；

硅：0.10-0.20；

铬：2.80-3.40；