[发明专利]一种低密度高强高耐蚀齿轮轴承钢及其制备方法

权利要求书

1.一种低密度高强高耐蚀的齿轮轴承钢，其特征在于，所述齿轮轴承钢中的化学元素及其重量百分比为C：0.1～0.35，Cr：12～16，Al：0.01～10，Mo：3～5.5，V：0.1～1.5，Ni：1.5～4，Co：9～15，Nb：0.01～0.15，B：0.0001～0.002，Si≤0.3，Mn≤0.3，且组分中含有稀土元素Re，其余为Fe及不可避免的杂质，所述齿轮轴承钢为带有Al和稀土Re的钢铸锭经过渗碳后得到；

所述齿轮轴承钢中的合金元素符合以下关系：

W(Al)≤35-0.8*W(Cr)-1.8*W(Si)-W(Mo)-0.2*W(Nb)-2.4*W(V)，且

0.035*W(Al)≤W(C)≤0.1*W(Al)，且

9-20*W(C)≤0.35*W(Mn)+W*(Ni)+2*W(Re)+0.6*W(Co)；

式中W(X)是指X元素在齿轮轴承钢中的重量百分含量。

2.根据权利要求1所述的低密度高强高耐蚀的齿轮轴承钢，其特征在于，稀土元素的含量为：0RE≤0.3。

3.根据权利要求2所述的低密度高强高耐蚀的齿轮轴承钢，其特征在于，所述轴承钢的化学元素及其重量百分比为：C：0.12～0.25，Cr：13～15，Al：1～5，Mo：4～5，V：0.5～1.0，Ni：1.8～3.5，Co：11～15，Nb：0.01～0.06，B：0.0001～0.002，Si≤0.3，Mn≤0.3，0RE≤0.3。

4.一种权利要求1～3任一项所述低密度高强高耐蚀的齿轮轴承钢的制备方法，其特征在于，包括双真空熔炼、均质化处理、锻造、锻后预备热处理、渗碳和渗碳后热处理工艺流程，具体为：

(1)钢的冶炼：采用双真空熔炼生产具有所述组分的铸锭；

(2)均质化处理：在1100℃～1350℃温度范围内，保温10～30h，进行高温扩散均质化处理；

(3)铸坯的锻造：

锻造温度范围为1000℃～1200℃，锻造成尺寸为250mm×250mm截面的方坯坯料，锻后空冷；要求晶粒度小于6级，锭子镦拔次数2～5次，变形比不小于8级；锻造后的材料在600℃～700℃进行1～3h的去应力退火，炉冷至400℃～500℃进行空冷；

(4)渗碳前预备热处理

渗碳前对材料进行预备热处理，消除锻造粗晶组织，避免渗碳后粗晶组织的产生，为渗碳和最终的热处理做好组织准备；

预备热处理过程由正火和回火组成，其具体工艺为：

在1100℃～1200℃范围内进行1～3h正火，空冷至室温；最后在600℃～700℃温度范围内进行1～3h的回火，直接炉冷至室温；

(5)渗碳：

在900℃～980℃温度范围内进行渗碳，扩散期碳势0.8～1.2％，渗碳层厚度1.5mm～3mm；渗碳后随炉冷却到300℃空冷；随后对渗碳后试样进行去应力退火处理，得到表面渗碳的加铝低密度退火态轴承钢棒材；去应力退火工艺参数为500℃～600℃，1h～5h，空冷至室温；

(6)渗碳后热处理制度:在1000℃～1250℃范围内保温1～4h，油淬至室温，在-80℃～～200℃范围内进行0.5～5h深冷处理，之后在300℃～600℃回火0.5～3h；回火和深冷次数2～4次。