掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

由B-Zr合金钢构成的构件

文献发布时间:2024-07-23 01:35:21


由B-Zr合金钢构成的构件

技术领域

本发明涉及一种具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢尤其与硼(下面也作“B”)制成合金。尤其地,本发明涉及一种紧固机构,例如螺丝或螺母。

背景技术

对于由钢构成的构件,尤其高强度和超高强度的构件,通常使用硼作为成本适宜的合金元素,以改进淬透性。与硼制成合金的钢例如在WO 2021/009705A1和WO 2008/142275A2中描述。

然而,由硼制成合金的钢构成的构件,例如螺丝或螺母,在热处理之后,尤其在盐浴中进行等温热处理以设定贝氏体结构之后,通常在边缘区域中表现出硬度下降,尤其直到在表面下方直至300μm的深度,由此限制了对于高强度和超高强度的产品,例如高强度和超高强度的螺丝的可应用性。

通常,含硼的钢附加地与钛和铝制成合金,以便使硼保持在溶解状态中而不以氮化物、碳化物、碳氮化物、硅化物或氧化物的形式沉淀。然而,这不足以减少上述在边缘区域中的硬度不均匀性。

发明内容

因此,本发明基于如下目的:减少在由硼钢合金构成的构件的边缘区域中的硬度下降。

该目的通过根据权利要求1所述的具有由钢构成的组成部分的构件和根据权利要求14所述的制造方法来实现。其他特征、实施方式以及优点从从属权利要求、说明书和附图得出。

本发明的一个方面涉及具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢包括0.30重量%-0.50重量%的C,

0.05重量%-1.3重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.01重量%-0.8重量%的Si,

0.3重量%-1.5重量%的Cr,

0.005重量%-0.40重量%的V,

0.0008重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.35重量%的Al,

0.0001重量%-0.0200重量%的N,

0.01重量%-0.08重量%的Ti,和

0.0030重量%-0.0800重量%的Zr;

可选地包括

0.01重量%-0.20重量%的Mo,

0.01重量%-0.50重量%的Ni,

0.01重量%-0.50重量%的Cu,和/或

0.001重量%-0.010重量%的Ca,

其余为铁和不可避免的杂质,

其中构件的组成部分具有钢表面,并且在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量(硼含量)≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。

本发明的另一方面涉及一种用于制造具有由钢构成的组成部分的构件的方法,所述方法包括以下步骤:

-提供具有前述组成的钢,

-随后借助由钢构成的组成部分形成构件,并且

-可选地进行热处理。

令人惊讶地,根据本发明的组成,尤其与在根据本发明的具有由钢构成的组成部分的构件中的其他合金元素组合地添加给含B的钢的锆,抵抗在边缘区域中的硬度下降,尤其当由钢构成的组成部分经过热处理时。根据本发明的具有由钢构成的组成部分的构件的另一令人惊讶的优点是改进的抗氢脆性。令人惊讶地能够实现如此明显更高的强度。

尤其地,在具有通常高且通常也动态的轴向应力的紧固机构中,改进在边缘区域中的硬度并且也减少氢脆是特别有利的,因为例如能够是螺丝或螺母的紧固机构对于许多组件来说是必不可少的。紧固机构的故障在此会对人员或机器造成严重后果,例如在桥梁螺丝、底盘螺丝、发动机头螺丝等的情况下。因此,本发明还能够涉及具有根据本发明的构件、尤其紧固机构的车辆、发动机、汽缸头、底盘装置或电池装置。

在本发明的一个优选的实施方式中,构件具有由钢构成的组成部分,其中钢由以下成分构成:

0.30重量%-0.50重量%的C,

0.05重量%-1.3重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.01重量%-0.80重量%的Si,

0.3重量%-1.5重量%的Cr,

0.005重量%-0.40重量%的V,

0.0008重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.35重量%的Al,

0.0001重量%-0.0200重量%的N,

0.01重量%-0.08重量%的Ti,和

0.0030重量%-0.08重量%的Zr;

可选地由以下构成

0.01重量%-0.20重量%的Mo,

0.01重量%-0.50重量%的Ni,

0.01重量%-0.50重量%的Cu,和/或

0.0010重量%-0.0100重量%的Ca;

其余为铁和不可避免的杂质,其中构件的组成部分具有钢表面并且在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。优选地,每种杂质以≤0.01重量%被包含。

更优选地,钢可选地包括

0.01重量%-0.10重量%的Bi,

0.01重量%-0.30重量%的Co,

0.01重量%-0.06重量%的Nb,

0.01重量%-0.40重量%的Pb,

0.01重量%-0.10重量%的Se,

0.01重量%-0.10重量%的Te,

0.01重量%-0.3重量%的W,

0.01重量%-0.04重量%的As,

0.01重量%-0.02重量%的Sn,

0.01重量%-0.20重量%的Ta,

0.01重量%-0.20重量%的Ce,

0.01重量%-0.50重量%的Sn,

0.01重量%-0.40重量%的Sb,

0.01重量%-0.20重量%的Hf,和/或

一种或多种镧系元素,含量分别为0.01重量%-0.02重量%。

更优选地,本发明涉及具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢包括

0.30重量%-0.48重量%的C,

0.2重量%-1.3重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.01重量%-0.70重量%的Si,

0.3重量%-1.4重量%的Cr,

0.005重量%-0.38重量%的V,

0.0010重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.30重量%的Al,

0.0010重量%-0.0180重量%的N,

0.012重量%-0.07重量%的Ti,和

0.0040重量%-0.0600重量%的Zr;

可选地包括

0.01重量%-0.18重量%的Mo,

0.01重量%-0.45重量%的Ni,

0.01重量%-0.40重量%的Cu,和/或

0.0010重量%-0.0090重量%的Ca;

其余为铁和不可避免的杂质,其中构件的组成部分具有钢表面并且在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。优选地,钢由上述成分构成。优选地,每种杂质以≤0.01重量%被包含。

在另一优选的实施方式中,本发明涉及具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢包括

0.30重量%-0.46重量%的C,

0.3重量%-1.3重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.01重量%-0.60重量%的Si,

0.3重量%-1.3重量%的Cr,

0.005重量%-0.35重量%的V,

0.0012重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.25重量%的Al,

0.0020重量%-0.0150重量%的N,

0.014重量%-0.060重量%的Ti,和

0.0050重量%-0.0500重量%的Zr;

可选地包括

0.01重量%-0.16重量%的Mo,

0.01重量%-0.40重量%的Ni,

0.01重量%-0.30重量%的Cu,和/或

0.0010重量%-0.0080重量%的Ca;

其余为铁和不可避免的杂质,其中构件的组成部分具有钢表面并且在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。优选地,钢由上述成分构成。优选地,每种杂质以≤0.01重量%被包含。

在本发明的最优选的实施方式中,提供具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢包括

0.34重量%-0.42重量%的C,

0.45重量%-0.90重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.02重量%-0.50重量%的Si,

0.60重量%-1.00重量%的Cr,

0.08重量%-0.25重量%的V,

0.0012重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.25重量%的Al,

0.0025重量%-0.0090重量%的N,

0.015重量%-0.060重量%的Ti,和

0.0050重量%-0.0500重量%的Zr;

可选地包括

0.01重量%-0.16重量%的Mo,

0.01重量%-0.40重量%的Ni,

0.01重量%-0.30重量%的Cu,和/或

0.0010重量%-0.0060重量%的Ca;

其余为铁和不可避免的杂质,其中构件的组成部分具有钢表面并且在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。优选地,钢由上述成分构成。优选地,每种杂质以≤0.01重量%被包含。

更优选地,根据上面的组成的钢也能够可选地包括

0.01重量%-0.10重量%的Bi,

0.01重量%-0.30重量%的Co,

0.01重量%-0.06重量%的Nb,

0.01重量%-0.40重量%的Pb,

0.01重量%-0.10重量%的Se,

0.01重量%-0.10重量%的Te,

0.01重量%-0.3重量%的W,

0.01重量%-0.04重量%的As,

0.01重量%-0.02重量%的Sn,

0.01重量%-0.20重量%的Ta,

0.01重量%-0.20重量%的Ce,

0.01重量%-0.50重量%的Sn,

0.01重量%-0.40重量%的Sb,

0.01重量%-0.20重量%的Hf,和/或

一种或多种镧系元素,含量分别为0.01-0.02重量%。

因此,优选的例如是具有由钢构成的组成部分的构件,其中钢包括

0.30重量%-0.50重量%的C,

0.05重量%-1.3重量%的Mn,

0.001重量%-0.015重量%的P,

0.001重量%-0.015重量%的S,

0.01重量%-0.8重量%的Si,

0.3重量%-1.5重量%的Cr,

0.005重量%-0.40重量%的V,

0.0008重量%-0.0050重量%的B,

0.02重量%-0.35重量%的Al,

0.0001重量%-0.0200重量%的N,

0.01重量%-0.08重量%的Ti,和

0.0030重量%-0.0800重量%的Zr;

可选地包括

0.01重量%-0.20重量%的Mo,

0.01重量%-0.50重量%的Ni,

0.01重量%-0.50重量%的Cu,

0.0010重量%-0.0100重量%的Ca,

0.01重量%-0.10重量%的Bi,

0.01重量%-0.30重量%的Co,

0.01重量%-0.06重量%的Nb,

0.01重量%-0.40重量%的Pb,

0.01重量%-0.10重量%的Se,

0.01重量%-0.10重量%的Te,

0.01重量%-0.3重量%的W,

0.01重量%-0.04重量%的As,

0.01重量%-0.02重量%的Sn,

0.01重量%-0.20重量%的Ta,

0.01重量%-0.20重量%的Ce,

0.01重量%-0.50重量%的Sn,

0.01重量%-0.40重量%的Sb,

0.01-0.20重量%的Hf,和/或

一种或多种镧系元素构成,含量分别为0.01-0.02重量%,其余为铁和不可避免的杂质,优选由这些成分构成,其中每种杂质≤0.01重量%。

借助钢的上述优选和特别优选的组成,在构件的边缘区域中的硬度下降能够特别有效地减少。此外,大幅减少钢的氢脆性。

成分Mo、Ni、Cu和Ca是可选的,即所述成分能够彼此独立地不被包含,或者当包含其时,这些成分能够彼此独立地以例如0.01重量%-0.20重量%的Mo,0.01重量%-0.50重量%的Ni,0.01重量%-0.50重量%的Cu和/或0.0010重量%-0.0100重量%的Ca的给定的量包含在钢中。成分Mo、Ni、Cu和Ca在一个优选的实施方式中彼此独立地包含在钢中。因此,优选的是,钢包含0.01重量%-0.20重量%的Mo,0.01重量%-0.50重量%的Ni,0.01重量%-0.50重量%的Cu和/或0.0010重量%-0.0100重量%的Ca,更优选包括0.01重量%-0.16重量%的Mo,0.01重量%-0.40重量%的Ni,0.01重量%-0.30重量%的Cu和/或0.0010重量%-0.0080重量%的Ca。

成分Bi、Co、Nb、Pb、Se、Te、W、As、Sn、Ta、Ce、Sn、Sb、Hf和/或镧系元素也能够可选地包含在钢中,即它们能够彼此独立地被包含或不被包含。当包含所述成分时,它们能够彼此独立地以给定的量被包含。

锆在根据本发明的构件的钢中是微合金元素,也就是说,所述锆在量非常少的情况下已经发挥效果,尤其在低于0.05重量%时也如此。硼、钛和钒也是微合金元素。在根据本发明的组成中,锆与其他合金元素例如钒相互作用。

根据本发明,在钢中在5μm-60μm的深度处的B含量≥在钢中在500μm(微米)的深度处的B含量的80%,其中垂直于钢表面测量深度。也就是说,在5μm-60μm的深度处的任意部位处的B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%。换言之,在5μm-60μm的深度范围内,在钢中在5μm-60μm的深度处的最小B含量≥在钢中在500μm的深度处的B含量的80%,优选≥90%,特别优选大于95%。

将B含量理解为:按钢的总重量计,单位为重量百分比的硼浓度。然而,因为例如≥80%的值是分别两个B含量的相对值,所以B含量不必以重量百分比存在,而是例如还能够以体积百分比或原子百分比给出。

根据本发明,借助于GDOES(Glow Discharge Optical Emission Spectrocopy,辉光放电光发射谱仪)(设备:来自Spectruma Analytik GmbH的GDA 750HR)确定B含量。在此,借助于Ar等离子体,去除样品材料(钢)的表面,使样品原子进入气相(阴极雾化或溅射)并在该处以光谱形式定量确定。因此,B含量在每个深度中,例如在0μm-500μm的深度范围上以光谱形式测量B含量。产生所谓的B深度剖面作为测量结果。以这种方式,在每个深度中,例如在μm0-500μm的深度范围上求取B含量。然后经由在特定深度(例如10μm)中的B含量和在500μm的深度中的B含量的商来确定比例,从而求取百分比值,根据本发明,所述百分比值≥80%。

此外,根据本发明优选地,附加地,在钢中在140μm-220μm的深度中的硼含量≥在钢中在500μm的深度处的硼含量的80%。在5μm-60μm的深度处和在140-220μm的深度处,硼含量彼此独立地优选≥90%,更优选≥95%,更优选≥98%,甚至更优选≥100%,最优选为在钢中在500μm的深度处的硼含量的100%-1000%,其中垂直于钢表面测量所述深度。例如,如果在钢中在5μm-60μm的深度处的硼含量(B浓度)为0.0030重量%-0.0033重量%而在500μm的深度处为0.0033重量%,那么这可能是90.9%-100%。

与往常一样,借助在由钢构成的构件的横截面的表面处的经典的光学发射谱学测量钢的其他化学元素(所谓的件分析(Stückanalyse))。钢的化学元素的给定的重量百分比分别以钢的总重量计。

在本发明的范围内,对已知的硼钢的合金组成的研究表明:与在较大的深度中的硼含量相比,在边缘区域中存在硼减少。不受本发明的限制,假设:根据本发明在边缘区域中硼浓度的低的或减少的下降造成在由钢构成的组成部分的边缘区域中的硬度的令人惊讶地少的下降并且引起在边缘区域中的氢脆性的令人惊讶的减小。这归因于锆与其他合金元素例如钒的以根据本发明的量组合。根据本发明,对于硼浓度的少量或不存在的下降有利的是,除了钢的组成之外,还有在制造过程结束时的热处理或调质,尤其盐浴调质,这引起在根据本发明的构件中在由钢构成的组成部分的边缘区域中的这些有利的特性。将边缘区域尤其理解为从钢表面测量的在0微米-300微米的深度中的区域。

根据本发明,尤其地,锆在与其他合金元素组合中抵抗边缘区域中硬度下降并且引起边缘区域中氢脆性的减少。

就本发明而言,将杂质理解为以≤0.01重量%的量存在的元素。因此,钢优选含有不可避免的杂质,含量分别≤0.01重量%。

此外,在本发明的范围内已发现,如果(Zr+Ti+Al)与N的比在2.7至150的范围内,更优选在2.8至130的范围内,特别优选在3至100的范围内,那么能够特别有效地减少在构件的边缘区域中的硬度下降。在上述式中使用Zr、Ti、Al和N的相应的重量百分比。

根据本发明的具有由钢构成的组成部分的构件优选是紧固机构,特别优选选自螺丝、螺母、铆钉、螺栓和链条。

就本发明而言,尤其能够将由钢构成的组成部分理解为:构件的至少一部分、即体积区域由钢构成。优选的是,由钢构成的组成部分总计≥构件的80重量%,更优选≥90重量%,特别优选≥95重量%。也就是说,构件≥80重量%,更优选≥90重量%,特别优选≥95重量%由钢构成。由此,能够实现构件的,尤其固定机构的特别好的机械强度。特别优选的是,如果由钢构成的组成部分是一件式的,那么提升机械强度。尤其能够将“一件式”理解为:至少一件式的部分已在成型工艺中实现和/或是连贯的。

优选地,根据本发明的构件,尤其螺丝,是高强度或超高强度的构件,优选具有≥800MPa的强度(所谓的高强度的构件),特别优选强度高于1200MPa,更优选≥1400MPa(所谓的超高强度的构件),特别优选强度为1200MPa-1900MPa,尤其1400MPa-1900MPa。强度等级根据2021年1月有效版本的ISO 898-1。优选的高强度和超高强度的构件是高强度或超高强度的螺丝、螺母、链传动装置、成型构件和/或结构构件。此外或替选地优选的是,根据本发明的构件,尤其高强度或超高强度的构件,优选是焊接的构件、增材制造的构件或表面硬化(einsatzgehaertet)的构件。

在另一优选的实施方式中,在具有由钢构成的组成部分的根据本发明的构件中,对组成部分或钢进行热处理,即所谓的调质,例如通过盐浴调质,以便设定优选的微观组织。在一个优选的实施方式中,钢的微观组织的≥70体积%、更优选≥80体积%、特别优选≥90体积%是贝氏体和/或马氏体的,尤其在调质例如热处理之后。例如,能够在显微地拍摄显微照片中确定以体积百分比表示的结构比例,因为面积在多张显微照片中平均地反映了体积。为此,在多张显微照片中确定面积并计算算术平均值。因为钢的微观组织的密度相对类似,所以也优选的是,钢的微观组织≥70重量%、更优选≥80重量%、特别优选≥90重量%是贝氏体和/或马氏体的。还优选的是,奥氏体(残余奥氏体)的份额≤20体积%或重量%,尤其≤10体积%或重量%。这些微观组织给予根据本发明的构件特别高的强度和韧性。其能够承受高的并且通常动态的轴向应力。在调质之前,根据本发明的构件的微观组织的优选≥90体积%是铁素体和/或珠光体的。优选地,在调质之前根据本发明的构件的微观组织的≥90重量%是铁素体和/或珠光体的。

更优选地,根据本发明的构件是成型构件。尤其将成型构件理解为已借助于成型步骤、尤其冷成型法而成型的构件。刚好在未经热处理的成型构件中,氢脆性的减少是有利的,因为在成型构件中,已经通过累积的林位错(例如在不同的滑动平面上横向或垂直地彼此会聚的两个或更多个位错)产生一定程度的脆性。

尤其当构件是承载负荷式构件时,存在就本发明而言的上述结构构件。所述结构构件尤其具有两个负荷引入部段,其有利地具有负荷引入结构,例如安装凹部或开口,以及设置在负荷引入部段之间的传递区域,所述传递区域将和/或能够将负荷,尤其弯曲负荷和/或拉伸负荷,从一个负荷引入部段传递到另一负荷引入部段。

抗氢脆性的改进归因于以下事实:不受本发明限制地,在构件中实现在微结构、尤其钢的经热处理的微结构中的扩散氢的附加结合点,尤其通过形成沉淀物的元素如Al、Cu、Mo、V、Zr、Ti、B与C、N、O、Si和/或基于通过热处理设定的微观组织。

如上所述,在优选的实施方式中,根据本发明的具有由钢构成的组成部分的构件是紧固机构。根据本发明的紧固机构尤其能够是力配合的紧固机构,如螺丝、螺栓或螺母。力配合的紧固机构的特征尤其在于,其具有用于张紧或紧固的螺纹部段,尤其具有外螺纹或内螺纹。因此,螺纹部段例如能够是外螺纹或内螺纹。有利地,所述螺纹部段在此在紧固机构的由钢构成的组成部分中引入。适宜地,紧固机构能够具有轴区域。所述轴区域能够邻接于紧固机构的螺纹部段和/或驱动区域尤其头部构成和/或构成为柱形部段。轴的直径在此能够大于、小于或等于在螺纹部段中的螺纹直径。螺丝有利地是高强度或超高强度的螺丝。

在本发明的一个特别优选的实施方式中,所述构件是高强度或超高强度的螺丝。将高强度的螺丝理解为抗拉强度至少为800MPa的螺丝。高强度的螺丝例如是强度等级为8.8、10.9和12.9的螺丝。尤其地,本发明的强度等级在此对应于2021年1月有效的版本的ISO 898-1。将超高强度的螺丝理解为拉伸强度尤其至少为1200MPa和/或有利地至少为1400MPa的螺丝。超高强度的螺丝例如是强度等级为12.8、12.9、14.8、14.9、15.8、15.9、16.8、16.9、17.8和12.8U、12.9U、14.8U、14.9U、15.8U、15.9U、16.8U、17.8U的螺丝。高强度的螺丝是至少是高强度,但也能够是超高强度的螺丝。优选地,其是强度在1000MPa以上的高强度或超高强度的螺丝。螺丝在此能够具有带有工具作用面的头部,其中这些工具作用面尤其彼此构成内六边形或外六边形。

本发明还涉及一种用于制造根据本发明的构件的方法。为了制造,首先以已知的方式给钢添加各种合金元素。根据本发明的用于制造具有由钢构成的组成部分的构件的方法包括以下步骤:

-提供具有前述组成的钢,

-借助由钢构成的组成部分形成构件,并且

-可选地进行热处理。

在一个优选的实施方式中,用于制造具有由钢构成的组成部分的构件的根据本发明的方法包括以下步骤:

a)提供具有前述组成的钢,

b)将钢辊压,尤其热机械辊压,

c)制造钢丝或钢杆,

d)可选地进行GKZ退火(球状渗碳体退火),

e)拉丝,

f)成型,并且

g)可选地进行热处理。

上面提到的步骤以所给出的顺序执行。在每个步骤中,将从其前一个步骤中获得的产品继续加工。

根据本发明的优选方法具有资源节约且成本有效的工艺路线的优点,因为例如能够直接加工轧制线材而不需要其间的GKZ退火。因此,能够借助于TM辊压(热机械辊压)来实现轧制线材状态下的铁素体-珠光体微观组织的设定。优选地,在步骤b)中执行热机械辊压。特别优选的是如下热机械辊压,其中将材料以在Ars

将GKZ退火(球状渗碳体退火)理解为以球状地形成渗碳体为目的的加热。在步骤d)即可选的GKZ退火中,优选将钢退火6-10小时,优选7-9小时,例如8小时,保持温度为700-750℃,例如为735℃。然后优选将其冷却至低于100℃,特别优选低于50℃,尤其冷却至室温。通过退火(加热)有利地获得由铁素体和球状渗碳体构成的微观组织。

在改型和/或可选的热处理之后,能够进行另外的步骤,尤其调质步骤,其中考虑钢的已知的调质。替选地或附加地优选的是,调质步骤也能够在热处理步骤期间和/或与热处理步骤同时进行。换言之,调质和加热能够在一个步骤中一起进行。在步骤g)中的可选的热处理和/或调质优选为盐浴调质,特别优选在200℃-450℃的温度下进行10分钟至3小时。

在步骤b)中的辊压之后,尤其在热机械的辊压之后,并且在步骤f)中的热处理之前,由钢构成的组成部分的微观组织主要是铁素体-珠光体的、贝氏体的和/或混合微观组织。优选地,钢的微观组织≥80体积%、尤其优选≥90体积%是铁素体-珠光体的、贝氏体的和/或是混合微观组织。在一个优选的实施方式中,在热处理之后,组成部分的微观组织主要是马氏体和/或贝氏体的,如在上文中所描述的那样。在一个优选的实施方式中,在根据本发明的构件中的由钢构成的组成部分的微观组织≥70体积%、更优选≥80体积%、尤其优选≥90体积%是贝氏体或马氏体的,如在上文中所描述的那样。还优选的是,钢的微观组织在边缘区域中,尤其从由钢构成的组成部分的表面垂直地测量,在从由钢构成的组成部分的表面直至15μm,优选直至12μm,尤其优选直至10μm的深度的区域中,主要是铁素体和/或珠光体的,优选≥80体积%,特别优选≥90体积%是铁素体和/或珠光体的。低于上述深度,即低于15μm,优选低于12μm的深度,特别优选低于10μm的深度,钢优选具有上述微观组织,即优选≥70体积%,更优选≥80体积%,特别优选≥90体积%是贝氏体或马氏体的。

在本发明的一个优选的实施方式中,由钢构成的组成部分在边缘区域中,尤其从由钢构成的组成部分的表面起垂直于该表面测量在30μm-100μm,优选50μm-150μm的深度中,具有≥350HV0.3,更优选≥400HV0.3,特别优选≥430HV0.3,尤其≥450HV0.3的维氏硬度。

在本发明的另一优选的实施方式中,由钢构成的组成部分从由钢构成的组成部分的表面起垂直于该表面测量在30μm-100μm,优选40μm-120μm,特别优选50μm-150μm的深度中,具有以下维氏硬度,所述维氏硬度小于150HV0.3,低于由钢构成的组成部分在300μm-400μm的深度中,尤其在400μm的深度中,特别优选在由钢构成的组成部分的直径的1/4的深度中的维氏硬度HV0.3。这描述了在钢的边缘区域中与核心区域相比根据本发明优选的减小的硬度下降。更优选地,从由钢构成的组成部分的表面起垂直于所述表面测量,由钢构成的组成部分在30μm-100μm,优选40μm-120μm,特别优选50μm-150μm的深度中,具有以下维氏硬度,所述维氏硬度小于100HV0.5,更优选小于60HV0.5,尤其小于30HV0.5,低于由钢构成的组成部分的同样从由钢的组成部分的表面起垂直于所述表面测量在300μm-400μm的深度中,尤其在400μm的深度中,特别优选在由钢构成的组成部分的直径的1/4的深度中的维氏硬度HV0.5。

本发明还涉及一种具有由钢构成的组成部分的构件,其根据本发明的方法获得。有利地,构件和由钢构成的组成部分也能够具有关于所述方法的前述特征。

不言而喻,上文提到和下文还待阐述的特征不仅可在所给出的组合中使用,而且也可以其他组合形式或单独使用,而不脱离本发明的范围。特征或多个特征的组合的所提到的优点仅是示例性的并且能够替选地或累积地引起效果。本发明的不同实施方式的特征或不同权利要求的特征的组合能够与权利要求的所选择的参引方式不同。

附图说明

下面,根据附图进一步阐述本发明。

图1示出在根据本发明的螺丝的边缘区域中的硬度变化曲线。

图2示出在现有技术的螺丝的边缘区域中的硬度变化曲线。

具体实施方式

在图1中可见根据本发明的螺丝的钢的硬度,其与边缘距离相关,垂直于表面测量,并且表明仅存在较少的硬度下降。

在图2中可见在经贝氏体热处理的用硼制成合金的螺丝的边缘区域中的钢的硬度变化曲线,其中常规的硼钢合金被使用。可以看到,垂直于螺丝的表面测量,在边缘区域中存在明显的硬度下降连同更大的硬度下降深度。

因此,根据图1的上述示例和根据图2的对照例示出在具有由钢构成的组成部分的构件中的根据本发明的钢组成的有利效果。

相关技术
  • VGS型涡轮增压器中的构成要素构件的制造方法和用该方法所制造的构成要素构件和运用该构成要素构件的VGS型涡轮增压器的排气导管总成以及组装该排气导管总成而成的VGS型涡轮增压器
  • 高韧性低合金钢构件的制备方法及高韧性低合金钢构件
技术分类

06120116679912