一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢的制作方法

1.本实用新型涉及渗碳钢技术领域，具体为一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢。


背景技术：

2.渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢，它一般为低碳的优质碳素结构钢与合金结构钢，亦可分别称为碳素渗碳钢与合金渗碳钢，其成分特点是低的含碳量，一般为0.1％～0.25％；主要合金元素有ni、cr、mn等，辅助合金元素有w、mo、v、ti等。
3.现有的渗碳钢抗疲劳强度差，长时间使用后表面容易受损，强度低，遇到外部作用力后容易弯曲，同时表面容易因外部环境氧化，降低了渗碳钢的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，具备抗疲劳强度高，支撑强度高，表面抗氧化的优点，解决了现有的渗碳钢抗疲劳强度差，长时间使用后表面容易受损，强度低，遇到外部作用力后容易弯曲，同时表面容易因外部环境氧化，降低了渗碳钢使用寿命的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，包括碳素钢层，所述碳素钢层的底部固定连接有合金钢层，所述合金钢层的底部固定连接有抗疲劳层，所述抗疲劳层的底部固定连接有抗氧化层，所述合金钢层包括碳马氏体强度钢层，所述碳马氏体强度钢层的底部固定连接有硬化型不锈钢层，所述抗疲劳层包括高锰钢层，所述高锰钢层的底部固定连接有钛合金层。
6.优选的，所述抗氧化层包括硬铬层，所述硬铬层的底部固定连接有硅化物涂层，所述硬铬层的顶部与钛合金层固定连接。
7.优选的，所述硬铬层的材质为硬铬，所述硅化物涂层的材质为硅化物涂料。
8.优选的，所述硬化型不锈钢层的底部与高锰钢层的顶部固定连接，所述碳素钢层的材质为碳素钢。
9.优选的，所述合金钢层的材质为合金钢，所述碳马氏体强度钢层的材质为碳马氏体强度钢，所述硬化型不锈钢层的材质为半奥氏体沉淀硬化型不锈钢，所述高锰钢层的材质为高锰钢，所述钛合金层的材质为钛合金。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
11.本实用新型通过碳素钢层、合金钢层、抗疲劳层、抗氧化层、碳马氏体强度钢层、硬化型不锈钢层、高锰钢层、钛合金层、硬铬层和硅化物涂层进行配合，具备抗疲劳强度高，支撑强度高，表面抗氧化的优点，解决了现有的渗碳钢抗疲劳强度差，长时间使用后表面容易受损，强度低，遇到外部作用力后容易弯曲，同时表面容易因外部环境氧化，降低了渗碳钢使用寿命的问题。
附图说明
12.图1为本实用新型立体结构示意图；
13.图2为本实用新型碳马氏体强度钢层和硬化型不锈钢层立体结构示意图；
14.图3为本实用新型高锰钢层和钛合金层立体结构示意图；
15.图4为本实用新型硬铬层和硅化物涂层立体结构示意图。
16.图中：1碳素钢层、2合金钢层、3抗疲劳层、4抗氧化层、5碳马氏体强度钢层、6硬化型不锈钢层、7高锰钢层、8钛合金层、9硬铬层、10硅化物涂层。
具体实施方式
17.请参阅图1-图4，一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，包括碳素钢层1，碳素钢层1的底部固定连接有合金钢层2，合金钢层2的底部固定连接有抗疲劳层3，抗疲劳层3的底部固定连接有抗氧化层4，合金钢层2包括碳马氏体强度钢层5，碳马氏体强度钢层5的底部固定连接有硬化型不锈钢层6，抗疲劳层3包括高锰钢层7，高锰钢层7的底部固定连接有钛合金层8，抗氧化层4 包括硬铬层9，硬铬层9的底部固定连接有硅化物涂层10，硬铬层9的顶部与钛合金层8固定连接，硬铬层9的材质为硬铬，硅化物涂层10的材质为硅化物涂料，硬化型不锈钢层6的底部与高锰钢层7的顶部固定连接，碳素钢层1的材质为碳素钢，合金钢层2的材质为合金钢，碳马氏体强度钢层5的材质为碳马氏体强度钢，硬化型不锈钢层6的材质为半奥氏体沉淀硬化型不锈钢，高锰钢层7的材质为高锰钢，钛合金层8的材质为钛合金。
18.半奥氏体沉淀硬化型不锈钢是一类高合金的超高强度钢，如常见的17-7ph (ocr17ni7al)、ph15-7mo(ocr15ni7mo2al)和afc-77(15cr15mo5co14v)等，这类钢经固溶化处理，冷却到室温为奥氏体组织，再经过冷加工、冷处理或者加热到750℃进行调整处理后，奥氏体转变为马氏体，最后在400-550℃时效，便得到在回火马氏体基体上弥散分布着第二相强化组织的超高强度钢，这类钢在315℃以上长时间使用时，会因为金属间化合物沉淀而使材料变脆，所以使用温度要限制在315℃以下。
19.低合金中碳马氏体强化型超高强度钢是在低合金调质钢的基础上发展起来的，合金元素总量一般不超过6％，主要牌号包括传统的镍铬钼调质钢4340 (40crnimo)，碳含量0.45％的镍铬钼钒钢d6ac(45crnimov)，碳含量0.30％的铬锰硅镍钢(30crmnsini2a)，在4340钢基础上通过加入硅(1.6％)和钒(0.1％) 而研制成的300m钢(43crnisimov)以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等。
20.使用时，通过碳素钢层1，使得钢结构强度高，塑性韧性好，焊接性好，耐腐蚀性好，通过设置合金钢层2，具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温和无磁性性能，通过高锰钢层7和钛合金层8，大大提高了渗碳钢的抗疲劳强度，使渗碳钢耐候性好，抗疲劳，使用寿命长，通过硬铬层9和硅化物涂层10，提高了渗碳钢的抗氧化性能，使渗碳钢不会因外部环境氧化。
21.综上所述：该抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，通过碳素钢层1、合金钢层 2、抗疲劳层3、抗氧化层4、碳马氏体强度钢层5、硬化型不锈钢层6、高锰钢层7、钛合金层8、硬铬层9和硅化物涂层10进行配合，解决了现有的渗碳钢抗疲劳强度差，长时间使用后表面容易受损，强度低，遇到外部作用力后容易弯曲，同时表面容易因外部环境氧化，降低了渗碳钢使用寿命的问题。


技术特征：
1.一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，包括碳素钢层(1)，其特征在于：所述碳素钢层(1)的底部固定连接有合金钢层(2)，所述合金钢层(2)的底部固定连接有抗疲劳层(3)，所述抗疲劳层(3)的底部固定连接有抗氧化层(4)，所述合金钢层(2)包括碳马氏体强度钢层(5)，所述碳马氏体强度钢层(5)的底部固定连接有硬化型不锈钢层(6)，所述抗疲劳层(3)包括高锰钢层(7)，所述高锰钢层(7)的底部固定连接有钛合金层(8)。2.根据权利要求1所述的一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，其特征在于：所述抗氧化层(4)包括硬铬层(9)，所述硬铬层(9)的底部固定连接有硅化物涂层(10)，所述硬铬层(9)的顶部与钛合金层(8)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，其特征在于：所述硬铬层(9)的材质为硬铬，所述硅化物涂层(10)的材质为硅化物涂料。4.根据权利要求1所述的一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，其特征在于：所述硬化型不锈钢层(6)的底部与高锰钢层(7)的顶部固定连接，所述碳素钢层(1)的材质为碳素钢。5.根据权利要求1所述的一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，其特征在于：所述合金钢层(2)的材质为合金钢，所述碳马氏体强度钢层(5)的材质为碳马氏体强度钢，所述硬化型不锈钢层(6)的材质为半奥氏体沉淀硬化型不锈钢，所述高锰钢层(7)的材质为高锰钢，所述钛合金层(8)的材质为钛合金。

技术总结
本实用新型公开了一种抗疲劳强度优异的高耐淬透性渗碳钢，包括碳素钢层，所述碳素钢层的底部固定连接有合金钢层，所述合金钢层的底部固定连接有抗疲劳层，所述抗疲劳层的底部固定连接有抗氧化层，所述合金钢层包括碳马氏体强度钢层。本实用新型通过碳素钢层、合金钢层、抗疲劳层、抗氧化层、碳马氏体强度钢层、硬化型不锈钢层、高锰钢层、钛合金层、硬铬层和硅化物涂层进行配合，具备抗疲劳强度高，支撑强度高，表面抗氧化的优点，解决了现有的渗碳钢抗疲劳强度差，长时间使用后表面容易受损，强度低，遇到外部作用力后容易弯曲，同时表面容易因外部环境氧化，降低了渗碳钢使用寿命的问题。题。题。


技术研发人员：方一夫 方允伟
受保护的技术使用者：西安达索航空机械技术有限公司
技术研发日：2021.11.04
技术公布日：2022/5/25