[发明专利]渗碳钢构件及其制造方法

权利要求书

1.一种渗碳钢构件，其特征在于，

该渗碳钢构件通过施行下列工序制造而成：

渗碳工序，该工序将钢构件在比大气中氧浓度低的渗碳环境中加热至奥氏体化温度以上而在表层形成渗碳层；

冷却工序，该工序继上述渗碳工序后，接着通过与进行马氏体转变的冷却速度相比慢的冷却速度来冷却上述钢构件，并且，对上述钢构件进行冷却直至由冷却引起的组织转变结束的温度以下；以及

淬火工序，该工序在采用高密度能量将上述钢构件中的所需部分加热至奥氏体区域后，通过进行马氏体转变的冷却速度以上的冷却速度来进行冷却，

上述钢构件的基本化学成分，以质量%计，含有C为0.1～0.4%、Si为0.35～3.0%、Mn为0.1～3.0%、P为0.03%以下、S为0.15%以下、Al为0.05%以下、N为0.03%以下，并且Cr含量低于0.2%，Mo含量为0.1%以下，余量由Fe和不可避免的杂质组成，

在施行了上述淬火工序的上述所需部分的表层中，具有：

第一层，该层的碳浓度比上述基本化学成分范围高，并且该层含有不存在由Si引起的晶界氧化层的马氏体组织；

第二层，该层位于上述第一层内部侧，该层的碳浓度处于上述基本化学成分范围内，并且该层含有马氏体组织；以及

第三层，该层位于上述第二层的内部侧，该层的碳浓度处于上述基本化学成分范围内，并且该层不含有马氏体组织。

2.如权利要求1所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述第一层，在表面部的碳浓度处于0.6～0.85质量%的范围内，在朝向与所述第二层的分界的方向上，碳浓度在慢慢地以接近所述基本化学成分范围内的方式降低。

3.如权利要求1或2所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述第二层的厚度比所述第一层的厚度厚。

4.如权利要求1～3中任一项所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述基本化学成分还含有Ti为0.005～0.2%、B为0.0006～0.005%。

5.如权利要求1～4中任一项所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述基本化学成分的Mo含量为低于0.01%。

6.如权利要求1～5中任一项所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述基本化学成分还含有Nb为0.01～0.3%、V为0.01～0.2%中的一种或者两种。

7.如权利要求1～6中任一项所述的渗碳钢构件，其特征在于，所述基本化学成分还含有Ni为0.1～3.0%。

8.一种渗碳钢构件的制造方法，其特征在于，

所述渗碳钢构件的制造方法包括：

渗碳工序，该工序将钢构件在比大气中氧浓度低的渗碳环境中加热至奥氏体化温度以上而在表层形成渗碳层；

冷却工序，该工序继上述渗碳工序后，接着通过与进行马氏体转变的冷却速度相比慢的冷却速度来冷却上述钢构件，并且，对上述钢构件进行冷却直至由冷却引起的组织转变结束的温度以下；以及

淬火工序，该工序在采用高密度能量将上述钢构件中的所需部分加热至奥氏体区域后，通过进行马氏体转变的冷却速度以上的冷却速度来进行冷却，

上述钢构件的基本化学成分，以质量%计，含有C为0.1～0.4%、Si为0.35～3.0%、Mn为0.1～3.0%、P为0.03%以下、S为0.15%以下、Al为0.05%以下、N为0.03%以下，并且，Cr含量低于0.2%，Mo含量为0.1%以下，余量由Fe和不可避免的杂质组成。

9.如权利要求8所述的渗碳钢构件的制造方法，其特征在于，所述冷却工序在所述渗碳工序刚结束后就紧接着开始冷却，以使所述渗碳工序中固溶于奥氏体中的碳不作为石墨粒析出。

10.如权利要求8或9所述的渗碳钢构件的制造方法，其特征在于，所述渗碳工序是在扩散后的所述钢构件的表面渗碳浓度成为0.8%以下的条件下施行。

11.如权利要求8～10中任一项所述的渗碳钢构件的制造方法，其特征在于，供给所述渗碳工序的所述钢构件，具有因钢构件的形状而引起的在渗碳处理时侵入碳的扩散速度不同的第一部位和第二部位，并呈现出与所述第一部位相比所述第二部位的侵入碳的扩散速度慢的形状；

所述渗碳工序在所述第一部位的表面渗碳浓度成为0.65±0.1质量%的范围内的条件下施行。