Сталь с повышенной износостойкостью и способы ее изготовления

1. Способ изготовления компонента на основе железа, включающий: а) обеспечение композиции, содержащей от примерно 5 до примерно 40 мас.% марганца, от примерно 0,01 до примерно 3,0 мас.% углерода и остальное составляет железо, б) нагревание композиции до температуры выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции или до температуры гомогенизации композиции, в) охлаждение композиции до температуры ниже температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции, г) деформирование композиции в то время, как композиция находится при температуре ниже температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции, и д) закалку композиции.
2. Способ по п. 1, в котором после стадии д) объем фракции осажденного карбида в композиции составляет примерно 5 об.% или менее от композиции.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором после стадии д) композиция имеет микроструктуру, содержащую измельченные зерна с размером примерно 100 мкм или менее.
4. Способ по п. 3, в котором микроструктура, содержащая измельченные зерна с размером примерно 100 мкм или менее, включает поверхностный слой композиции, где толщина поверхностного слоя составляет от примерно 10 нм до примерно 5000 нм и поверхностный слой образуют до или во время применения композиции.
5. Способ по п. 4, в котором поверхностный слой образуют посредством технологии деформации поверхности, выбранной из группы, состоящей из дробеструйного упрочнения, лазерной нагартовки, полировки поверхности и их сочетаний.
6. Способ по п. 1, в котором перед стадией д) композицию медленно охлаждают или выдерживают при постоянной температуре, и стадия д) включает быструю закалку композиции.
7. Способ по п. 1, в котором стадия г) включает деформирование композиции в то время, как композиция находится при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита и выше температуры начала мартенситного превращения.
8. Способ по п. 1, в котором стадия г) включает деформирование композиции для вызывания образования мартенсита композиции, при этом композицию деформируют при температуре от примерно 18°С до примерно 24°С для вызывания образования мартенсита композиции, и дополнительно включающий после стадии г) нагревание композиции до температуры выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита, при этом нагревание композиции до температуры выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита после стадии г) обращает вызванный деформацией мартенсит композиции в сверхмелкозернистый аустенит, и температура начала мартенситного превращения для сверхмелкозернистого аустенита составляет менее примерно 24°С.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий после стадии д) нагревание композиции до температуры выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита и, затем, закалку композиции.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий перед стадией в) деформирование композиции в то время, как композиция находится при температуре выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита.
11. Способ по п. 1, в котором стадия в) включает охлаждение композиции со скоростью, составляющей от примерно 2°С в секунду до примерно 60°С в секунду.
12. Способ по п. 1, в котором композиция дополнительно включает один или более легирующих элементов, выбранных из группы, состоящей из хрома, алюминия, кремния, никеля, кобальта, молибдена, ниобия, меди, титана, ванадия, азота, бора, циркония, гафния и их сочетаний.
13. Способ по п. 12, в котором хром составляет от 0,5 до 30 мас.% от всей композиции, каждый из никеля или кобальта составляет от 0,5 до 20 мас.% от всей композиции, алюминий составляет от 0,2 до 15 мас.% от всей композиции, каждый из молибдена, ниобия, меди, титана или ванадия составляет от 0,01 до 10 мас.% от всей композиции, кремний составляет от 0,1 до 10 мас.% от всей композиции, азот составляет от 0,001 до 3,0 мас.% от всей композиции, бор составляет от 0,001 до 0,1 мас.% от всей композиции и каждый из циркония или гафния составляет от 0,2 до 6 мас.% от всей композиции.
14. Способ по п. 1, в котором композиция включает от примерно 8 до примерно 20 мас.% марганца, от примерно 0,60 до примерно 3,0 мас.% углерода, от примерно 0,5 до примерно 3 мас.% хрома, от примерно 0,5 до примерно 2,0 мас.% меди, от примерно 0,1 до примерно 1 мас.% кремния и остальное составляет железо.
15. Способ по п. 1, в котором стадия г) включает пластичность, вызванную превращением, или пластичность, вызванную двойникованием.
16. Компонент на основе железа, изготовленный согласно способу по любому из пп. 1-15.
17. Компонент на основе железа, изготовленный согласно стадиям, включающим: а) обеспечение композиции, содержащей от примерно 5 до примерно 40 мас.% марганца, от примерно 0,01 до примерно 3,0 мас.% углерода и остальное составляет железо, б) нагревание композиции до температуры выше температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции, в) охлаждение композиции до температуры ниже температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции, г) деформирование композиции в то время, как композиция находится при температуре ниже температуры прекращения рекристаллизации аустенита композиции и д) закалку композиции.