[發明專利]一種氧化物彌散強化鋼的制備方法及一種馬氏體鋼

在審

• 申請號: 201510808687.6
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105274440A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 燕青芝;洪志遠
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/28;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種氧化物彌散強化鋼的制備方法，其特征在于，所述制備方法在鑄模中加入鐵的氧化物，向充分脫氧后的鋼液中加入適量稀土元素并快速澆鑄到鑄模中，通過稀土元素與鐵的氧化物反應得到氧化物彌散強化鋼（ODS鋼）。

2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述制備方法具體包括：

S1：在鑄模中加入鐵的氧化物；

S2：將工業純鐵加入坩堝熔煉，抽真空到10Pa時送電；

S3：抽真空到真空度<7Pa后進行精煉，精煉過程中通過脫氧元素Al的燒損控制脫氧深度，當氧濃度[O]<10^-5時加入合金元素進行合金化；

S4：向完成合金化的鋼液中加入稀土元素，攪拌后快速將鋼液澆鑄到鑄模中，獲得ODS鋼。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述S4中加入稀土元素為釔，所述S1中加入鐵的氧化物為Fe₂O₃，所述Y和Fe₂O₃的物質的量之比為1:1-1.2:1。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述S2中熔煉和抽真空采用真空感應/磁力攪拌工藝，熔煉溫度在鐵熔點以上100-200℃，所述S4中澆鑄溫度視鋼液流動性而定，在保證流動性的同時盡可能降低鋼液溫度。

5.一種馬氏體鋼，基于上述權利要求1-4之一所述的制備方法，其特征在于，所述馬氏體鋼由上述方法制得的ODS鋼熱鍛、熱軋、熱加工和熱處理所得，所述ODS鋼各種成分占總質量的百分比：C：0.08~0.15%、Cr：8.0~9.9%、Mn：0.45~0.6%、W：2.0~2.5%、N：0.05~0.07%、Ta：0.10~0.20%、Ti:0.4~0.55%、Si：0.10~0.15%、V：0.04~0.05%、Y：0.01~0.5%、B<0.001%、S<0.003%、P<0.005%、Fe余量。

6.根據權利要求5所述的馬氏體鋼，其特征在于，所述馬氏體鋼制備的具體步驟包括：

(a)將S4制得的ODS鋼鍛造或者軋制進行第一次熱變形，得到半成品；

(b)將所述半成品加熱到1150℃-1200℃的范圍，通過熱軋制再次變形直至得到所要求的形狀及尺寸的制品；

(c)待（b）中所述制品冷卻至室溫，再將其加熱到950-1050℃溫度范圍保持15-25min，進行奧氏體化熱處理；

(d)將所述奧氏體化熱處理后的制品冷卻至50℃以下，然后再將制品加熱到750-790℃溫度范圍保持90-130min，進行回火熱處理得到馬氏體鋼。

7.根據權利要求6所述的馬氏體鋼，其特征在于，所述步驟(a)中ODS鋼在制備過程中，稀土元素釔在脫氧完成之后加入，也是合金化過程中最后一個加入的合金元素，同時在線檢測合金元素并依據測試結果增補合金元素及氧活度。

8.根據權利要求6所述的馬氏體鋼，其特征在于，所述步驟（b)中的鍛造或者軋制的溫度范圍在1150℃-1000℃。

9.根據權利要求6所述的馬氏體鋼，其特征在于，所述步驟（c）為控軋控冷工藝，開始軋制溫度在1100℃，終軋溫度控制在900℃，軋后采用在線噴霧冷卻。

10.根據權利要求6所述的馬氏體鋼，其特征在于，所述步驟（d）的奧氏體化的熱處理制度為：950-1050℃/15-25min淬火；750-780℃/90-120min回火，奧氏體化熱處理之后的冷卻作業在水中進行，所述步驟（e）的回火熱處理之后的冷卻作業在空氣中進行。