[發明專利]一種無碳化物貝/馬復相鋼的BQ＆P熱處理工藝

有效

• 申請號: 201510957802.6
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN106893832B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 高古輝;張寒;桂曉露;譚諄禮;白秉哲;翁宇慶
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D1/18;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/16;C22C38/18
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

本發明公開一種無碳化物貝/馬復相鋼的BQ&P熱處理工藝，以C?Mn?Si為主要合金元素，添加Al、Mo、Cr、Ni、Cu、Co、W、Ti、Nb和V等元素，其余為Fe。將無碳化物貝/馬復相鋼經冶煉、鑄造、鍛造或者軋制后，進行BQ處理和P處理，獲得的無碳化物貝/馬復相鋼抗拉強度800?2500MPa，屈服強度600?2000MPa，延伸率10?40％，沖擊值A_KV20?300J/cm²，性能優于常規的低合金高強鋼。同時可以避免傳統的Q&P工藝淬火冷速過大，淬火溫度過低，造成的鋼件淬裂等問題。

技術領域

本發明涉及低合金高強鋼熱處理領域。更具體地，涉及一種無碳化物貝/馬復相鋼的BQ&P熱處理工藝。

背景技術

軌道交通、建筑、機械和能源等領域都需要大量的低合金高強鋼，并要求低合金高強鋼在保持高強度的同時可以獲得足夠的延伸率和沖擊韌性。但是經過常規的熱處理，鋼的韌性和塑性隨著強度的增加而降低。美國的J.Speer教授提出了Q&P工藝，將鋼件經奧氏體化后，淬火至馬氏體轉變開始溫度(Ms)與馬氏體轉變結束溫度(M_f)之間，得到未轉變的奧氏體和馬氏體，再加熱至某一溫度進行分配處理，促使碳從過飽和的馬氏體中擴散至奧氏體中，穩定奧氏體組織(J.Speer et al.Acta Materialia 51(2003)2611-2622)。徐祖耀院士提出的Q-P-T工藝，在馬氏體和奧氏體組織中引入納米析出物，進一步改善鋼的強度(徐祖耀，金屬熱處理，34(2009)1-8)。在此基礎上，相關的發明專利包括：低合金超高強度復相鋼及其熱處理方法(公開號：101225499)，一種高強韌性復相鋼及其熱處理方法(公開號：103045941A)和一種貝氏體/馬氏體/奧氏體復相高強鋼的制備方法(公開號：103243275A)。但是以上文獻和專利都是為了獲得足夠的強度，將鋼件經奧氏體化后，直接淬火或者冷卻至馬氏體轉變開始溫度(M_s)與馬氏體轉變結束溫度(M_f)之間，都沒有涉及到將鋼件經奧氏體化后，控制冷卻至貝氏體轉變開始溫度(B_s)與馬氏體轉變結束溫度(M_f)之間。由于馬氏體轉變開始溫度較低，而且奧氏體向馬氏體轉變會造成體積膨脹。因此將鋼件直接淬火至馬氏體轉變開始溫度(M_s)之下，容易引起鋼件殘余應力過大，造成淬裂等問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種無碳化物貝/馬復相鋼的熱處理工藝，采用BQ處理和P處理結合，首先采用兩個階段控制冷卻，將奧氏體化后的鋼件冷卻至貝氏體轉變開始溫度(B_s)及貝氏體轉變開始溫度(B_s)與馬氏體轉變結束溫度(M_f)之間，然后采用控制加熱，加熱至某一溫度進行P處理，促進碳從無碳化物貝氏體鐵素體和馬氏體中向奧氏體中分配。避免了將奧氏體化后的鋼件直接淬火至馬氏體轉變開始溫度(M_s)與馬氏體轉變結束溫度(M_f)之間，帶來的鋼件淬裂等問題；而且采用控制加熱使鋼件P階段的溫度均勻，可避免加熱過程中的鋼件開裂。最終改善了鋼件的塑性和韌性。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種無碳化物貝/馬復相鋼的BQ&P熱處理工藝，包括如下步驟：

1)采用常規煉鋼工藝冶煉、鑄造、鍛造或軋制成無碳化物貝/馬復相鋼，所述無碳化物貝/馬復相鋼包含的組分及質量百分比為：

C：0.06～0.75wt％；Si：0.3～2.0wt％；Al：0.01～1.5wt％；Mn：1.6～3.6wt％；

Mo：0.1～0.6wt％；Cr：0.1～1.5wt％；Ni：0～1.0wt％；Co：0～1.0wt％；

Cu：0～0.8wt％；W：0～1.2wt.％；Ti：0～0.05wt％；Nb：0～0.12wt.％；