[發明專利]一種超高強度鋼材及其制備方法

有效

• 申請號: 201610130202.7
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105624583B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 鐘平;張業勤;柳木桐;王彧;劉大博;金建軍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C22C38/44;C22C38/46;C22C33/04;C21D8/06
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

1.一種超高強度鋼材的制備方法，該鋼材由C、Cr、Co、Ni、Mo、V、W、Fe元素組成，其中元素C、Cr、Co、Ni、Mo、V、W的質量百分比為0.1～0.3％、6～16％、8～17％、2～10％、1～7％、0～0.8％、0～3％.余量為Fe元素；其特征在于包括如下步驟：

步驟1、選取高純爐料，所述的高純爐料包括純金屬Co、純金屬Cr、純金屬Mo、純金屬Ni、純金屬V、純金屬W以及純金屬Fe，且上述的所有純金屬元素的純度均不低于99.5％；

步驟2、采用真空感應爐對步驟1中的高純爐料進行熔煉，熔化溫度為1490℃～1530℃，爐內抽真空的真空度不高于5Pa；

步驟3、熔煉后將爐料澆鑄成電極棒，再將電極棒脫模緩冷；

步驟4、利用機加工對電極棒扒皮，扒皮厚度為15mm～25mm；

步驟5、采用真空自耗熔煉爐對扒皮后的電極棒進行重熔，重熔步驟具體為：首先焊接電極棒；然后將爐內抽真空至真空度≤0.5Pa；之后，起弧，電流為1～1.5萬安培；再后，進行熔煉，熔煉速度為350～440kg/h,電流為0.9～1.3萬安培，電壓為22V～26V；最后，澆鑄并脫模緩冷得到鋼錠；

步驟6、對脫模緩冷后的鋼錠扒皮，扒皮厚度為15mm～25mm；

步驟7、將扒皮后的鋼錠在爐中進行加熱，加熱溫度為1150℃～1160℃，透燒后保溫2小時；

步驟8、在鍛機上對加熱后的鋼錠進行兩次鐓拔，鐓拔溫度均為1140℃～1150℃，兩次鐓拔的終鍛溫度≥900℃，鐓拔后緩冷至環境溫度；其中，第一次鐓拔的鍛比為10～12，第二次鐓拔的鍛比為13～15，鋼錠經兩次鐓拔后成為鋼棒；

步驟9、在鍛機上將所述的鋼棒鍛造為鍛件，鍛造溫度為1140℃～1150℃，終鍛溫度≥900℃，鍛后緩冷至環境溫度，將鍛造后的鍛件加熱至680℃～700℃，保溫時間為8～16小時，并通過空氣冷卻進行退火處理；

步驟10、預備熱處理：將鍛造后的鍛件加熱至1080℃，保溫1小時后空冷至環境溫度，再加熱至680℃～700℃，保溫8～16小時后空冷至環境溫度；

步驟11、最終熱處理：將鍛件加熱至1080℃±10℃,保溫60min～75min后進行油淬火；在淬火完成后8小時內進行冷處理，冷處理溫度為-73℃±8℃，保溫時間不小于2小時，之后在自然狀態下回溫至環境溫度；再對鍛件進行回火熱處理，回火溫度為540℃～550℃±3℃，保溫時間為4～5小時，之后空氣冷卻至環境溫度。