[發明專利]一種高強韌性納米級復相鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201710383199.4
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107227432B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 劉和平;荊興斌;孫鳳兒;劉斌;裴海祥;高一波;姬秀芳
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/34;C22C38/30;C21D6/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開一種高強韌性納米級復相鋼及其制備方法，包括下列組分：C:0.88?1.02%，Si:1.7?3.2%，Mn:2.1?3.6%，Cr:1.8?3.0%，Co：1.5?2.6%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，其余為Fe。制備方法：將鋼迅速加熱到奧氏體化溫度900?1100℃，等溫10?60min后取出，使鋼件充分奧氏體化；然后使奧氏體化的鋼件在650～1100℃時快速冷卻至450～650℃，空冷35?60s，再繼續快速冷卻至貝氏體轉變溫度；然后從上述貝氏體轉變溫度Bf+20℃開始慢速降溫，直到降到溫度Ms?20℃為止；最后淬火到室溫，獲得高強韌性納米貝氏體鋼。

技術領域

本發明涉及一種高強韌性納米級復相鋼及其制備方法，具體涉及一種含有鐵素體和殘余奧氏體的納米貝氏體鋼及其制備方法，屬于金屬材料領域。

背景技術

自上世紀 70 年代以來，基于相變強化手段和新的增韌機制的先進高強度鋼得到了蓬勃的發展。這些先進高強度鋼的組織通常含有兩相或以上組織，如馬氏體、貝氏體、鐵素體或殘余奧氏體，近年來研究開發的具有代表性的鋼種為雙相鋼(DP)、相變誘發塑性（TRIP）鋼、復相鋼，馬氏體（M）鋼，TWIP 鋼，納米貝氏體鋼。

馬氏體鋼的發展與超高強度鋼的發展緊密聯系在一起。超高強度鋼的研究可追溯到上個世紀 40 年代，其主要應用于飛機起落架，發動機主軸，主梁，高強度螺栓，火箭發動機殼體等關鍵承力部件。馬氏體組織在獲得較高強度的同時，也存在著塑性較差的問題。因此，在實際應用中需要對其進行回火或時效處理，在成分設計中，需要加入各種合金元素，提高淬透性和韌性，同時還可以保持好的抗疲勞、抗腐蝕等優良的綜合力學性能。但加入過多的合金元素，必然會提高其生產成本。按其所含合金元素的多少，馬氏體鋼等高強度鋼逐漸發展為低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼和高合金超高強度鋼。

此外，近年來 Bhadeshia等通過組織成分設計，獲得了超強納米貝氏體鋼，其抗拉強度可達 2.5GPa。納米貝氏體中的殘余奧氏體薄膜富集了較高的碳含量，從而這種富碳的殘余奧氏體薄膜將有助于阻止裂紋的萌生和擴展。由于納米貝氏體轉變非常緩慢，這就給人們以足夠的時間來研究貝氏體在轉變過程中所發生的變化，甚至是解決長期以來一直困擾國內外學者們的一些難題。

發明內容

本發明旨在提供一種新型高強韌性復相鋼及其制備方法，其主要是制備一種超高強度，且具有納米貝氏體和殘余奧氏體組成的復相組織的貝氏體鋼，在高碳鋼中添加Si元素能夠抑制脆性的滲碳體的析出，得到無碳化物的貝氏體組織，從而改善塑性。

本發明提供了一種新型高強韌性的納米級復相貝氏體鋼，包括下列重量百分比的元素：

C: 0.88-1.02%

Si: 1.7-3.2%

Mn: 2.1-3.6%

Cr: 1.8-3.0%

Co：1.5-2.6%

P：≤ 0.01%，

S：≤ 0.01%

其余為 Fe。

進一步地，上述復相鋼包括下列重量百分比的元素：

C: 0.90-0.98%，

Si: 2.2-2.9%，

Mn: 2.9-3.5%，

Cr: 1.9-2.5%，

Co：1.8-2.3%，

P：≤ 0.01%，

S：≤ 0.01%，

其余為 Fe。