[發明專利]馬氏體+粒狀貝氏體復相強化低合金超高強鋼組織控制方法

有效

• 申請號: 201710819906.X
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107557548B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 喬志霞;劉永長;李連進;米惠軒;李子
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D1/18;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

本發明公開了一種馬氏體+粒狀貝氏體復相強化低合金超高強鋼組織控制方法。本發明按照下述步驟進行：1)將完全奧氏體化的Cr?Ni?Mo系低合金超高強度鋼試樣以10～30℃/s的速度連續冷卻到馬氏體相變開始溫度(M_s)之下40℃至馬氏體相變終了溫度(M_f)之上80℃之間的某溫度T₁，在該溫度保溫5?15s；2)之后以5～10℃/s將試樣快速加熱到M_s之上、貝氏體相變開始溫度(B_s)之下某一溫度T₂，保溫30s～120s；3)最后以10～30℃/s的速度連續快速冷卻至室溫。本發明工藝簡單，僅需通過控制熱處理冷卻過程即可實現，無需進行回火處理，能耗低，生產成本低。

技術領域

本發明屬于低合金超高強度鋼生產技術領域，涉及一種在Cr-Ni-Mo低合金超高強度鋼中通過獲得馬氏體+粒狀貝氏體復相組織來顯著提高綜合力學性能的組織控制方法。

背景技術

為解決國民經濟對鋼材需求量迅猛增加與日益苛刻的節能環保社會需求之間的矛盾，一個重要的途徑就是大力發展超高強度鋼，擴大超高強度鋼在工業領域中的應用范圍，從而降低鋼材消耗、降低鋼產量，促進社會的可持續發展。超高強度鋼習慣是指室溫抗拉強度超過1200MPa、屈服強度大于1000MPa的鋼。

低合金超高強度鋼因合金含量低(合金元素總量不超過5％)、價格相對低廉而首當其沖成為最有可能實現大規模應用的超高強鋼。Cr-Ni-Mo系低合金超高強度鋼因其具有超高強度與韌性的良好配合而成為低合金超高強度鋼的典型代表鋼種。Cr-Ni-Mo低合金超高強度鋼是在調質結構鋼的基礎上發展起來的，其含碳量通常在0.25～0.45％之間，目前，該類鋼種主要還是通過傳統的鍛軋后淬火+回火方式進行強韌化，獲得回火馬氏體或回火索氏體組織，達到超高強度性能。然而，強度與塑韌性總是一對矛盾體：若淬火后的回火溫度選擇低溫回火，獲得組織為回火馬氏體，這種組織雖然能達到超高強度性能要求，但塑韌性往往偏低；若淬火后的回火溫度選擇高溫回火，獲得組織為回火索氏體，雖然塑性好，伸長率能達到15％左右，但抗拉強度較低。因此，采用傳統淬火+回火的熱處理方法難以滿足低合金超高強度鋼對超高強度和良好塑韌性匹配的要求。通常為了獲得足夠高的伸長率，需要犧牲抗拉強度，以保證工程應用的安全性。用較高的溫度進行回火，抗拉強度就會降低，當伸長率高于15％時，抗拉強度往往僅能達到約1200MPa。基于上述，尋求能同時提高Cr-Ni-Mo系低合金超高強度鋼強度和塑性的方法對充分發揮其潛能、擴大超高強度鋼在工程中的應用、降低國民經濟對鋼材產量需求促進社會可持續發展，具有重要實際意義。

眾所周知，淬火處理主要是為了得到高強度高硬度的馬氏體組織，由于馬氏體脆性大，之后需要進行不同溫度回火處理以改善塑性和韌性。近些年很多先進低合金高強度鋼強化所利用的一種重要組織是粒狀貝氏體，其特點是島狀馬氏體/奧氏體組元分布在鐵素體基體上起到強化作用，奧氏體的存在為其提供了良好的塑性組織基礎，因此粒狀貝氏體是具有良好塑性和韌性的組織。通過正火熱處理即可得到，無需回火進行二次處理，而性能方面兼具較高的強度和良好的塑性。在Cr-Ni-Mo系低合金超高強度鋼中將這兩種組織的優點結合起來，有望開發出針對低合金超高強度鋼的能同時提高抗拉強度和塑性的強韌化新工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服上述現有技術中存在的不足，提供一種馬氏體+粒狀貝氏體復相強化低合金超高強鋼組織控制方法。

本發明馬氏體+粒狀貝氏體復相強化低合金超高強鋼組織控制方法，具體按照下述步驟進行：

在Cr-Ni-Mo系低合金超高強度鋼中獲得馬氏體+粒狀貝氏體復相組織的熱處理工藝：