[發明專利]一種具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 201810013760.4
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108118255A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 張昕;夏昊;馮建航;殷福星
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C33/06;C21D8/02
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼，其特征為該耐低溫鋼的化學成分組成質量百分含量為：C：0.050～0.30%，Mn：25～35%，Si：0.30～1.5%，Al：2.0～4.0%，其余為Fe和不可避免的雜質；

所述的耐低溫鋼在-196℃下的層錯能為25~40mJ/m²。

2.如權利要求1所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼，其特征為該耐低溫鋼的顯微組織是奧氏體，平均晶粒尺寸為50~100μm；

所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼在液氮溫度（-196℃）的沖擊功在200J~250J之間；室溫下沖擊功在300J~350J之間，屈服強度在200MPa~300MPa之間，抗拉強度在600MPa~700MPa之間，斷后伸長率在45%~65%之間。

3.如權利要求1所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼的制備方法，其特征為包括以下步驟：

（1）按照上述合金鋼的質量配比準備投料量，進行轉爐或電弧爐冶煉；熔煉完成后，真空精煉；

其中，錳元素、硅元素的加入分別是以錳鐵合金和硅鐵合金的方式加入；

（2）連鑄：將上步最后得到的鋼水注入中間包中，中間包烘烤溫度為1050~1100℃；澆注時，采用全程保護澆注；鋼水溫度1550~1580℃，連鑄的拉速為1~1.5m/min，得到鋼坯（錠）；

（3）加熱工序：將上步得到的鋼坯（錠）氮氣保護下加熱至1100~1200°C，保溫1.5~2小時；

（4）軋制工序：將加熱后的鋼錠放入熱軋機上，開軋溫度控制在1050～1150℃之間進行粗軋，粗軋下壓2~8道次，每道次壓下量控制在20～30%，粗軋總壓下量控制在60~80%；然后進行精軋，精軋溫度控制在850～1050℃之間，下壓4~10道次，每道次壓下量控制在10～20%，精軋總壓下量控制在60~85%；最后在800~900℃進行終軋；軋制總壓下量不低于90%；終軋后在冷床上自然冷卻到室溫，得到鋼板坯；

（5）熱處理工序：將上步得到的冷卻后的鋼板坯，放置加熱爐中隨爐加熱至900~1000℃，在還原性氣氛或沖惰性氣氛下保溫1~2小時后，水冷至室溫，最終得到具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼。

4.如權利要求3所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼的制備方法，其特征為所述的步驟（1）中，當采用轉爐冶煉時，首先在爐中加入脫硫脫硅的鐵水，進行吹氧冶煉，出鋼時鋼包中再加入錳鐵合金、硅鐵合金及純鋁，然后進行脫氧、合金化；

所述的轉爐冶煉時，注入的脫硫脫硅的鐵水中S≤0.01%，Si≤0.10%；吹氧冶煉，冶煉終點要求化學成分如下：C≤0.05%，Si≤0.10%，Mn≤0.20%，S≤0.01%，P≤0.01%。

5.如權利要求3所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼的制備方法，其特征為所述的步驟（1）中，當采用電弧爐冶煉時，首先在爐中加入精選廢鋼，廢鋼在熔化后，依次加入稱量好的硅鐵、錳鐵合金進行合金化；加入的金屬熔化后，加入石灰石造渣；造渣材料熔化后，接著加入鋁石灰脫氧、脫磷；最后加入純鋁；

所述的加入的精選廢鋼中S≤0.01%，P≤0.10%。

6.如權利要求3所述的具有高沖擊韌性的高錳TWIP耐低溫鋼的制備方法，其特征為所述的步驟（1）中真空精煉后，鋼中氧含量不大于120ppm，氮含量不大于50ppm，S≤0.002%，P≤0.002%。