[發(fā)明專利]一種使鋼中束狀貝氏體取向分布的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810143882.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108300949B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欣;趙旭;劉慶鎖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/18
• 分類號(hào): C22C38/18;C22C38/02;C22C38/04;C21D8/02;C21D1/00;C21D6/00
• 代理公司: 12223 天津耀達(dá)律師事務(wù)所
• 代理人: 侯力

一種使鋼中束狀貝氏體取向分布的方法。本發(fā)明通過(guò)中頻真空感應(yīng)爐熔煉出的鋼坯鑄成鋼錠，然后再高溫鍛造成板材。將該鋼加熱到1000?1050℃，保溫20?30min，油冷至240?260℃保溫20?30min后水冷至室溫，通過(guò)在冷卻時(shí)鋼材內(nèi)部形成的溫度梯度場(chǎng)制得使束狀貝氏體取向分布的鋼，其成分及含量：C為0.84wt.％?0.90wt.％；Si為1.34wt.％?1.45wt.％；Mn為0.35wt.％?0.40wt.％；Cr為0.95wt.％?1.10wt.％；P<0.02wt.％；S<0.02wt.％；其余為Fe。本發(fā)明具有成本低廉、周期短、工藝簡(jiǎn)單及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。所制備的束狀貝氏體鋼抗拉強(qiáng)度達(dá)1700?2100MPa，可應(yīng)用于工程機(jī)械、公路、橋梁等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種貝氏體鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

上世紀(jì)30年代，Bain和Davenprot通過(guò)中溫等溫轉(zhuǎn)變獲得了貝氏體組織。從此以后，多種形貌的貝氏體組織被各國(guó)學(xué)者所發(fā)現(xiàn)。大大推動(dòng)了貝氏體鋼在工程中的實(shí)際應(yīng)用。2002年，Bhadeshia等人通過(guò)改變鋼的化學(xué)成分獲得束狀貝氏體，使鋼鐵材料獲得了出色的強(qiáng)度、韌性和延展的組合，而更加掀起了人們對(duì)低溫貝氏體研究的熱情。但是由于中溫等溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)并且生產(chǎn)效率過(guò)低從而導(dǎo)致束狀貝氏體鋼難以在工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，通過(guò)利用溫度梯度場(chǎng)生產(chǎn)一種具有取向分布特征的束狀貝氏體鋼。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、周期短、生產(chǎn)成本低，制備的束狀貝氏體鋼機(jī)械性能優(yōu)良。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種通過(guò)溫度梯度場(chǎng)獲得具有取向分布的束狀貝氏體鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C為0.84wt.％-0.90wt.％；Si為1.34wt.％-1.45wt.％；Mn為0.35wt.％-0.40wt.％；Cr為0.95wt.％-1.10wt.％；P<0.02wt.％；S<0.02wt.％；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明提供的使鋼中束狀貝氏體取向分布的方法，包括以下步驟：

(1)將中頻真空感應(yīng)爐熔煉出的含有以上所述成分的鋼坯鑄成鋼錠，然后在1050-1100℃高溫鍛造成板材；將板材切割成厚度為5-10mm而長(zhǎng)和寬均為50mm的鋼。

(2)將該鋼加熱到1000℃-1050℃，保溫20-30min，油冷至240-260℃保溫20-30min后水冷至室溫，通過(guò)在冷卻時(shí)鋼材內(nèi)部形成的溫度梯度場(chǎng)制得具有取向分布特征的束狀貝氏體的鋼。

本發(fā)明通過(guò)較薄的試樣，在試樣厚度方向上形成大的溫度梯度，從而使在厚度方向上具有較大的相比驅(qū)動(dòng)力，能夠增加束狀貝氏體的形核率從而增加束狀貝氏體的數(shù)量，并且使得束狀貝氏體具有取向分布的特征。這就大大增大了束狀貝氏體鋼的機(jī)械性能。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1.通過(guò)較薄的厚度，在鋼材進(jìn)行中溫等溫時(shí)在厚度方向上形成較大的溫度梯度。在較大的溫度梯度場(chǎng)的作用下束狀貝氏體組織在進(jìn)行中溫轉(zhuǎn)變時(shí)能夠得到大的相變驅(qū)動(dòng)力，從而使得束狀貝氏體組織具有大的形核率，具有取向分布的特征。大大增加了束狀貝氏體鋼的機(jī)械性能，提高束狀貝氏體鋼的生產(chǎn)率。

2.在大的溫度梯度場(chǎng)作用下形成的束狀貝氏體鋼，具有好的機(jī)械性能，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到1700-2100MPa。

3.在溫度梯度場(chǎng)的作用下束狀貝氏體中溫等溫時(shí)間短，能夠提高生產(chǎn)效率，降低成本。

4.生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣泛。可廣泛應(yīng)用于公路、橋梁、海洋設(shè)施造船等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所得試樣的金相照片，可觀察到束狀貝氏體取向排布的特征。