[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋼及半固態(tài)液芯鍛造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911423577.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111041371B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王開坤;吳永強(qiáng);胡志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C21D7/13;B22D27/04
• 代理公司: 北京德和衡律師事務(wù)所 11405
• 代理人: 樊培偉;李穎

1.一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋼，其特征在于，所述輕質(zhì)高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：

C 0.37％

Si 0.4％

Mn 20％

Al 8％

S 0.002％

P 0.004％

余量為Fe，所述輕質(zhì)高強(qiáng)鋼的密度為6.92g/cm³，抗拉強(qiáng)度是910MPa，屈服強(qiáng)度是715MPa，斷后伸長(zhǎng)率是41%，強(qiáng)塑積是37.3Gpa?%，

根據(jù)合金成分，控制合金熔液的鑄造溫度在1480℃左右和鑄造速度160mm/min；采用噴淋裝置快冷，待冒口完全凝固后脫模，控制噴淋裝置冷卻水速度為1m³/h，冷卻時(shí)間為25min，最終得到體積為1000×1000×1000mm³液相率為23％的方錠；

將上述方錠裝入均熱爐進(jìn)行加熱，均熱溫度在1200℃保溫1.2h，提高鑄坯表面溫度至始鍛溫度，精確控制鑄錠表面溫度與芯部溫差在270℃，使液芯位于方錠中心，液芯率保持在15％準(zhǔn)備鍛造；對(duì)方錠進(jìn)行三向鍛造，每次壓下量為26％，使得每道次鐓粗過程中，固相凝固前沿的枝晶充分破碎，破碎的枝晶漂浮在凝固前沿，在固、液相兩相之間形成半固態(tài)區(qū)，通過多次三向鍛造，固相凝固前沿的半固態(tài)區(qū)逐漸凝固，并向鋼錠中心移動(dòng)，直至液相完全以半固態(tài)相存在，并逐漸凝固，開坯鍛造結(jié)束時(shí)中心液相完全凝固。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)鋼的半固態(tài)液芯鍛造方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）根據(jù)所述的化學(xué)成分進(jìn)行冶煉，根據(jù)合金成分不同，控制合金熔液的鑄造溫度在1480℃左右和鑄造速度160mm/min；

（2）鑄坯頂部采用噴淋裝置快冷，待冒口完全凝固后，脫模；通過調(diào)整噴淋裝置冷卻水速度1m³/h，冷卻時(shí)間為25min，最終得到體積為1000×1000×1000mm³，液相率在23％的方錠；

（3）將上述方錠裝入均熱爐進(jìn)行加熱，均熱溫度在1200℃保溫1.2h，提高鑄坯表面溫度至始鍛溫度，精確控制鑄錠的表面溫度與芯部溫差控制在270℃，使液芯位于方錠中心，液芯率保持在15％準(zhǔn)備鍛造；

（4）對(duì)方錠進(jìn)行三向鍛造，每次壓下量為26％，使得每道次鐓粗過程中，固相凝固前沿的枝晶充分破碎，破碎的枝晶漂浮在凝固前沿，在固、液相兩相之間形成半固態(tài)區(qū)，通過多次三向鍛造，固相凝固前沿的半固態(tài)區(qū)逐漸凝固，并向鋼錠中心移動(dòng)，直至液相完全以半固態(tài)相存在，并逐漸凝固，開坯鍛造結(jié)束時(shí)中心液相完全凝固。