[發(fā)明專利]一種具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板及其制造方法與應用

有效

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• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111235371B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊旗;楊蔚濤;馬藝星;丁孫瑋;徐斌
• 申請（專利權）人: 上海材料研究所
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D9/00;C21D1/26;C21D6/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/14;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

1.一種具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板，其特征在于，具有(2n+1)層復合結(jié)構(gòu)，其中n為正整數(shù)，由奧氏體組織層和鐵素體組織層交替排列組成，相鄰兩層的接合界面處實現(xiàn)完全冶金接合，其中，奧氏體組織層具有的顯微組織主要為奧氏體組織并且奧氏體的體積分數(shù)大于90％，其化學成分的質(zhì)量百分數(shù)為：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；鐵素體組織層具有的顯微組織主要為鐵素體組織，其化學成分的質(zhì)量百分數(shù)為：C≤0.1％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ti≤0.15％，Nb≤0.2％，V≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；

所述彈塑性阻尼鋼板的上表層、下表層必須為奧氏體組織層；

所述奧氏體組織層和鐵素體組織層的平均晶粒尺寸均不超過250μm；

所述彈塑性阻尼鋼板的奧氏體組織層的厚度總和小于鐵素體組織層的厚度總和，并且彈塑性阻尼鋼板的上表層、下表層的厚度均不小于0.2mm。

2.根據(jù)權利要求1所述一種具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板，其特征在于，具有三層復合結(jié)構(gòu)，包括上表層、中心層、下表層，并且相鄰兩層的接合界面處實現(xiàn)完全冶金接合，

所述上表層為奧氏體組織層，具有的顯微組織主要為奧氏體組織并且奧氏體的體積分數(shù)大于90％，其化學成分的質(zhì)量百分數(shù)為：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；

所述下表層為奧氏體組織層，具有的顯微組織主要為奧氏體組織并且奧氏體的體積分數(shù)大于90％，其化學成分的質(zhì)量百分數(shù)為：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；

所述中心層為鐵素體組織層，具有的顯微組織主要為鐵素體組織，其化學成分的質(zhì)量百分數(shù)為：C≤0.1％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ti≤0.15％，Nb≤0.2％，V≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

3.根據(jù)權利要求1或2所述具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板，其特征在于，所述奧氏體組織層的化學成分中C和Mn的質(zhì)量百分數(shù)為：0.5％≤C≤0.65％，16.0％≤Mn≤20.0％；

所述鐵素體組織層的化學成分中C、Mn和Si的質(zhì)量百分數(shù)為：C≤0.01％，Mn≤0.3％，Si≤0.1％。

4.根據(jù)權利要求1或2所述具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板，其特征在于，所述彈塑性阻尼鋼板的屈服強度＜300MPa；在循環(huán)拉伸-壓縮加載條件下，當應變振幅、應變比和加載頻率分別為1％、-1.0和0.1～0.2Hz時，應力幅值＜400MPa，并且彈塑性阻尼鋼板的室溫疲勞壽命＞1500周次。

5.根據(jù)權利要求3所述具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板，其特征在于，所述彈塑性阻尼鋼板的屈服強度＜300MPa；在循環(huán)拉伸-壓縮加載條件下，當應變振幅、應變比和加載頻率分別為1％、-1.0和0.1～0.2Hz時，應力幅值＜400MPa，并且彈塑性阻尼鋼板的室溫疲勞壽命＞1500周次。

6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述具有層狀復合結(jié)構(gòu)的彈塑性阻尼鋼板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)組坯

將用于制備彈塑性阻尼鋼板奧氏體組織層的板坯和用于制備鐵素體組織層的板坯交替排列組合形成復合坯，且用于制備所述彈塑性阻尼鋼板上、下表層的板坯必須為制備奧氏體組織層的板坯；

2)熱軋

采用1000～1250℃加熱復合坯，保溫時間為0.5～3h，熱軋復合坯成熱軋層狀復合鋼板，熱軋變形量≥70％，終軋溫度≥800℃；

3)熱軋后退火

將熱軋層狀復合鋼板加熱至均熱溫度600～1100℃，均熱時間為0.5～10h；退火完畢將鋼板冷卻至室溫。