[發(fā)明專利]一種超級(jí)貝氏體鋼及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010194992.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111286585B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鑫;朱明;劉文利;席建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紫荊漿體管道工程股份公司
• 主分類號(hào): C21D1/18
• 分類號(hào): C21D1/18;C21D1/28;C21D6/00;C21D8/02;C21D9/00;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/32;C22C38/34;C22C38/38;C22C38/42;C22C38/44
• 代理公司: 成都為知盾專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51267
• 代理人: 楊宜付

本發(fā)明公開了一種超級(jí)貝氏體鋼及其制備方法，包括主要合金元素C、Si或/和Al、Cr、Mn、P、S和Fe，經(jīng)冶煉、軋制、鍛造、鑄造或正火、淬火完成。本發(fā)明獲取近平行板條貝氏體和奧氏體交替重疊層狀組織超級(jí)貝氏體。整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，強(qiáng)韌性任意匹配，滿足貝氏體具有高溫?cái)U(kuò)散和低溫切變雙重轉(zhuǎn)變的特征，比常規(guī)單項(xiàng)相變的貝氏體或無碳化物貝氏體鋼板條均勻組織更穩(wěn)定。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單成本低，便于大生產(chǎn)的控制，產(chǎn)品性能即滿足結(jié)構(gòu)鋼又滿足耐磨鋼的需求、縮短幾個(gè)月獲取穩(wěn)定的貝氏體組織的常規(guī)工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種超級(jí)貝氏體鋼，同時(shí)提供了該超級(jí)貝氏體剛的制備方法。

背景技術(shù)

超級(jí)貝氏體鋼主要廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)鋼和耐磨鋼，結(jié)構(gòu)鋼需要高強(qiáng)和高韌還對(duì)碳當(dāng)量有要求，耐磨鋼需要高強(qiáng)，韌性其次碳當(dāng)量有要求不嚴(yán)格。貝氏體基本上分上貝氏體和下貝氏體，貝氏體溫度區(qū)域獲取較窄時(shí)間長(zhǎng)，獲取組織基本上在下貝氏體區(qū)域，上貝氏體區(qū)域獲取韌性差。貝氏體鋼的穩(wěn)定性上，清華與西工大從80年代至今總結(jié)出大量失敗裂紋與成功案例,清華空冷與錳硼系貝氏體鋼，西北工業(yè)大學(xué)的準(zhǔn)貝氏體鋼,英國劍橋09年超級(jí)貝氏體板條寬度厚度平均為20nm左右等，貝氏體鋼的發(fā)展備受關(guān)注。

我國是普鋼的生產(chǎn)大國，工業(yè)大批量生產(chǎn)技術(shù)與國外高強(qiáng)鋼技術(shù)還有差異。以貝氏體鋼為例，89年清華大學(xué)專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)枺?9109594.2空冷高淬透性貝氏體/馬氏體復(fù)相鋼碳0.04～1.2％、錳2.1～3.5％、硅0.1～6.0％％、高鎢0.001～2.0％％、高釩0.001～0.3％％、等空冷到室溫。率先打通便于生產(chǎn)掌控的高錳和空冷技術(shù)。

95年西北工業(yè)大學(xué)專利準(zhǔn)貝氏體鋼，申請(qǐng)?zhí)枺?5113726.3，公開(公告)號(hào)1172171A，碳0.04～1.2％、錳1.0～3.5％、高鋁0～2.8％％、硅0～2.8％％、高鎢0～1.2％％，其它元素都包含。空冷獲取。在2009年金屬學(xué)報(bào)，王六定、朱明等在第45卷第三期202～295頁發(fā)表低合金超高強(qiáng)度鋼亞結(jié)構(gòu)超細(xì)化對(duì)韌性的影響，性能做到，0.2碳強(qiáng)度1400兆帕，V型沖擊功200J左右，采用控冷和等溫在300～500℃等溫獲取板條范圍55～100nm，領(lǐng)先于國際技術(shù)。

09年英國劍橋和英國國防部專利CN102112644A利用碳：碳0.6％～1.1％，硅1.5％～2.0％，錳0.5％～1.8％等在低溫條件下快冷在190～250℃等溫獲取20～40nm的板條貝氏體與薄膜狀殘余奧氏體組成。此專利采用快冷和等溫1～3周，等溫獲取采用低錳獲取貝氏體時(shí)間8小時(shí)，板條寬度領(lǐng)先國際水平。

貝氏體鋼定性和界定，⑴上貝氏體在貝氏體鐵素體晶粒內(nèi)不含碳化物析出物，在晶界處可具有析出的碳化物。⑵下貝氏體在貝氏體鐵素體晶粒內(nèi)部具有的析出碳化物與晶界成特征角。晶界處也可以存在析出的碳化物。⑶無碳化物貝氏體在不含碳化物的貝氏體，高于奧氏體溫度快冷到高于馬氏體形成溫度，貝氏體鐵素體(簡(jiǎn)稱板條貝氏體)含量50％以上，和其余的奧氏體組成含量?jī)上嘟M成，簡(jiǎn)稱超級(jí)貝氏體。

空冷工藝獲取基本上是貝氏體組織量占40％以內(nèi)，馬氏體組織量50％以上，還有其它組織統(tǒng)稱貝馬復(fù)相。等溫工藝獲取貝氏體量超過50％左右的組織量統(tǒng)稱貝氏體鋼，貝氏體量超過70％以上統(tǒng)稱超級(jí)貝氏體。

近年國內(nèi)專家學(xué)者和專利編寫者投入大量精力和物力，但在貝氏體鋼的工程生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用緩慢，中國以清華大學(xué)方鴻生主要空冷獲取貝氏體方法，但是獲取貝氏體的含量較量少，西北工業(yè)大學(xué)康沫狂以控冷加等溫獲取貝氏體方法，在大生產(chǎn)中產(chǎn)品截面不同控制難掌控，英國以快冷加低溫等溫獲取貝氏體方法，空冷大生產(chǎn)易掌控，變溫冷卻產(chǎn)品截面不同冷速不易控制，等溫過久大生產(chǎn)受限。