[發(fā)明專利]一種低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011203362.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112251683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊琛;盛捷;劉德學(xué);馮力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/04
• 分類號(hào): C22C38/04;C22C38/06;C22C38/48;C22C38/50;C21D8/02;C22C33/04
• 代理公司: 西安合創(chuàng)非凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61248
• 代理人: 惠銀銀

本發(fā)明公開(kāi)了一種低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分：C：0.15～0.3wt%；Al：5～9wt%；Ni：3～5wt%；Bi：0.3～0.6 wt%；Mn：0.3～0.5 wt%；Nb：0.15～0.35wt%；Be：0.35～0.50 wt％；Cr：0.5～1.5 wt％；Zr：0.05～0.15 wt%；Se：0.1～0.2wt%；Re稀土0.02～0.1 wt%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)多種合金元素的合理配比，可有效地提高鋼材的強(qiáng)度和彈性模量；所得材料的密度為5.1～6.7g/cm³，抗拉強(qiáng)度為1400MPa～1500MPa。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵材料制備，尤其是一種低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料及其制備方法。

背景技術(shù)

低密度高強(qiáng)度鋼具有低密度,耐腐蝕,高強(qiáng)韌性等較好的綜合性能,該鋼在汽車,軍工,化工等領(lǐng)域具有巨大的潛力,同時(shí)在汽車輕量化和安全性上也具有廣泛應(yīng)用的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新的低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分：

C：0.15～0.3wt%；Al：5～9wt%；Ni：3～5wt%；Bi：0.3～0.6 wt%；Mn：0.3～0.5 wt%；Nb：0.15～0.35wt%；Be：0.35～0.50 wt％；Cr：0.5～1.5 wt％；Zr：0.05～0.15 wt%；Se：0.1～0.2wt%；Re稀土0.02～0.1 wt %，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分：

C：0.15wt%；Al：5wt%；Ni：3wt%；Bi：0.3 wt%；Mn：0.3 wt%；Nb：0.15wt%；Be：0.35 wt％；Cr：0.5 wt％；Zr：0.05wt%；Se：0.1wt%；Re稀土0.02 wt %，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分：

C：0.3wt%；Al： 9wt%；Ni：5wt%；Bi：0.6 wt%；Mn：0.5 wt%；Nb：0.35wt%；Be：0.50 wt％；Cr：1.5 wt％；Zr：0.15 wt%；Se：0.2wt%；Re稀土0.1 wt %，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分：

C：0.225wt%；Al： 7wt%；Ni：4wt%；Bi：0.45 wt%；Mn：0.4 wt%；Nb：0.25wt%；Be：0.425wt％；Cr：1 wt％；Zr：0.1 wt%；Se：0.3wt%；Re稀土0.06 wt %，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明還提供了上述一種低密度、高強(qiáng)、高比模量鋼鐵材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、按上述的配方稱取各組分；

S2、將稱取的C、Al、Ni、Bi、Mn、Nb、Be、Cr、Zr、Se、Re稀土、Fe和不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行氬氣保護(hù)熔煉，電渣重熔處理，得鑄坯；

S3、將鑄坯加熱至1100℃～1200℃，初軋溫度或始鍛溫度≧800℃，終軋溫度或終鍛溫度≧600℃，熱軋或熱鍛后空冷成20mm～40mm的熱軋板或熱鍛板；

S4、將所得的熱軋板或熱鍛板經(jīng)900℃～1000℃退火1小時(shí)，淬火；

S5、將淬火后的鋼板冷軋，冷軋變形量50%～70%，冷軋成厚度10mm左右的冷軋板；冷軋板經(jīng)700℃～1100℃退火1小時(shí)，退火后進(jìn)行淬火。