[發明專利]一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法

有效

• 申請號: 202011512250.5
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112647011B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 葉能永;林奇群;吳佳敏;邵朝煜
• 申請（專利權）人: 臺州學院
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/34;C22C38/38;C21D1/84;C21D6/00
• 代理公司: 深圳國聯專利代理事務所(特殊普通合伙) 44465
• 代理人: 晏達峰

本發明公開了一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法，涉及到細晶高強韌性貝氏體鋼制備技術領域，所述貝氏體鋼，包括以下原子百分比含量的主要元素：0.30?0.40％C，0.7?1.6％Mn，1.4?1.8％Si，0.8?1.3％Cr，0.2?0.5％Mo，0.8?1.6％Al，余量為Fe。本發明的技術效果和優點為，無需大變形量的冷、熱變形，減少設備投入和能源消耗，晶粒細小、均勻，尤其是晶粒尺寸是較常規制備方法獲得晶粒的2/5，減小了60％，細小、均勻的等軸晶更有利于提高貝氏體鋼強度、塑性和韌性，尤其值在軌道交通用構件上，對提高構件的耐磨性和疲勞性能有突出作用，上述熱處理制備方法更貼近于企業大爐長5m以上工況，便于后續實際應用，由于冷卻速率極慢，后續正火處理可省略，進一步降低能耗。

技術領域

本發明涉及細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法技術領域，特別涉及一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法。

背景技術

根據中國專利CN87107575.X，α+β鈦合金顯微組織等軸細晶化工藝，其原理是將材料加熱到兩相區的較高溫度進行鍛造，變形程度大于50％接著進行β處理，再在兩相區的溫度下用大于50％的變形程度鍛造，最后，再進行再結晶退火等方法制備細晶高強韌性貝氏體鋼，根據中國專利CN110484694A，一種軸承基體細晶組織的形變相變協同調控方法，采用冷軋成形工藝，合理控制控制冷軋變形量，通過形變實現晶粒破碎，采用馬氏體淬火-低溫回火熱處理工藝，通過合理設計控制奧氏體化溫度和加熱速度，發揮形變相變協同作用，控制再結晶晶粒尺寸，其原理同樣是通過大變形量的冷軋變形，實現組織破碎，然后通過奧氏體退火實現晶粒細化，并在后續馬氏體淬火和低溫回火中保留下來，該方法同樣不適用于軌道交通用構件等體積成形。

現有的技術中晶粒尺寸為51.19μm，局部超過100μm，組織存在不均勻性和不穩定性，殘余奧氏體含量較高，而且該制備方法只適用于板材制備，無法用于軌道交通用構件等體積成形，或通過大變形過程中動態再結晶過程實現晶粒細化，而且主要用于鈦合金的組織制備。

因此，發明一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法來解決上述問題很有必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法，以解決上述背景技術中提出的現有的技術中晶粒尺寸為51.19μm，局部超過100μm，組織存在不均勻性和不穩定性，殘余奧氏體含量較高，而且該制備方法只適用于板材制備，無法用于軌道交通用構件等體積成形，或通過大變形過程中動態再結晶過程實現晶粒細化，而且主要用于鈦合金的組織制備的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法，所述貝氏體鋼，包括以下原子百分比含量的主要元素：0.30-0.40％C，0.7-1.6％Mn，1.4-1.8％Si，0.8-1.3％Cr，0.2-0.5％Mo，0.8-1.6％Al，余量為Fe。

優選的，所述貝氏體鋼包括如MnSiCrAl0.9、Ni0.7、C0.3、MnSi2、AlCrC0.5等碳含量在0.2～0.5wt.％的Mn-Si-Cr系合金。

一種細晶高強韌性貝氏體鋼制備方法，包括以下步驟：

S1、以一定速率升溫至奧氏體化溫度(AC₃+50℃)以上，保溫一定時間，視試樣大小而定，以熱透后保溫1h為準；

S2、以冷速A快速冷卻至T1溫度；

S3、以冷速B緩慢冷卻至T2溫度；

S4、待溫度達到T2℃左右后保溫一定時間；

S5、保溫結束后空冷至室溫。

優選的，步驟S2中，所述具體參數包括：冷速A為50～80℃/h、T1溫度為750～850℃；步驟S3中，冷速B為10～30℃/h、T2溫度為270～350℃；步驟S4中，T2溫度為270～350℃，保溫時間為0.5～2h。