[发明专利]一种双相叠层组织钢板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双相叠层组织钢板及其制备方法，属于钢材制造技术领域。该双相叠层组织钢板的制备方法通过在钢基板上交替堆焊不同的第一焊丝和第二焊丝，形成交替分布的第一堆焊层和第二堆焊层，经过轧制和退火处理后制得；其中，第一焊丝和第二焊丝分别选自铁素体焊丝、马氏体焊丝和奥氏体焊丝中的一种。本发明的制备方法直接采用铁素体不锈钢焊丝、马氏体不锈钢焊丝、奥氏体不锈钢焊丝和贝氏体不锈钢焊丝中的任意两者堆焊形成双相叠层组织，再经轧制和退火处理即可得到具有理想性能的双相叠层组织钢板，工艺流程简单，加工效率高，易于实现全自动化生产，节约生产成本，并实现了对钢板微观组织和宏观力学性能的有效调控。

技术领域

本发明涉及钢板制造技术领域，具体涉及一种双相叠层组织钢板及其制备方法。

背景技术

兼具有高强度，高韧性的钢材一直是广大科研工作者和技术人员孜孜不倦的追求目标，也是钢结构件应对不断恶化的工作环境的迫切需求。但经过冶炼，轧制和热处理制备的传统钢材，由于其内部晶粒尺寸均匀，各区域力学性能接近，一般的细化晶粒的方法并不能同时兼顾强度和塑韧性，从而大大限制了钢材的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双相叠层组织钢板及其制备方法，以解决现有钢材无法同时兼具两种力学性能的问题，例如良好强度和塑韧性、焊接性和塑性等。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种双相叠层组织钢板的制备方法，该制备方法通过在钢基板上交替堆焊不同的第一焊丝和第二焊丝，形成交替分布的第一堆焊层和第二堆焊层，经过轧制和退火处理后制得；其中，第一焊丝和第二焊丝分别选自铁素体焊丝、马氏体焊丝、奥氏体焊丝和贝氏体焊丝中的一种。

铁素体、马氏体、奥氏体和贝氏体是钢材中常见的四种组织；其中，铁素体组织塑韧性好，强度一般；而马氏体组织强度高，塑韧性很差；奥氏体塑性很好，强度较低，具有一定韧性；贝氏体具有较高的强韧性配合，且硬度相同的情况下，贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体。本发明通过堆焊工艺将铁素体组织、马氏体组织、奥氏体组织和贝氏体组织中的任意两者有序的混合在一起，制备出一种具有铁素体/马氏体、奥氏体/马氏体、铁素体/奥氏体、贝氏体/铁素体、奥氏体/贝氏体、贝氏体/马氏体等双相叠层组织的钢板。此钢板兼具有两种组织性能，例如铁素体和奥氏体组织的塑韧性以及马氏体组织的强度，能够很好地应用于各种复杂的工况环境。同时，与传统的冶炼方法制备的双相钢相比，此种钢板中，两种组织有序混合，能够很好地调控钢材的微观组织和宏观性能。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法包括以下具体步骤：

(1)在低碳钢基板表面分别用第一焊丝和第二焊丝交替堆焊，堆焊的条件为：焊接电流为120-160A，焊接电压为10-15V，弧长修正为10mm，电弧推力为-2.5mN，送丝速度为5m/min，焊接速度为250-350mm/min，保护气体为体积比98％Ar和2％O₂，保护气体流量为20-25L/min；

(2)将堆焊后的板材进行轧制，每道次轧制下压量为0.8-1.2mm，总轧制压下率为60-80％；

(3)将轧制后的板材在750-850℃的条件下保温80-140s，空冷至645-655℃，然后再以45-60℃/s的速度快冷至250-300℃，保温1-2min，最后空冷至室温。