[发明专利]一种原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢及其制备方法

权利要求书

1.一种原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢，其特征在于，所述原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢由以下重量百分比的组分组成，包括：

C：0.200-0.500wt.％，Cr：4.200-12.224wt.％，Mo：0.800-2.000wt.％，Ni：0.600-1.500wt.％，V：0.300-1.200wt.％，Mn：0.200-0.600wt.％，Si：0.700-1.500wt.％，S：0.020-0.040wt.％，P：0.015-0.040wt.％，N：0.005-0.100wt.％，Ti：0.050-0.200wt.％，Ca：0.001-0.050wt.％，重量分数为20-40wt.％的原位纳米TiC颗粒预分散中间合金加入量为：0.03.％-1.00wt.％，余量为Fe。

2.一种原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、按照质量百分比称取C：0.200-0.500wt.％，Cr：4.200-12.224wt.％，Mo：0.800-2.000wt.％，Ni：0.600-1.500wt.％，V：0.300-1.200wt.％，Mn：0.200-0.600wt.％，Si：0.700-1.500wt.％，S：0.020-0.040wt.％，P：0.015-0.040wt.％，N：0.005-0.100wt.％，Ti：0.050-0.200wt.％，Ca：0.001-0.050wt.％，原位纳米TiC颗粒预分散中间合金：0.03-1.00wt.％，余量为Fe；

步骤2、将原位纳米TiC颗粒预分散合金包裹密封后放入钢包底部，将剩余组分放入电炉中，采用不氧化法炼钢工艺和浇铸工艺，得到含有纳米TiC颗粒的强韧化锻造热作模具钢；

步骤3、进行电渣重熔工艺和锻造热处理工艺，得到原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢；

其中，所述原位纳米TiC颗粒预分散合金中纳米TiC颗粒的质量分数为20-40wt.％，并通过控制所述纳米TiC颗粒预分散合金的添加质量使所述纳米TiC颗粒在所述原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢中的含量为0.006-0.40wt.％。

3.根据权利要求2所述的原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述原位纳米TiC颗粒预分散合金的加入量为0.03wt.％，质量分数为30wt.％。

4.根据权利要求2或3所述的原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢的制备方法，所述步骤2包括：

将所述剩余组分放入炉膛中重熔，并加入0.5-1kg纯Al进行除渣，在1600-1700℃温度条件下出钢，得到的钢液注入到所述钢包内，所述钢包内的所述原位纳米TiC颗粒预分散中间合金随钢液翻腾而分散，将钢包内冲入的原位纳米TiC颗粒分散于钢水中，得到含有原位纳米TiC颗粒预分散中间合金的钢液；

将所述含有原位纳米TiC颗粒预分散中间合金的钢液转移至真空吹氧脱碳炉中，进行5-30min炉外精炼并去渣，将去渣后的钢液在1480～1590℃左右匀速浇注到铸型中，凝固成型微量原位纳米TiC颗粒强韧化热作模具钢铸锭。

5.根据权利要求4所述的原位微量纳米TiC颗粒强韧化锻造热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述电渣重熔工艺包括两次电渣重熔工艺，并且其中结晶器直径为330mm，每小时平均融化速度为120-260kg/h。