[发明专利]一种超高强度高韧性马氏体时效钢及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超高强度高韧性的马氏体时效钢，其特征在于，按质量含量计，所述马氏体时效钢的化学组成成分为：Ni：18.0-20.0％，Co：15.0-18.0％，Mo：7.0-8.0％，Ti：1.5-2.5％，Cu：4.0-6.0％，C＜0.005％，O＜0.001％，N＜0.002％，P＜0.001％，S＜0.001％，余量为Fe；所述C、O、N、P、S的总含量＜0.01％；

所述超高强度高韧性的马氏体时效钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超纯金属原材料在真空下依次进行初次真空感应熔炼和二次精炼，得到钢锭；

(2)将所述步骤(1)中的钢锭进行均匀化热处理；

(3)将所述步骤(2)中均匀化热处理后的钢锭直接进行锻造，得到坯料；

(4)将所述步骤(3)中的坯料进行连续热处理，所述连续热处理是将锻造后的坯料直接进行奥氏体时效处理、深冷处理和时效处理，得到超高强度高韧性的马氏体时效钢；

所述锻造的变形量需满足：第1次锻造变形量＜5％，第2次锻造变形量＜10％，第3次锻造变形量＜15％，终锻后的总变形量≥90％。

2.根据权利要求1所述的超高强度高韧性的马氏体时效钢，其特征在于，所述马氏体时效钢的化学组成成分为：Ni：18.5-19.5％，Co：15.5-16.5％，Mo：7.0-7.5％，Ti：1.5-1.8％，Cu：5.0-6.0％，C＜0.005％，O＜0.001％，N＜0.002％，P＜0.001％，S＜0.001％，余量为Fe。

3.根据权利要求1或2所述的超高强度高韧性的马氏体时效钢，其特征在于，所述马氏体时效钢的抗拉强度＞3000MPa ，屈服强度＞2700MPa ，延伸率＞10％。

4.权利要求1～3任意一项所述超高强度高韧性的马氏体时效钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将超纯金属原材料在真空下依次进行初次真空感应熔炼和二次精炼，得到钢锭；

(2)将所述步骤(1)中的钢锭进行均匀化热处理；

(3)将所述步骤(2)中均匀化热处理后的钢锭直接进行锻造，得到坯料；

(4)将所述步骤(3)中的坯料进行连续热处理，所述连续热处理是将锻造后的坯料直接进行奥氏体时效处理、深冷处理和时效处理，得到超高强度高韧性的马氏体时效钢；

所述锻造的变形量需满足：第1次锻造变形量＜5％，第2次锻造变形量＜10％，第3次锻造变形量＜15％，终锻后的总变形量≥90％。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的初次真空感应熔炼在真空感应炉中进行，所述初次真空感应熔炼的温度为1450～1550℃，真空度＜1×10^-4Pa。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的二次精炼在真空自耗炉中进行，真空度＜1×10^-4Pa。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的均匀化热处理具体为：将钢锭加热后进行保温，所述保温的温度为1170～1230℃，所述保温的时间为24～30h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中锻造的初锻温度为1100～1200℃，终锻温度不低于850℃；所述锻造的锻造比＞12。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中连续热处理具体为：将锻造后的坯料直接放进680～720℃热处理炉中保温2～4h，进行奥氏体时效，随后空冷至室温；将奥氏体时效后的坯料在液氮中保持2h以上，空冷至室温；将液氮处理后的坯料在480～520℃的热处理炉中保温1～3h，空冷至室温。

10.权利要求1～3任意一项所述的超高强度高韧性的马氏体时效钢或权利要求4～9任意一项所述制备方法制备的超高强度高韧性的马氏体时效钢作为纺织钩针或射钉枪撞针的应用。