[发明专利]一种高性能冲击钢材料及其铸造方法

权利要求书

1.一种高性能冲击钢材料，其特征在于，包括按重量百分比计的如下组分：1.4-2％的C，0.3-0.6％的Si，0.3-0.4％的Ru，0.03-0.08％的Sr，0.03-0.06％的Ga，0.1-0.3％的Re，0.01-0.03％的Co，0.01-0.03％的Sc，0.2-0.3％的Mo，稀土元素0.01-0.03％，P≤0.020％、S≤0.020％、余量为铁和不可避免的杂质；所述不可避免的杂质的含量不超过0.01％。

2.根据权利要求1所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，所述稀土元素为Gd和Ce按质量比(1-1.5):1混合而成。

3.根据权利要求2所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，所述高性能冲击钢材料的铸造方法，包括如下步骤：

步骤S1、熔炼：将生铁熔化成钢水后升高炉内温度至1520-1580℃，再加入C、Si、Ru、Sr、Ga、Re、Co、Sc、Mo、Gd、Ce、P、S，保温30-50min后升高温度至1640-1680℃，恒温保持搅拌5-10min得基质合金液；

步骤S2、精炼：将温度降温至精炼温度，喷吹入氮气进行精炼处理，保温精炼15-25分钟；

步骤S3：将精炼后的合金熔液静置10-15分钟；然后分析合金熔液中各组分元素的比例，当某组分元素烧损时，添加相应组分元素的材料到合金熔液中，使各组分的质量百分比符合要求；

步骤S4：将步骤S3得到合金熔液降低至1450-1550℃时浇筑在耐火铸型中，冷却至室温，得到合金钢坯；

步骤S5：将经过步骤S4制成的钢坯在惰性气体保护下或在真空条件下加热至奥氏体化温度并热冲压成型；

步骤S6：将经过步骤S5热冲压成型后的钢坯进行淬火冷却；

步骤S7：将冷却后的钢坯进行二次加热处理，然后降温至回火温度进行回火热处理，并趁热精冲成形。

4.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S2中所述精炼温度为720-750℃。

5.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S2中所述氮气的气压为0.12-0.22MPa。

6.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S2中所述氮气喷吹的速度为0.4-0.6公斤/分钟。

7.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S5中所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。

8.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S6中所述淬火冷却具体为：设置冷却温度T1为M_f≤T₁≤M_s，其中：M_s的范围为180℃≤M_s≤450℃，M_f的范围为80℃≤M_f≤180℃，使得奥氏体转变为马氏体的量达到45％-85％之间。

9.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S7中所述二次加热处理具体为：将钢坯置于盐浴炉、流动粒子炉或空气加热炉中，升温至加热温度250℃-550℃，然后保温3-10分钟。

10.根据权利要求3所述的高性能冲击钢材料，其特征在于，步骤S7中所述的回火热处理具体为：将钢坯置于盐浴炉、流动粒子炉或空气加热炉中，升温至150℃-450℃进行回火处理。