[发明专利]一种高强低密度奥氏体钢及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种高强低密度奥氏体钢及其制备方法。本发明提供了一种高强低密度奥氏体钢，包括以下质量百分比的组分：C：0.7～1.6％、Al：6～12％、Si：0.2～1.2％、Mn：25～35％、Cr：1.5～2.5％、Ti：0.1～0.9％，余量的Fe和其他不可避免的杂质。在奥氏体钢中添加Ti元素，会明显的减小晶粒尺寸进而提高奥氏体钢的力学性能，由实施例结果可知，本发明提供的奥氏体钢较对比材料GCr15密度降低10.99～14.81％，屈服强度提高56.28～102.53％，抗拉强度提高7.02～25.39％。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种高强低密度奥氏体钢及其制备方法。

背景技术

奥氏体钢是最近几十年不断研究和开发的重要的一类钢，奥氏体不锈钢是一种十分优良的材料，因而在化工、海洋工程、食品、生物医学、石油化工和其他行业中得到广泛的应用。

随着汽车行业的日趋壮大、人们日常生活水平的提高和可持续发展战略的客观要求，轻量化逐渐成为未来汽车的发展趋势。从材料选择的角度出发，目前实现汽车轻量化主要以下两种途径：一是采用轻质材料，如使用低密度的铝及铝合金、镁及镁合金、工程塑料或碳纤维复合材料等；二是使用高强度钢替代普通钢材，降低钢板厚度规格。铝合金具有很好的减重潜力，但成本高、成型工艺复杂、焊接性能差、碰撞吸收能低。相比铝合金而言，高强度钢在成本与性能方面具有很强的优势，也具有可观的减重潜力，是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。因此，现有技术亟需集低密度与高强度性能于一身的钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强低密度奥氏体钢及其制备方法，本发明提供的奥氏体钢具有较低的密度，较高的强度，且制备方法简单、成本低。

本发明提供了一种高强低密度奥氏体钢，包括以下质量百分比的组分：C：0.7～1.6％、Al：6～12％、Si：0.2～1.2％、Mn：25～35％、Cr：1.5～2.5％、Ti：0.1～0.9％，余量的Fe和其他不可避免的杂质。

优选的，所述的高强低密度奥氏体钢，其特征在于，所述奥氏体钢包含以下质量百分比的组分：C：0.9～1.4％、Al：11～12％、Si：0.8～1.2％、Mn：26～34％、Cr：1.7～2.3％、Ti：0.4～0.8％，余量的Fe和其他不可避免的杂质。

本发明提供了上述技术方案所述的高强低密度奥氏体钢的制备方法包括以下步骤：

(1)将原料进行熔炼得到合金铸锭，所述原料包括C源、Mn源、Al源、Si源、Cr源、Ti源和Fe源；

(2)将步骤(1)中所述的合金铸锭进行加热保温处理后进行多火次锻造得到合金锻料；将所述合金锻料进行水韧处理得到水韧合金锻料；

(3)将步骤(2)中所述水韧合金锻料加热升温至热轧温度进行热轧处理得到合金板；

(4)将步骤(3)中所述合金板进行固溶处理后进行淬火处理得到高强低密度奥氏体钢；

优选的，所述步骤(1)中熔炼采用真空感应熔炼炉进行，所述熔炼的真空度为2×10^-2Pa，所述熔炼的过程中进行搅拌。

优选的，所述步骤(2)中加热保温处理的温度为1050～1150℃，加热保温处理的时间为15～60min。

优选的，所述步骤(4)中固溶处理的温度为1000～1150℃，时间为20～40min。

优选的，所述步骤(2)中水韧处理的温度为1100℃，时间为30min。

优选的，所述步骤(3)中热轧处理为多道次轧制变形，所述轧制变形的总变形量为60～65％。

优选的，所述热轧处理的温度为950～1150℃。