[发明专利]一种具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板及其制造方法与应用

权利要求书

1.一种具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板，其特征在于，具有(2n+1)层复合结构，其中n为正整数，由奥氏体组织层和铁素体组织层交替排列组成，相邻两层的接合界面处实现完全冶金接合，其中，奥氏体组织层具有的显微组织主要为奥氏体组织并且奥氏体的体积分数大于90％，其化学成分的质量百分数为：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；铁素体组织层具有的显微组织主要为铁素体组织，其化学成分的质量百分数为：C≤0.1％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ti≤0.15％，Nb≤0.2％，V≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

所述弹塑性阻尼钢板的上表层、下表层必须为奥氏体组织层；

所述奥氏体组织层和铁素体组织层的平均晶粒尺寸均不超过250μm；

所述弹塑性阻尼钢板的奥氏体组织层的厚度总和小于铁素体组织层的厚度总和，并且弹塑性阻尼钢板的上表层、下表层的厚度均不小于0.2mm。

2.根据权利要求1所述一种具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板，其特征在于，具有三层复合结构，包括上表层、中心层、下表层，并且相邻两层的接合界面处实现完全冶金接合，

所述上表层为奥氏体组织层，具有的显微组织主要为奥氏体组织并且奥氏体的体积分数大于90％，其化学成分的质量百分数为：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

所述下表层为奥氏体组织层，具有的显微组织主要为奥氏体组织并且奥氏体的体积分数大于90％，其化学成分的质量百分数为：0.4％≤C≤0.7％，16.0％≤Mn≤26.0％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

所述中心层为铁素体组织层，具有的显微组织主要为铁素体组织，其化学成分的质量百分数为：C≤0.1％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ti≤0.15％，Nb≤0.2％，V≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

3.根据权利要求1或2所述具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板，其特征在于，所述奥氏体组织层的化学成分中C和Mn的质量百分数为：0.5％≤C≤0.65％，16.0％≤Mn≤20.0％；

所述铁素体组织层的化学成分中C、Mn和Si的质量百分数为：C≤0.01％，Mn≤0.3％，Si≤0.1％。

4.根据权利要求1或2所述具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板，其特征在于，所述弹塑性阻尼钢板的屈服强度＜300MPa；在循环拉伸-压缩加载条件下，当应变振幅、应变比和加载频率分别为1％、-1.0和0.1～0.2Hz时，应力幅值＜400MPa，并且弹塑性阻尼钢板的室温疲劳寿命＞1500周次。

5.根据权利要求3所述具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板，其特征在于，所述弹塑性阻尼钢板的屈服强度＜300MPa；在循环拉伸-压缩加载条件下，当应变振幅、应变比和加载频率分别为1％、-1.0和0.1～0.2Hz时，应力幅值＜400MPa，并且弹塑性阻尼钢板的室温疲劳寿命＞1500周次。

6.根据权利要求1-5中任一项所述具有层状复合结构的弹塑性阻尼钢板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)组坯

将用于制备弹塑性阻尼钢板奥氏体组织层的板坯和用于制备铁素体组织层的板坯交替排列组合形成复合坯，且用于制备所述弹塑性阻尼钢板上、下表层的板坯必须为制备奥氏体组织层的板坯；

2)热轧

采用1000～1250℃加热复合坯，保温时间为0.5～3h，热轧复合坯成热轧层状复合钢板，热轧变形量≥70％，终轧温度≥800℃；

3)热轧后退火

将热轧层状复合钢板加热至均热温度600～1100℃，均热时间为0.5～10h；退火完毕将钢板冷却至室温。