[发明专利]一种介观尺度结构碳素钢及其制备方法

权利要求书

1.一种介观尺度结构碳素钢的制备方法，包括以下步骤：

将铸态碳素钢依次进行第一塑变处理和去应力-微扩散处理，得到初级碳素结构钢；所述第一塑变处理为弯轧处理；

将所述初级碳素结构钢进行保温处理后，依次进行第二塑变处理和第三塑变处理，得到所述介观尺度结构碳素钢；所述第二塑变处理为瞬时冲击处理；所述第三塑变处理为碾压处理；

所述去应力-微扩散处理的条件包括：保护气为一氧化碳-氮气混合气；所述去应力-微扩散处理的温度为430～560℃，时间为1.4～2.9h；所述一氧化碳-氮气混合气中一氧化碳和氮气的体积比为(0.3～0.7)：1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸态碳素钢的碳含量为0.1～0.15wt.％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一塑变处理的轧制速率为60～75mm/min。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一塑变处理的设备为双极弯轧一体系统；所述双极弯轧一体系统包括卷曲装置和纵向轧薄装置；所述纵向轧薄装置中轧薄辊的直径比为(2～3)：1，两级轴距为0.7～1.4m。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保温处理的温度为680～820℃，时间为7～11min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二塑变处理的设备为超高压冲击装置；所述第二塑变处理中瞬时冲击力为870～1200MPa，同位置冲击次数为5～8次。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三塑变处理的设备为三级碾压装置；所述三级辊压装置中辊冲直径比为(4～6)：(2～3)：1；所述第三塑变处理的温度为150～180℃，出坯速度为40～54cm/min。

8.权利要求1～7任一项所述制备方法得到的介观尺度结构碳素钢。

9.根据权利要求8所述的介观尺度结构碳素钢，其特征在于，所述介观尺度结构碳素钢的硬度≥43HRC，拉伸强度≥750MPa，伸长率≥45％，断裂韧性≥51.3MPa·m^1/2。