[发明专利]一种超高强度超级马氏体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明涉及油管用第三代先进高强度钢领域，公开了一种超高强度超级马氏体不锈钢及其制备方法，该不锈钢化学成分质量百分比为：C：≤0.03％，Cr：12.2％～13.7％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.65％～0.75％，Mn：0.3％～0.5％，Si：0.25％～0.35％，P：0.01％，S：0.01％，N：0.3％～0.4％，V：0.05％～0.07％，余量为铁和杂质。本发明在传统超级马氏体不锈钢的成分基础上，增添N和V元素，采用室温淬火‑配分工艺，最终获得抗拉强度为1480～1690MPa，屈服强度为800～1000MPa，均匀延伸率为15％～17％的超高强度超级马氏体不锈钢。

技术领域

本发明涉及油管用第三代先进高强度钢领域，具体涉及一种超高强度超级马氏体不锈钢及其制备方法。

背景技术

不锈钢的使用不仅在人们的日常生活中非常普遍，在工业领域也占有非常重要的比重。不锈钢的分类很多，本发明涉及到的不锈钢种类为超级马氏体不锈钢。超级马氏体不锈钢的概念是在20世纪50年代所提出，主要通过降低含碳量至质量分数0.03％以下并加入一定量的镍。超级马氏体不锈钢由于超低碳的原因，其耐腐蚀性能和焊接性能得到很大改善，近年来逐渐在油气输送管道领域中得到了很好的应用。

随着时代的发展，对能源的需求大幅度增加，所以我国油气勘探和开采不断向深井、超深井的油气田发展，而普通的超级马氏体不锈钢已不能满足深井、超深井管道用钢的要求。为了保证超级马氏体不锈钢不损失良好焊接性和耐蚀性为前提，去提高其强韧性能是本发明的目标。

淬火-配分工艺(即QP工艺)是低碳钢提高强韧性的有效热处理手段，该工艺由美国学者Speer教授在2003年首次提出。而现有的超级马氏体不锈钢由于含碳量极低，如果采用QP工艺并不能显著提高其强韧性能，因此提供一种能够利用QP工艺提高强韧性的超级马氏体不锈钢是十分必要的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超高强度超级马氏体不锈钢及其制备方法，该超级马氏体不锈钢能够通过QP工艺来提高强韧性。

本发明采用的技术方案如下：

一种超高强度超级马氏体不锈钢，以质量百分数计，其化学成分包括：C：≤0.03％，Cr：12.2％～13.7％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.65％～0.75％，Mn：0.3％～0.5％，Si：0.25％～0.35％，P：0.01％，S：0.01％，N：0.3％～0.4％，V：0.05％～0.07％，余量为铁。

优选的：所述超级马氏体不锈钢的屈服强度为800～1000MPa，抗拉强度为1480～1690MPa，均匀延伸率为15％～17％。

一种超高强度超级马氏体不锈钢的制备方法，包括以下过程：

按照本发明上述超高强度超级马氏体不锈钢得成分进行冶炼，之后再进行压力加工，得到热轧板，其中压力加工采用锻造后热轧的加工方式；

对热轧板进行淬火-配分热处理，得到所述超高强度超级马氏体不锈钢；

进行淬火—配分热处理时，将热轧板升温至1000～1100℃，保温300～600s，然后通过水淬降温至室温，然后加热至300～500℃并进行保温，保温时间为2～40min，最后空冷至室温。

优选的：锻造前，将冶炼得到的坯料加热升温至1100～1200℃，保温60～90min后进行锻造。

优选的：在热轧前，将锻造得到的锻件升温至1200～1300℃，保温60～90min后，再进行热轧。

优选的：所述热轧板厚度为4～5mm。

本发明具有如下优点：