[发明专利]一种高塑韧性低合金超高强度钢及制备方法

说明书

一种高塑韧性低合金超高强度钢及制备方法，涉及工程材料技术领域，化学成分的质量百分比为：C：0.30～0.43％，Mn：0.50～1.60％，Si：0.80～2.00％，Cr：0.80～1.50％，Ni：2.50～3.50％，W：0.50～1.50％，Mo：0.20～0.80％，V：0.05～0.20％，Nb：0.01～0.20％，S≤0.005％，P≤0.010％，Al≤0.050％，余量：Fe，本发明的钢材料力学性能达到设计指标，能在一定领域中能替代G50、DT300的钢材料，且本发明的钢材料淬透性较高，能满足对于钢材料大规格的要求。

技术领域

本发明涉及工程材料技术领域，具体涉及到一种高塑韧性低合金超高强度钢及制备方法。

背景技术

某特殊用途用中合金超高强度钢G50(25Si2CrNi5MoNb)Rm≥1660Mpa、R_p0.2≥1380MPa、A≥10％、Z≥45％、Ak≥47J，K_IC≥105MPam^0.5,另一个材料是DT300(30Si2CrNi6MoV)Rm≥1730Mpa、R_p0.2≥1350MPa、A≥8％、Z≥40％、Ak≥60J，两个材料强度有差距，但特性相近，具有高塑韧性和抗冲击特性，但是两种材料软化难度大，退火(高温回火)硬度高，机械加工(车削)难度大，同时成本高价格高。

该用途材料尺寸规格为Φ90～Φ520mm时，必须有高的淬透性，具备超高强度的同时具有高塑韧性，具备瞬间高的抗冲击性能和抗瞬间高温变形能力，为此，研制一个容易加工、成本低、可以制造大截面零部件用钢，同时还能和G50和DT300的性能参数不相上下的材料是非常必要的，(技术要求如下：Rm≥1800Mpa、Rp0.2≥1480MPa、A≥9％、Z≥45％、Ak≥50J)。

检索发现，目前国内低合金超高强度钢代表钢种有：

(1)一种高淬透性低屈强比超高强度钢及制备方法(申请号：CN201610065359.6)，该发明具有与G50、DT300相似，属于同类型产品，但合金元素含量高，成本高；

(2)一种低合金超高强度结构钢及制备方法(申请号：CN201911074448.7)，该材料的抗拉强度Rm≥2135MPa，屈服强度Rp0.2≥1430MPa，伸长率(A)≥9％，断面收缩率(Z)≥30％，冲击韧性Ak≥15J，其屈服强度、断面收缩率Z、冲击韧性A ku2的参数值相对较低，冲击性能可能不如G50和DT300，也不能满足上述的技术要求；

(3)一种超高强度高韧性合金钢(申请号：CN201910625665.4)，该发明中的钢材料抗拉强度Rm和伸长率(A)数值较大，即钢具有高强度和高韧性，但成分铬镍钼总含量较低，导致钢材料淬透性低，不能满足大规格材的要求；

(4)一种高韧性易旋压易焊接超高强度(申请号：CN201410613963.9)，该发明具有合适的强韧性，但合金元素含量高，成本高。

对上述4件专利进行分析、研究后，我们发现：这些专利产品不能代替G50和DT300制造低成本、超高强度、高韧性和大截面的零部件。

本发明的目的是：设计一种中低碳超高强度高韧钢及其制备方法，达到与G50、DT300的性能参数不相上下，可以代替高成本G50和DT300钢，制造瞬时抗冲击大截面的零部件，解决低成本并具有超高强度、高塑韧性和抗冲击，产品性能要求：Rm≥1800Mpa、Rp0.2≥1480MPa、A≥9％、Z≥45％、Ak≥50J，从而满足该类工程需要。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明目的之一在于提出一种高塑韧性低合金超高强度钢，具体方案如下：