[发明专利]一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法

说明书

本发明公开了一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法，涉及到细晶高强韧性贝氏体钢制备技术领域，所述贝氏体钢，包括以下原子百分比含量的主要元素：0.30‑0.40％C，0.7‑1.6％Mn，1.4‑1.8％Si，0.8‑1.3％Cr，0.2‑0.5％Mo，0.8‑1.6％Al，余量为Fe。本发明的技术效果和优点为，无需大变形量的冷、热变形，减少设备投入和能源消耗，晶粒细小、均匀，尤其是晶粒尺寸是较常规制备方法获得晶粒的2/5，减小了60％，细小、均匀的等轴晶更有利于提高贝氏体钢强度、塑性和韧性，尤其值在轨道交通用构件上，对提高构件的耐磨性和疲劳性能有突出作用，上述热处理制备方法更贴近于企业大炉长5m以上工况，便于后续实际应用，由于冷却速率极慢，后续正火处理可省略，进一步降低能耗。

技术领域

本发明涉及细晶高强韧性贝氏体钢制备方法技术领域，特别涉及一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法。

背景技术

根据中国专利CN87107575.X，α+β钛合金显微组织等轴细晶化工艺，其原理是将材料加热到两相区的较高温度进行锻造，变形程度大于50％接着进行β处理，再在两相区的温度下用大于50％的变形程度锻造，最后，再进行再结晶退火等方法制备细晶高强韧性贝氏体钢，根据中国专利CN110484694A，一种轴承基体细晶组织的形变相变协同调控方法，采用冷轧成形工艺，合理控制控制冷轧变形量，通过形变实现晶粒破碎，采用马氏体淬火-低温回火热处理工艺，通过合理设计控制奥氏体化温度和加热速度，发挥形变相变协同作用，控制再结晶晶粒尺寸，其原理同样是通过大变形量的冷轧变形，实现组织破碎，然后通过奥氏体退火实现晶粒细化，并在后续马氏体淬火和低温回火中保留下来，该方法同样不适用于轨道交通用构件等体积成形。

现有的技术中晶粒尺寸为51.19μm，局部超过100μm，组织存在不均匀性和不稳定性，残余奥氏体含量较高，而且该制备方法只适用于板材制备，无法用于轨道交通用构件等体积成形，或通过大变形过程中动态再结晶过程实现晶粒细化，而且主要用于钛合金的组织制备。

因此，发明一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的技术中晶粒尺寸为51.19μm，局部超过100μm，组织存在不均匀性和不稳定性，残余奥氏体含量较高，而且该制备方法只适用于板材制备，无法用于轨道交通用构件等体积成形，或通过大变形过程中动态再结晶过程实现晶粒细化，而且主要用于钛合金的组织制备的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法，所述贝氏体钢，包括以下原子百分比含量的主要元素：0.30-0.40％C，0.7-1.6％Mn，1.4-1.8％Si，0.8-1.3％Cr，0.2-0.5％Mo，0.8-1.6％Al，余量为Fe。

优选的，所述贝氏体钢包括如MnSiCrAl0.9、Ni0.7、C0.3、MnSi2、AlCrC0.5等碳含量在0.2～0.5wt.％的Mn-Si-Cr系合金。

一种细晶高强韧性贝氏体钢制备方法，包括以下步骤：

S1、以一定速率升温至奥氏体化温度(AC₃+50℃)以上，保温一定时间，视试样大小而定，以热透后保温1h为准；

S2、以冷速A快速冷却至T1温度；

S3、以冷速B缓慢冷却至T2温度；

S4、待温度达到T2℃左右后保温一定时间；

S5、保温结束后空冷至室温。

优选的，步骤S2中，所述具体参数包括：冷速A为50～80℃/h、T1温度为750～850℃；步骤S3中，冷速B为10～30℃/h、T2温度为270～350℃；步骤S4中，T2温度为270～350℃，保温时间为0.5～2h。