[发明专利]低合金超高强度钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低合金超高强度钢及其制备方法，以质量百分比计，该低合金超高强度钢由以下组分构成：C0.34％～0.38％，Mn0.60％～0.90％，Si1.50％～1.80％，S≤0.010％，P≤0.010％，Ni1.45％～1.85％，Al0.03％～0.08％，Cr0.90％～1.30％，V0.08％～0.15％，H≤0.0001％，O≤0.0015％，N≤0.010％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本发明提供的低合金超高强度钢，通过各元素之间相互配合，可显著提高低合金超高强度钢的抗拉强度、屈服强度、伸长率和面缩率等综合性能。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种低合金超高强度钢及其制备方法。

背景技术

超高强度钢是用于制造承受较高应力结构件的一类合金钢，一般室温拉伸抗拉强度超过1400MPa，屈服强度大于1300MPa，这类钢一般具有足够的韧性、较高的比强度和屈强比、良好的焊接性和成形性。按照合金化程度和显微组织的不同，超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金三类。

低合金超高强度钢是在调质结构钢的基础上发展起来的，通过在钢中加入少量的多种合金元素，使钢固溶强化并提高钢的淬透性与马氏体回火稳定性。合金元素主要是Mn、Cr、Si、Ni、Mo、V等，低合金超高强度钢中合金元素的总含量一般不超过5％，由于合金元素含量低、成本低、生产工艺简单，广泛用于制造飞机大梁、发动机轴、固体火箭发动机壳体、桥梁、船舶等。

目前应用最广泛的低合金超高强度钢为30CrMnSiNi2，按质量百分比计，其成分含量如下：C 0.27％～0.34％，Si 0.90％～1.20％，Mn 1.00％～1.30％，S≤0.025％，P≤0.030％，Cr 0.90％～1.20％，Ni 1.40％～1.80％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。

虽然该低合金超高强度钢具有优异的抗拉强度，一定的塑性和韧性。但是，随着海上国防建设的发展，对低合金钢的性能提出了更高的要求，要求低合金钢具有更优异的强度、韧性和塑性，而现有的低合金超高强度钢远不能满足海上国防对低合金钢的要求。

因此，研发一种抗拉强度和韧性等综合性能更优异的低合金超高强度钢是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有的低合金超高强度钢的性能不能满足船舶业对其性能需求的问题，本发明提供一种低合金超高强度钢及其制备方法，该低合金超高强度钢具有优异的抗拉强度、屈服强度、伸长率和面缩率等，能够满足海上国防等领域对低合金超高强度钢的要求。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种低合金超高强度钢，以质量百分比计，由以下组分构成：C0.34％～0.38％，Mn0.60％～0.90％，Si1.50％～1.80％，S≤0.010％，P≤0.010％，Ni1.45％～1.85％，Al0.03％～0.08％，Cr0.90％～1.30％，V0.08％～0.15％，H≤0.0001％，O≤0.0015％，N≤0.010％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。

本发明提供的低合金超高强度钢，通过严格控制各元素的含量，尤其是合金元素的含量，各元素之间相互配合，可有效改善各元素及碳化物偏析和组织均匀性，进而显著提高低合金超高强度钢的强度、韧性和塑性等力学性能，尤其是抗拉强度、屈服强度、伸长率和面缩率等，能够满足海上国防等领域对低合金超高强度钢的高性能要求。与现有的低合金超高强度钢30CrMnSiNi2相比，本发明提供的低合金超高强度钢的抗拉强度、伸长率和面缩率等分别提高了30％、50％、25％以上。