[发明专利]一种低温2500MPa级超高强高韧钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温2500MPa级超高强高韧钢及其制备方法,解决了现有钢种低温强度小于2000MPa的瓶颈，开发了超高强高韧一体化钢种及相应的高效率工艺。所述超高强高韧钢中化学成分重量百分比为：C为0.3％～0.6％，Ni为6.0％～10.0％，Cr为6.0％～10.0％，Mo为3.0％～6.0％，Mn为1.0％～3.0％，Cu为0.5％～3.5％，V为0.05％～0.15％，Nb为0.05％～0.15％，其余为Fe。制备方法，包括以下步骤：对均匀结构钢液氮轧制处理，得到大量马氏体；再进行室温轧制处理，得到马氏体相的超细纳米片层组织结构；最后进行退火处理，获得马氏体相和奥氏体相的双相超细纳米片层组织结构，其在液氮温度下的强度为2500MPa,均匀延伸率为25％。

技术领域

本发明涉及超高强度高韧钢技术领域，具体涉及一种低温2500MPa级超高强高韧钢及其制备方法。

背景技术

随着我国工业的发展，用于低温下安全且经济地贮存和运输加压挥发性流体等产品的设备需求越来越多，这对制造以上设备的钢板提出越来越苛刻的综合力学性能要求。通常情况下，普通钢材在低温环境中抗拉强度较低，使得在低温应用场合必须针对其相对低的抗拉强度进行设计，从而使得钢材的厚度过大，不利于设计且价格昂贵；同时，当在低温环境下钢材具有很高的抗拉强度时，往往其低温韧性无法满足设计需求，两者呈“互斥”的矛盾关系。

截至目前，低温环境中超高强度钢研究的瓶颈仍在于：开发具有高强度和高韧性一体化的钢种以及相应的高效制备工艺，因此，亟需一种能通过合理的成分设计和简单有效的制备工艺，获得在低温环境下具有超高强度和优异韧性一体化的钢材。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明针对钢在工程广泛应用中的制约因素，以及现有制备工艺的复杂性，提供了一种低温2500MPa级超高强高韧钢及其制备方法，所述高强是指在液氮温度下的抗拉强度＞2000MPa，所述高韧性是指均匀拉伸伸长率＞20％，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温2500MPa级超高强高韧钢，以重量百分比计,所述超高强高韧钢化学成分包括：

C为0.3％～0.6％，Ni为6.0％～10.0％，Cr为6.0％～10.0％，Mo为3.0％～6.0％，Mn为1.0％～3.0％，Cu为0.5％～3.5％，V为0.05％～0.15％，Nb为0.05％～0.15％，其余为Fe。

优选的，所述的超高强高韧钢化学成分包括：

C为0.4％～0.6％，Ni为6.0％～7.0％，Cr为6.0％～10.0％，Mo为3.0％～6.0％，Mn为2.1％～3.0％，Cu为0.5％～3.5％，V为0.05％～0.15％，Nb为0.05％～0.15％，其余为Fe。

优选的，所述的超高强高韧钢中的纳米片层厚度为10nm～300nm；所述钢板组织结构为奥氏体和马氏体组织，所述奥氏体含量为10％～60％，所述马氏体含量为40％～90％。

优选的，所述的超高强高韧钢中的纳米片层厚度为10nm～100nm；所述钢板组织结构为奥氏体和马氏体组织，所述奥氏体含量为40％～60％，所述马氏体含量为40％～60％。

另外，为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种低温2500MPa级超高强高韧钢的制备方法，包括如下步骤：

S1、对钢板进行预处理，所述预处理步骤包括固溶处理得到固溶态钢板；

S2、对步骤S1预处理的固溶态钢板进行液氮多道次轧制处理；

S3、将液氮多道次轧制处理后的钢板进行室温多道次轧制处理；

S4、对室温多道次轧制处理后的钢板进行退火处理。