[发明专利]一种纳米强化高强度高韧性低碳钢及其制备方法在审
申请号: | 202111521799.5 | 申请日: | 2021-12-13 |
公开(公告)号: | CN114918362A | 公开(公告)日: | 2022-08-19 |
发明(设计)人: | 乔勋;刘一扬;周硕博;孟东容;李京泽;吴为臻 | 申请(专利权)人: | 西京学院 |
主分类号: | B21K29/00 | 分类号: | B21K29/00;B21J5/00;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C21D8/00;C21D6/02 |
代理公司: | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人: | 许富强 |
地址: | 710100 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳米 强化 强度 韧性 低碳钢 及其 制备 方法 | ||
1.一种纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:
(1)高温均匀化处理
将经过二次真空熔炼的钢锭坯料在惰性气体环境下加热至1200~1280℃,以将碳化物全部溶解,获得均匀的单相奥氏体组织;其中,所述钢锭坯料的包含以下质量百分数的化学成分:C:0.03~0.1%、Mn:1.5~2.5%、Si:0.15~0.25%、Mo:0.2~0.4%、Ti:0.1~0.2%、Al:0.05~0.1%,其余为Fe元素,且Mo与Ti的质量比为2:1;
(2)两阶段锻造
再结晶区锻造:将钢锭样品从气氛保护炉中取出进行锻造,始锻温度为1200℃±50,终锻温度为T再,T再为再结晶温度,确保锻造温度区间位于奥氏体再结晶区,锻造比为60~80%,使变形晶粒再结晶,形成均匀细小的等轴晶,细化奥氏体晶粒;
非结晶区锻造:待再结晶区锻造结束后继续锻造,始锻温度为T始,T始为T再±30,终锻温度为Ar3温度,确保锻造温度区间位于奥氏体非结晶区,锻造比为40~60%,使晶粒不易再结晶,而形成位错缠结,促进铁素体形核,抑制大颗粒碳化物析出;
(3)阶段性冷却
待所述两阶段锻造完成之后,对钢锭样品进行喷雾冷却,冷速约20~30℃/s,降温至550~650℃,停止冷却;
(4)短时等温
待所述阶段性冷却之后,将钢锭样品放入炉中进行保温处理,保温温度为600~650℃,保温时间30~90min,使奥氏体转变为铁素体,并在奥氏体/铁素体晶界附近析出以(Ti,Mo)C为主的纳米尺度碳化物;
(5)随炉冷却
待所述短时等温后,将钢锭样品进行随炉空冷,冷却至300℃以下时,出炉空冷至室温,得到纳米强化高强度高韧性低碳钢。
2.根据权利要求1所述的纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,所述T再为940~960℃。
3.根据权利要求1所述的纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,所述高温均匀化处理中,保温时间为60~90min。
4.根据权利要求1所述的纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,所述非结晶区锻造中,Ar3温度为750~800℃。
5.根据权利要求1所述的纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,所述阶段性冷却,降温至600~650℃,停止冷却。
6.根据权利要求1所述的纳米强化高强度高韧性低碳钢的制备方法,其特征在于,所述钢锭坯料的包含以下质量百分数的化学成分:C:0.03~0.09%、Mn:1.5~2.3%、Si:0.15~0.24%、Mo:0.2~0.4%、Ti:0.1~0.2%、Al:0.05~0.08%,其余为Fe元素。
7.一种由如权利要求1-6中任意一项所述的制备方法获得的纳米强化高强度高韧性低碳钢。
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