[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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,T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,T为T±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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