[发明专利]一种超高强度钢材及其制备方法

摘要

本发明属于新材料发明，涉及一种新型超高强度钢材及其制备方法。其特征在于，制备的步骤如下材料组成、材料的制备(熔炼、锻造、热处理)。采取本发明方法制造的新型结构材料S280，其拉伸强度不低于1900MPa,断裂韧度大于

主权项

一种超高强度钢材的制备方法，该钢材由C、Cr、Co、Ni、Mo、V、W、Fe元素组成，其中元素C、Cr、Co、Ni、Mo、V、W的质量百分比为0.1～0.3％、6～16％、8～17％、2～10％、1～7％、0～0.8％、0～3％.余量为Fe元素；其特征在于包括如下步骤：步骤1、选取高纯炉料，所述的高纯炉料包括纯金属Co、纯金属Cr、纯金属Mo、纯金属Ni、纯金属V、纯金属W以及纯金属Fe，且上述的所有纯金属元素的纯度均不低于99.5％；步骤2、采用真空感应炉对步骤1中的高纯炉料进行熔炼，熔化温度为1490℃～1530℃，炉内抽真空的真空度不高于5Pa；步骤3、熔炼后将炉料浇铸成电极棒，再将电极棒脱模缓冷；步骤4、利用机加工对电极棒扒皮，扒皮厚度为15mm～25mm；步骤5、采用真空自耗熔炼炉对扒皮后的电极棒进行重熔，重熔步骤具体为：首先焊接电极棒；然后将炉内抽真空至真空度≤0.5Pa；之后，起弧，电流为1～1.5万安培；再后，进行熔炼，熔炼速度为350～440kg/h,电流为0.9～1.3万安培，电压为22V～26V；最后，浇铸并脱模缓冷得到钢锭；步骤6、对脱模缓冷后的钢锭扒皮，扒皮厚度为15mm～25mm；步骤7、将扒皮后的钢锭在炉中进行加热，加热温度为1150℃～1160℃，透烧后保温2小时；步骤8、在锻机上对加热后的钢锭进行两次镦拔，镦拔温度均为1140℃～1150℃，两次镦拔的终锻温度≥900℃，镦拔后缓冷至环境温度；其中，第一次镦拔的锻比为10～12，第二次镦拔的锻比为13～15，钢锭经两次镦拔后成为钢棒；步骤9、在锻机上将所述的钢棒锻造为锻件，锻造温度为1140℃～1150℃，终锻温度≥900℃，锻后缓冷至环境温度，将锻造后的锻件加热至680℃～700℃，保温时间为8～16小时，并通过空气冷却进行退火处理；步骤10、预备热处理：将锻造后的锻件加热至1080℃，保温1小时后空冷至环境温度，再加热至680℃～700℃，保温8～16小时后空冷至环境温度；步骤11、最终热处理：将锻件加热至1080℃±10℃,保温60min～75min后进行油淬火；在淬火完成后8小时内进行冷处理，冷处理温度为‑73℃±8℃，保温时间不小于2小时，之后在自然状态下回温至环境温度；再对锻件进行回火热处理，回火温度为540℃～550℃±3℃，保温时间为4～5小时，之后空气冷却至环境温度。