[发明专利]一种高强低密度耐蚀特种锻件钢及其制备方法

摘要

本发明公开了一种1000MPa级高强低密度耐蚀特种锻件钢及制备方法，其组成成分的重量百分比为：C 1.10～1.15%、Si 0.32～0.38%、Mn 21.0～23.0%、Al 6.5～7.2%、B 0.0035～0.0050%、Cu 0.28～0.35%、P≤0.015%、S≤0.006%、余量为Fe。在真空中频感应熔炼炉中放入优质精废钢、电解锰、纯铝、石墨、电解铜、FeSi75，熔炼炉内合金料槽中加入FeB17；通过真空熔炼、真空浇铸和热处理之后得到1000MPa级高强低密度耐蚀特种锻件钢。其密度约为7.0g/cm³，抗拉强度为1000MPa以上，并具备优于普通钢材的耐腐蚀性，在航空、核电、火电、水电等领域有广泛的应用潜力。

主权项

1.一种1000MPa级高强低密度耐蚀特种锻件钢，其特征是在于所述特种锻件钢化学成分的重量百分比为：C 1.10~1.15%、Si 0.32~0.38%、Mn 21.0~23.0%、Al 6.5~7.2%、B 0.0035~0.0050%、Cu 0.28~0.35%、P≤0.015%、S≤0.006%、余量为Fe及不可避免的不纯物；所述1000MPa级高强低密度耐蚀特种锻件钢的通过如下的步骤获得：A、试验条件：采用真空中频感应熔炼炉熔炼，电源容量100kW，额定电源220V，频率1500~2500Hz，相数3相，冷态极限真空度6.67×10‑3Pa，坩埚容量为10kg钢液量，额定温度1600℃；熔炼炉具备真空浇铸位；B、真空熔炼：在10kg真空中频感应熔炼炉中放入以下材料：优质精废钢5.9~6.1kg、电解锰1.82~1.85kg、纯铝0.63~0.65kg、石墨0.093~0.096kg、电解铜0.026~0.027kg、FeSi75 0.013~0.015kg；FeB17 0.007~0.008kg装入熔炼炉内合金料槽；盖上熔炼炉盖，启动真空泵抽真空，真空度4×10‑3Pa时启动熔炼炉电源加热至1550℃，1550℃保温10min后，加入硼铁FeB17合金，继续保温并电磁搅拌5min；C、真空浇铸：继续保温并电磁搅拌5min后，在15s~20s内缓慢将钢液浇铸于炉内模具内；浇铸完成后关闭熔炼炉电源，让熔炼炉在真空状态下自然冷却，待炉衬温度冷却至200℃以下时破熔炼炉内真空，并取出铸件钢；D、热处理：将铸件表面铣刨除3mm，去除表面夹渣，惰性气体保护下加热至950℃，保温0.5h，用快锻机将铸件锻为所需检验样品并水淬至室温，将样品在惰性气体保护下以5℃/s的速度快速加热至900℃，保温0.5h后水冷却至室温退火处理，即获得1000MPa级高强低密度耐蚀特种锻件钢。