[发明专利]一种耐极端环境高强高韧低碳马氏体铸钢及制备方法

摘要

一种耐极端环境高强高韧低碳马氏体铸钢及制备方法,属于低碳合金铸钢热处理工艺技术领域。本发明通过相对简单易得的原料进行不同配比，采用真空熔炼进行浇注。经过一系列的热处理过程，得到高强高韧的低碳马氏体铸钢材料。优点在于，该铸钢在苛刻环境条件下，综合力学性能优异，具有优秀的强韧性配合，尤其是较高的低温塑性，以及较高的强度以及较低的缺口敏感性。该铸钢制备方法操作简单，节能环保，适合工业化大规模生产。

主权项

1.一种耐极端环境高强高韧低碳马氏体铸钢，其特征在于，以质量百分比计算，该铸钢的化学成分为：C：0.01％～0.2％，Cr：10.0％～13.0％，Ni：4.5％～6.5％，Mo：3.0％～5.0％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，P：≤0.01％，S：≤0.01％，余量为铁及不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的铸钢，其特征在于，该马氏体铸钢的室温抗拉强度为1500～1600MPa，屈服强度为1200～1300MPa，延伸率为15～20％，断面收缩率为40～60％，冲击韧性a_KU＞50J/cm²，A_KU＞40J，低温冲击韧性a_KU＞40J/cm²，A_KU＞33J。

3.一种耐极端环境高强高韧低碳马氏体铸钢的制备方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)按照以质量百分比计算铸钢的化学成分比例取原料，比例为：C：0.01％～0.2％，Cr：10.0％～13.0％，Ni：4.5％～6.5％，Mo：3.0％～5.0％，Si：≤0.5％，Mn：≤0.5％，P：≤0.01％，S：≤0.01％，余量为铁；

其中Fe为纯铁、低硫铁、铬铁、高碳铬铁、钼铁、硅铁和锰铁的一种或几种；

其中Cr为铬铁、金属铬、锦铁铬、低氮锦铁铬和高纯低氧铬的一种或几种；

其中Mo为金属钼、钼铁和钼铬棒的一种或几种；

其中Ni为电解镍、金属镍、金川镍和高纯镍的一种或几种；

其中Si为高碳硅、高碳硅铁、高纯多晶硅和金属硅颗粒的一种或几种；

其中Mn为锰铁、金属锰和电解锰片的一种或几种；

2)Fe、C、Cr、Ni原料混合放入坩埚底部，Mo按比例装在坩埚中的上部；抽低真空同时15‑30min内加热至完全熔化，随后控制温度在1600℃～1650℃，真空度控制在小于0.1Pa，保持10‑30min后停止加热，保持5‑15min，加入Si、Mn、C；加入的同时向炉内冲氩气至‑0.02～‑0.1MPa，调整温度在不低于1560℃的条件下出钢进行浇铸；

3)将浇铸所得的铸件由室温加热至1100℃～1200℃，保温2～4h后冷却至室温进行均匀化处理；再由室温升至1050℃～1250℃，保温1～3h后进行冷却至室温；将铸件经过‑50℃～‑90℃冷冻处理1～3h，空冷至室温，最终进行450℃～550℃回火处理2～4h，制备得到高强高韧低碳马氏体铸钢。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述的冷却为空冷、油冷、压缩空气冷或水冷。