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专利号: 2022104368939
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超高强度、高塑韧性马氏体钢,其特征在于以质量百分比计,其化学成分包括:C:0.40%~0.65%,Cr:0.5%~1.0%,Mn:0.5%~2.5%,Si:1.5%~2.5%,Nb、V和Ti三种元素的任一组合的总含量不高于0.2%,余量为Fe及不可避免的杂质元素,杂质元素中P≤

0.03%,S≤0.03%,H≤10ppm,O≤30ppm;所述Nb、V和Ti三种元素的任一组合至少包括Nb、V和Ti中的一种。

2.如权利要求1所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢,其特征在于其组织特征为:马氏体基体和少量残余奥氏体,棒状ε碳化物和高密度粒状ε碳化物均匀分布在马氏体基体上。

3.如权利要求2所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢,其特征在于棒状ε碳化物的直径为10nm~20nm,长度为200nm;高密度粒状ε碳化物的直径为0.5nm~3nm。

4.如权利要求1所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢,其特征在于其屈服强度为

1800MPa~2250MPa,抗拉强度为2000MPa~2550MPa,总延伸率为10%~20%。

5.一种超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将原料钢、铬铁、硅铁、锰铁、生铁、钛铁、铌铁和钒铁进行熔炼处理,得到符合成分要求的铸锭;以质量百分比计,所得到的符合成分要求的铸锭的化学成分包括:C:0.40%~

0.65%,Cr:0.5%~1.0%,Mn:0.5%~2.5%,Si:1.5%~2.5%,Nb、V和Ti三种元素的任一组合的总含量不高于0.2%,余量为Fe及不可避免的杂质元素,杂质元素中P≤0.03%,S≤

0.03%,H≤10ppm,O≤30ppm;Nb、V和Ti三种元素的任一组合至少包括Nb、V和Ti中的一种;

(2)对步骤(1)所得铸锭进行锻造,起锻温度为1050℃~1200℃,终锻温度为880℃~

920℃,锻后空冷;

(3)将步骤(2)空冷后所得锻件加热到850℃~920℃保温2h~4h,然后淬火;

(4)将步骤(3)淬火后的锻件加热到450℃~620℃后进行轧制处理,轧制后的冷却方式为空冷;

(5)将步骤(4)轧制并冷却后的钢板加热到820℃~920℃保温0.2h~2h,然后淬火,之后再进行回火处理,即得超高强度、高塑韧性马氏体钢。

6.如权利要求5所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于步骤(2)中锻压比不小于5。

7.如权利要求5所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于步骤(4)中轧制量为70%~90%,每道次轧下量为5%~10%。

8.如权利要求5所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于步骤(5)中回火处理的温度为200℃~300℃,时间为2h~4h。

9.如权利要求5所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于最终所制备的超高强度、高塑韧性马氏体钢的组织特征为:马氏体基体和少量残余奥氏体,棒状ε碳化物和高密度粒状ε碳化物均匀分布在马氏体基体上;所述的棒状ε碳化物的直径为10nm~

20nm,长度为200nm;高密度粒状ε碳化物的直径为0.5nm~3nm。

10.如权利要求5所述的超高强度、高塑韧性马氏体钢的制备方法,其特征在于最终所制备的超高强度、高塑韧性马氏体钢的屈服强度为1800MPa~2250MPa,抗拉强度为2000MPa~2550MPa,总延伸率为10%~20%。