超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢及其制备方法，该合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.25～0.35％，Cr:3～5％，Si:0.6～0.8％，Nb:0.05～0.15％，Ti:0.05～0.15％，Mn:0.06～0.08％，Mo:0.5～0.6％，V:0.25～0.35％，稀土RE：0.005％～0.02％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质；其中，质量比Cr/Mo≥6，Nb/Ti/V：1:1:1.7～1:1:7。采用大变形多级轧制加后续热处理的方法实现组织结构细化，与现有技术相比，本发明专利技术得到的合金钢其屈服强度不低于1300MPa，抗拉强度不低于1950MPa，维氏硬度不低于650HV，总延伸率不低于10％。所制备的合金钢兼具耐蚀、耐氧化、超高强、高韧性，该合金钢成分、工艺简单、制备成本低，适用于大规模工业化生产。

Ultra-high strength, high toughness, corrosion resistance and oxidation resistant superfine alloy steel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢及其制备方法
本专利技术属于高强合金钢及加工
，具体涉及一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢及其制备方法。
技术介绍
超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢的合金元素总含量在5％～10％之间，是一种新型的中合金钢。其C含量为0.3％，与其他合金钢相比，该钢的强度和硬度都比较高，具有高强度、高韧性、良好的加工切削性能和使用工艺性能，除此以外，Cr是一种具有钝化倾向的元素，可以使钢具有抗氧化性和抗腐蚀性的能力，含Cr钢中常常在表面生成一薄层致密的钝态氧化物保护膜，钝化膜在有利的条件下它是致密的、不被溶解的，而且当它被破坏时，还能自行恢复。除此以外，一些金属碳化物或复合碳化物的析出可以进一步提升合金钢的抗氧化和抗腐蚀性能。研发的合金钢性能优良成本较低，具有高的淬透性和高韧性以及出色的耐磨损性能，在高温工作环境中热变形率较小，也具有较好的耐冷热疲劳性能，这些优异的性能使其能适应各种材料加工手段，如轧制、锻造等，并且可用于制造处于恶劣环境下，如高温高压下的管材(空心芯棒、)板材，以及常用的拉杆、轴键、套筒、热锻模及热挤压模等，作为模具钢使用，这也符合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢，其特征在于，该合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.25～0.35％，Cr:3～5％，Si:0.6～0.8％，Nb:0.05～0.15％，Ti:0.05～0.15％，Mn:0.06～0.08％，Mo:0.5～0.6％，V:0.25～0.35％，稀土RE：0.005％～0.02％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质；其中，质量比Cr/Mo≥6，Nb/Ti/V：1:1:1.7～1:1:7。

【技术特征摘要】
1.一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢，其特征在于，该合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.25～0.35％，Cr:3～5％，Si:0.6～0.8％，Nb:0.05～0.15％，Ti:0.05～0.15％，Mn:0.06～0.08％，Mo:0.5～0.6％，V:0.25～0.35％，稀土RE：0.005％～0.02％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质；其中，质量比Cr/Mo≥6，Nb/Ti/V：1:1:1.7～1:1:7。2.根据权利要求1所述的一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢，其特征在于，所述的合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.35％，Cr:4％，Si:0.7％，Nb:0.1％，Ti:0.1％，Mn:0.7％，Mo:0.5％，V:0.3％，稀土RE：0.01％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质，其中，质量比Cr/Mo＝8，Nb/Ti/V＝1:1:3。3.根据权利要求1所述的一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢，其特征在于，所述的合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.25％，Cr:3％，Si:0.6％，Nb:0.02％，Ti:0.05％，Mn:0.6％，Mo:0.5％，V:0.25％，稀土RE：0.005％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质，其中，质量比Cr/Mo＝6，Nb/Ti/V＝1:1:5。4.根据权利要求1所述的一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢，其特征在于，所述的合金钢的原材料包括以下质量百分含量的元素：C:0.35％，Cr:5％，Si:0.8％，Nb:0.15％，Ti:0.15％，Mn:0.8％，Mo:0.6％，V:0.35％，稀土RE：0.02％，P≤0.01％，S≤0.005％，其余成分为Fe和不可避免的杂质，其中，质量比Cr/Mo＝8.33，Nb/Ti/V＝1:1:2.3。5.一种权利要求1-4任一所述超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：熔炼、均一化处理、加热至奥氏体化、阶梯温度多级大变形轧制、热处理工艺，具体步骤如下：1)熔炼：按上述成分在真空感应电炉中均匀搅动熔炼，后浇铸成铸锭；2)均一化处理：将铸锭在高温真空加热炉中加热至1100～1150℃，保温1.5～2.5h，空冷，消除成分偏析；3)阶梯多级温度大变形轧制：A：热轧：将步骤(2)所得材料进行热轧，热轧开始温度在1050～1100℃，950℃待温至900℃，终轧温度为900℃～920℃；B：温轧：热轧的钢板层流冷或者水冷却至800～850℃，采用多道次轧制的方式，累积变形量在70％以上，终轧温度在650～700℃；C：冷轧：将温轧后的钢板室温下冷轧制，总压下量在50～70％之间最终厚度在1～2mm；阶梯多级温度大变形的总变形量不低于90％。4)热处理：经过多道次轧制后的钢板在200～400℃之间保温0.5～1h，然后空冷至室温。6.根据权利要求5所述的一种超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晗，付立铭，单爱党，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31