一种梯度超细晶结构低碳微合金钢及其制备方法技术

一种梯度超细晶结构低碳微合金钢及其制备方法，属于金属材料加工制备技术领域。该梯度超细晶结构低碳微合金钢包含的成分及其质量百分比为：C 0.08～0.15％，Mn 0.5～1.5％，Si 0～1.0％，Nb 0～0.05％，Ti 0～0.1％，余量为Fe及不可避免的杂质。其制备方法，包括熔炼、锻造、常规热轧和异步热轧，异步热轧中，将板材加热至950～1200℃，保温10～30min，水淬至室温，制得产品。该方法结合异步轧制压剪复合机制与应变诱发铁素体相变机制，引入应变梯度和动态相变梯度，在获得超细晶晶粒的同时，得到厚度方向晶粒尺寸呈梯度分布的组织形态，进而在保持金属材料塑性与韧性的同时有效提高了金属材料的强度与硬度，改善了材料的综合性能。

A Gradient Ultrafine Grained Low Carbon Microalloyed Steel and Its Preparation Method

The invention relates to a gradient ultrafine grain structure low carbon microalloyed steel and a preparation method thereof, belonging to the technical field of metal material processing and preparation. The composition and mass percentage of the gradient ultrafine grain structure low carbon microalloyed steel are: C 0.08-0.15%, Mn 0.5-1.5%, Si 0-1.0%, Nb 0-0.05%, Ti 0-0.1%, Fe and inevitable impurities. The preparation method includes smelting, forging, conventional hot rolling and asynchronous hot rolling. In asynchronous hot rolling, the plate is heated to 950-1200 (?) C for 10-30 min, and water quenched to room temperature to produce the product. This method combines the composite mechanism of asynchronous rolling and compression-shear and the mechanism of strain-induced ferrite transformation, introduces strain gradient and dynamic phase transformation gradient, and obtains the morphology of ultrafine grains with gradient distribution of grain size in thickness direction, which effectively improves the strength and hardness of metal materials while maintaining the plasticity and toughness of metal materials, and improves the synthesis of materials. Performance.

【技术实现步骤摘要】
一种梯度超细晶结构低碳微合金钢及其制备方法
本专利技术属于金属材料加工制备
，具体涉及一种梯度超细晶结构低碳微合金钢及其制备方法。
技术介绍
提高高强钢或超高强钢的塑性、韧性和成形性能是“新一代钢铁材料”研究的重点方向。作为“新一代钢铁材料”的代表，超细晶粒钢具有显著的强韧化特征，通过晶粒的超细化同时实现强度的上升和韧性的改善，在汽车节能减排、减少建筑结构用钢量等具有良好的应用前景。然而，晶粒的超细化过程中大量缺陷的产生是不可避免的，伴随着强度水平的显著提高，材料的塑性、韧性和加工硬化能力通常会降低，这种强度-塑性/韧性之间的“倒置”关系已成为高强度或超高强度钢铁材料发展的一大瓶颈。在金属材料中引入梯度结构(如晶粒尺寸、片层厚度等)是一种金属材料的改性方法，使金属材料表现出超细晶/纳米晶的高强度和高硬度性能，同时保留粗晶结构的塑性与韧性，能够较好的解决超细晶/纳米晶材料的韧塑性问题，实现强度与塑性的完美匹配。近年来，许多学者围绕着梯度结构材料开展了广泛的研究工作。目前，在金属材料中实现晶粒尺寸呈梯度分布，可通过梯度塑性变形和梯度物理或化学沉积方法制备。梯度塑性变形制备梯度结构主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度超细晶结构低碳微合金钢，其特征在于，该梯度超细晶结构低碳微合金钢包含的成分及各个成分的质量百分比为：C为0.08～0.15％，Mn为0.5～1.5％，Si为0～1.0％，Nb为0～0.05％，Ti为0～0.1％，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种梯度超细晶结构低碳微合金钢，其特征在于，该梯度超细晶结构低碳微合金钢包含的成分及各个成分的质量百分比为：C为0.08～0.15％，Mn为0.5～1.5％，Si为0～1.0％，Nb为0～0.05％，Ti为0～0.1％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其特征在于，所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其包含的成分及各个成分的质量百分比为：C为0.12％，Mn为1.35％，Si为0.49％，Nb为0.035％，Ti为0.019％，余量为Fe及不可避免的杂质。3.如权利要求1所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其特征在于，所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其组织为超细的动态相变铁素体和弥散分布的粒状马氏体；沿热轧板材厚度方向，铁素体的平均晶粒尺寸从0.60～0.80μm梯度过渡到2～3μm尺度，实现了从亚微米到微米尺度的过渡。4.如权利要求1所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其特征在于，所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢，其抗拉强度为900～1005MPa，屈服强度为620～780MPa，延伸率为16～22％，均匀延伸率为13～18％，屈强比为0.7～0.8。5.如权利要求1～4任意一项所述的梯度超细晶结构低碳微合金钢的制备方法，其特征在于，包括步骤1的熔炼、步骤2的锻造、步骤3的常规热轧和步骤4的异步热轧，其中，步骤4的异步热轧，其工艺参数为：将热轧后的板材加热至950～1200℃，保温10～30min，进行异步热轧，水淬至室温，制得梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明晖，刘姗，李文霞，苏俊华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21