一种复合马氏体钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高强度钢制备技术领域，尤其涉及一种复合马氏体钢及其制备方法。本发明专利技术提供的制备方法，包括以下步骤：将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。利用上述制备方法制备得到的复合马氏体钢具有较好的强度和韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合马氏体钢及其制备方法
本专利技术涉及高强度钢制备
，尤其涉及一种复合马氏体钢及其制备方法。
技术介绍
马氏体钢是一种应用最广泛的钢种，其热处理工艺简单、方便实现在线热处理等优点，使其能够应用在不同工程领域，如耐磨钢板、汽车钢、轴承钢等领域。马氏体钢经过简单的淬火加回火处理后，获得高强度的马氏体组织，但是由于其微观组织内部位错密度较高，残余奥氏体含量较低，使得马氏体钢的整体塑性，尤其是均匀塑性较低。通常，采用引入一些铁素体获得铁素体+马氏体双相钢的方法，或者通过提高马氏体钢内的残余奥氏体含量来提高均匀塑性，但这些方法都会使马氏体钢的强度降低。由此看来，现有的马氏体钢的强韧性有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合马氏体钢及其制备方法。利用所述制备方法制备得到的复合马氏体钢具有较高的强韧性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种复合马氏体钢的制备方法，包括以下步骤：将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。优选的，当所述马氏体钢为马氏体钢板，所述奥氏体钢为奥氏体钢板时，所述复合的过程为：将所述马氏体钢板与所述奥氏体钢板进行层叠设置，得到初始板材；将所述初始板材依次进行热变形和回火处理，得到所述复合马氏体钢。优选的，所述马氏体钢板的总厚度与所述奥氏体钢板的总厚度比为(1.5～3.5)：1。优选的，进行所述热变形前，还包括将所述初始板材加热至1150～1250℃，并保温0.5～2h；所述热变形后，初始板材的总变形量≥30％，终止的变形温度≥1050℃；所述回火处理的温度为150～280℃，所述回火处理的时间为30～120min。优选的，所述马氏体钢板，按照质量百分比计，包括以下组分：C：0.05～0.40％、Si：0.5～2.0％、Mn：0.40～0.80％、Cr：0.80～1.30％、Ni：0～2.0％，Mo：0～1.0％，Al：0.05～2.0％，V：0～0.2％，余量为铁以及不可避免的杂质；所述奥氏体钢板，按照质量百分比计，包括以下组分：C：0.8～1.10％、Si：0.30～1.60％、Mn：9.5～18.0％，Cr：0～2.0％，余量为铁以及不可避免的杂质。优选的，当所述马氏体钢为马氏体钢粉末，所述奥氏体钢为奥氏体钢粉末时，所述复合的过程为：将所述马氏体钢粉末与所述奥氏体钢粉末混合，得到混合粉末；将所述混合粉末依次进行烧结、热处理和回火处理，得到所述复合马氏体钢。优选的，所述烧结为热压烧结或放电等离子体烧结；所述热压烧结的条件为：温度为1000～1350℃，压力为20～60MPa，时间为10～60min；所述放电等离子体烧结的条件为：温度为1000～1150℃，压力为15～50MPa，时间为5～30min。优选的，所述热处理的温度为800～1000℃，所述热处理的时间为5～30min；所述回火处理的温度为150～280℃，所述回火处理的时间为30～120min。优选的，所述马氏体钢粉末，按照质量百分比计，包括以下组分：C：0.20～0.40％、Si：1.10～1.60％、Mn：1.00～2.00％、Cr：0.90～1.30％、Mo：0.20～40％、Al：0～0.60％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述奥氏体钢粉末，按照质量百分比计，包括以下组分：C：0.50～1.20％、Mn：9.0～13.0％、Al：0.80～1.50％，Si：0～2.0％，余量为铁以及不可避免的杂质。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的复合马氏体钢。本专利技术提供了一种复合马氏体钢的制备方法，包括以下步骤：将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。本专利技术利用奥氏体钢的高加工硬化能力，使其在变形过程中能够有效协助马氏体变形，提高材料整体的加工硬化能力，从而保证复合奥氏体钢的塑性和韧性。并且，奥氏体钢中的部分碳元素会在复合过程中扩散至马氏体钢中，使得复合马氏体钢的固溶碳含量提高，进而提高复合马氏体钢的强度，同时会在界面处形成一层高Mn含量的过渡层，协助马氏体变形。使最终得到的复合马氏体钢具有更好的强度和韧性。附图说明图1为实施例1制备得到的复合马氏体钢的金相组织照片；图2为实施例2制备得到的复合马氏体钢的金相组织照片。具体实施方式本专利技术提供了一种复合马氏体钢的制备方法，包括以下步骤：将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。在本专利技术中，所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比优选为(1.3～3.8)：1，更优选为(1.5～3.0)：1。在本专利技术中，将所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比控制在上述范围内，能够更进一步充分发挥奥氏体与马氏体之间的协同作用，使所述复合马氏体钢的强韧性在最大程度上得到提高。在本专利技术中，当所述马氏体钢为马氏体钢板，所述奥氏体钢为奥氏体钢板时，所述复合的过程优选为：将所述马氏体钢板与所述奥氏体钢板进行层叠设置，得到初始板材；将所述初始板材依次进行热变形和回火处理，得到所述复合马氏体钢。本专利技术将所述马氏体钢板与所述奥氏体钢板进行层叠设置，得到初始板材；在本专利技术中，所述马氏体钢板，按照质量百分比计，优选包括以下组分：C：0.05～0.40％、Si：0.5～2.0％、Mn：0.40～0.80％、Cr：0.80～1.30％、Ni：0～2.0％，Mo：0～1.0％，Al：0.05～2.0％，V：0～0.2％，余量为铁以及不可避免的杂质；更优选为包括以下组分：C：0.23％、Si：1.55％、Mn：0.60％、Cr：1.15％、Ni：0.23％，Mo：0.2％，Al：0.06％，V：0.03％，余量为铁以及不可避免的杂质。在本专利技术中，所述奥氏体钢板，按照质量百分比计，优选包括以下组分：C：0.8～1.10％、Si：0.30～1.60％、Mn：9.5～18.0％，Cr：0～2.0％，余量为铁以及不可避免的杂质；更优选为包括以下组分：C：1.05％、Si：0.35％、Mn：12.50％，Cr：0.1％，余量为铁以及不可避免的杂质。在本专利技术中，所述马氏体钢板的总厚度与所述奥氏体钢板的总厚度比优选为(1.5～3.5)：1，更优选为2:1。在本专利技术中，所述马氏体钢板的单层厚度优选为毫米级(1～10mm)、厘米级(1～10cm)或分米级(1～10dm)，更优选为毫米级；所述奥氏体钢板的单层厚度优选为毫米级(1～10mm)、厘米级(1～10cm)或分米级(1～10dm)，更优选为毫米级。在本专利技术中，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合马氏体钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；/n所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合马氏体钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将马氏体钢和奥氏体钢复合，得到所述复合马氏体钢；
所述马氏体钢与所述奥氏体钢的质量比为(1～5):1。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述马氏体钢为马氏体钢板，所述奥氏体钢为奥氏体钢板时，所述复合的过程为：
将所述马氏体钢板与所述奥氏体钢板进行层叠设置，得到初始板材；
将所述初始板材依次进行热变形和回火处理，得到所述复合马氏体钢。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述马氏体钢板的总厚度与所述奥氏体钢板的总厚度比为(1.5～3.5)：1。


4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，进行所述热变形前，还包括将所述初始板材加热至1150～1250℃，并保温0.5～2h；
所述热变形后，初始板材的总变形量≥30％，终止的变形温度≥1050℃；
所述回火处理的温度为150～280℃，所述回火处理的时间为30～120min。


5.如权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述马氏体钢板，按照质量百分比计，包括以下组分：
C：0.05～0.40％、Si：0.5～2.0％、Mn：0.40～0.80％、Cr：0.80～1.30％、Ni：0～2.0％，Mo：0～1.0％，Al：0.05～2.0％，V：0～0.2％，余量为铁以及不可避免的杂质；
所述奥氏体钢板，按照质量百分比计，包括以下组分：
C：0.8～1.10％、Si：0.30～1.60％、Mn：9.5～18.0％，Cr：0～2.0％，余量为铁以及不可避...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志南，张福成，姜锋，李靖宇，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13