一种双重转变贝氏体钢的制备方法技术

本发明专利技术公开一种双重转变贝氏体钢的制备方法，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；用于制备所述贝氏体钢主要合金组分包括：C:0.1～1.8wt％、Cr:0.6～3wt％、Mn:1.0～6wt％、Al：0.01～3.0wt％、Si：0.01～3.0wt％、Zn:0～5.0wt％、Ni:0～5.0wt％、Mo:0～2.0wt％、Cu:0～2.0wt％、V:0～5.0wt％、W:0～5.0wt％、B:0～0.5wt％、N:0～0.5wt％，余量为Fe。本发明专利技术把常规工艺中通过贝氏体淬火低温获取组织、稳定组织放在回火工艺中，倒置过来实施，奥氏体后孕育期到高温扩散获取组织，低温切变细化稳定，回火再次稳定组织的同时，将过饱和的碳原子从高温到低温进行扩散和配分，组织的稳定时间缩短几倍甚至几十倍，强化效应和韧化效应提高20～300％。～300％。～300％。

【技术实现步骤摘要】
一种双重转变贝氏体钢的制备方法


[0001]本专利技术属于本专利技术涉及金属材料加工技术应用领域，具体涉及一种双重转变贝氏体钢的制备方法。

技术介绍

[0002]超级贝氏体稳定钢广泛应用于结构钢和耐磨钢。结构钢需要高强和高韧还对碳当量有要求；耐磨钢需要高强，韧性其次，碳当量有要求但不严格。贝氏体分上贝氏体、下贝氏体和无碳化物贝氏体，获取贝氏体温度区域较窄，工艺时间长，获取组织基本上在下贝氏体区域，上贝氏体区域获取韧性差。贝氏体钢的稳定性上，清华与西工大从80年代至今总结出大量失败裂纹与成功案例，清华空冷与锰硼系贝氏体钢，西北工业大学的准贝氏体钢，英国剑桥09 年超级贝氏体等板条宽度厚度平均为20nm左右，贝氏体钢的发展备受关注。
[0003]我国是普钢的生产大国，工业大批量生产技术与国外高强钢技术还有差异。以贝氏体钢为例，89年清华大学专利号申请号：89109594.2空冷高淬透性贝氏体/马氏体复相钢碳 0.04～1.2％、锰2.1～3.5％、高硅0.1～6.0％％、高钨0.001～2.0％％、高钒0.001～0.3％％等空冷到室温工艺，获取贝马复相组织，率先打通便于生产掌控的高锰和空冷技术。
[0004]95年西北工业大学专利准贝氏体钢，申请号：95113726.3，公开(公告)号1172171A，碳 0.04～1.2％、锰1.0～3.5％、高铝0～2.8％％、高硅0～2.8％％、高钨0～1.2％％，其它元素都包含。空冷获取。在2009年金属学报，王六定、朱明等在第45卷第三期202～295页发表低合金超高强度钢亚结构超细化对韧性的影响，性能做到0.2碳强度1400兆帕，V型冲击功200J左右，采用控冷低温等温工艺，在300～500℃等温获取板条范围55～100nm，领先于国际技术。
[0005]09年英国剑桥和英国国防部专利CN102112644A利用碳0.6％～1.1％、硅1.5％～2.0％、锰0.5％～1.8％等合金组分，在低温条件下快冷，在190～250℃等温获取20～40nm的板条贝氏体与薄膜状残余奥氏体。此专利采用快冷和等温1～3周，低温等温获取采用低锰获取贝氏体时间8小时，板条宽度领先国际水平。
[0006]中国清华大学方鸿生主要通过空冷直接冷却到室温获取贝马复相组织，西北工业大学康沫狂的准贝氏体以控冷低温段加等温获取无碳化物贝氏体。贝氏体钢分上贝氏体、下贝氏体和无碳化物贝氏体，但在贝氏体钢的工程技术应用缓慢，原因在于易出现断裂，质量不稳定，
[0007]目前大家认知贝氏体钢，上贝氏体强度高、韧性差，无碳化物贝氏体在高温到室温片状奥氏体无法保证不转转变的可能，无碳化物在高温形成的组织却只能在低温段获取。
[0008]贝氏体组织既有高温扩散又有低温切变双重特征转变机制，目前高温扩散转变一直被忽略，都是在下贝氏体区低温切变获取组织。高温区扩散只是过渡，下贝氏体区域温度较低等温完全转变所需时间久，且不彻底，等温过程中少则小时多则几个月才能获取稳定的贝氏体组织，强化效应和韧化效应低。

技术实现思路

[0009]鉴于此，本专利技术目的在于提供一种贝氏体高温扩散低温切变双重相变机制转变，短时间获取稳定的贝氏体钢制备方法。
[0010]专利技术人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是，提供一种双重转变贝氏体钢的制备方法，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；
[0011]用于制备所述贝氏体钢主要合金组分按质量百分比计，包括：C:0.1～1.8wt％、 Cr:0.6～3wt％、Mn:1.0～6wt％、Al：0.01～3.0wt％、Si：0.01～3.0wt％、Zn:0～5.0wt％、Ni:0～5.0wt％、 Mo:0～2.0wt％、Cu:0～2.0wt％、V:0～5.0wt％、W:0～5.0wt％、B:0～0.5wt％、N:0～0.5wt％，余量为Fe。
[0012]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述用于制备所述贝氏体钢的附加合金组分按质量百分比计，还包括Nb:0～1.0wt％、Re:0～1.0wt％、Ti:0～1.0wt％、 Ca:0～0.5wt％、Co:0～0.5wt％、Ce:0～0.5wt％、Zr:0～0.5wt％、Sb:0～0.5wt％、Bi:0～0.5wt％、 Sn:0～0.5wt％、Ga:0～0.5wt％、Mg:0～0.5wt％。
[0013]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤S1)成型工序：冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品组织为珠光体或索氏体或屈氏体组织。
[0014]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤S2)双重转变正火工序：
[0015]S21：加热到单一奥氏体区700～1150℃保温；保温时间根据工件厚度计算，1～3min/xd， xd为工件厚度，单位mm；
[0016]S22：保温结束后，采用空冷或加速冷却到MS点以上温度区等温；等温后冷却到室温，或等温后升温进入淬火工序。
[0017]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤3)淬火工序：
[0018]S31：通过加热到单一奥氏体区700～1150℃保温；
[0019]S32：保温结束后，采用空冷或慢冷或加速冷速或降温过程中的一温度点等温后到Bs点，孕育组织避免珠光体出现；
[0020]S33：从Bs点以上150℃慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过上贝区域，获取近平行组织；
[0021]S34：从下贝氏体起点慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过MS点到室温，细化和稳定组织；
[0022]S35：从室温再升到200～650℃之间的任一温度等温后保温回火一次或多次处理，再次稳定组织。
[0023]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述步骤S33替换为：从Bs 点处慢冷或空冷到550～200℃任何一个温度点等温，等温后再提升到200～650℃间任何一个温度点等温，等温后空冷到室温。
[0024]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述合金组分中，Al、Si总和占比在1％以下；获取主要组织大致平行含碳化物贝氏体，含有少量残奥。
[0025]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述合金组分中，Al、Si总和占比在1％以上；获取主要组织大致平行为无碳化物贝氏体，含少量的碳化物。
[0026]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述方法省略双重转变正火工序，冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品后，直接进入淬火工序。
[0027]根据本专利技术双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述淬火工序温度上贝偏下为起点下压到Ms点以下还可以获取含碳化物的贝马复相组织钢和无碳化物的贝马复相钢。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；用于制备所述贝氏体钢主要合金组分按质量百分比计，包括：C:0.1～1.8wt％、Cr:0.6～3wt％、Mn:1.0～6.0wt％、Al：0.01～3.0wt％、Si：0.01～3.0wt％、Zn:0～5.0wt％、Ni:0～5.0wt％、Mo:0～2.0wt％、Cu:0～2.0wt％、V:0～5.0wt％、W:0～5.0wt％、B:0～0.5wt％、N:0～0.5wt％、P:0～0.5wt％，S:0～0.05wt％余量为Fe。2.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述用于制备所述贝氏体钢附加合金组分按质量百分比计，还包括Nb:0～1.0wt％、Re:0～1.0wt％、Ti:0～1.0wt％、Ca:0～0.5wt％、Co:0～0.5wt％、Ce:0～0.5wt％、Sb:0～0.5wt％、Bi:0～0.5wt％、Sn:0～0.5wt％、Ga:0～0.5wt％、Mg:0～0.5wt％。3.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述贝氏体钢的制备包括步骤S1)成型工序：冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品组织为珠光体或索氏体或屈氏体组织。4.根据权利要求1、2或3所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述贝氏体钢的制备包括步骤S2)双重转变正火工序：S21：加热到单一奥氏体区700～1150℃保温；S22：保温结束后，采用空冷或加速冷却到MS点以上温度区等温；等温后冷却到室温，或等温后升温进入淬火工序。5.根据权利要求1所述的双重转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，朱明，杨春娥，
申请(专利权)人：刘鑫，
类型：发明
国别省市：