耐蚀低密度钢及其制备方法技术

本申请提供一种耐蚀低密度钢及其制备方法。耐蚀低密度钢，以质量百分比计算，包括：C1.4%

【技术实现步骤摘要】
耐蚀低密度钢及其制备方法


[0001]本申请涉及新材料领域，尤其涉及一种耐蚀低密度钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了实现碳减排
‑
碳达峰的目标，装备（尤其是汽车）的轻量化，已经成为一种趋势。Fe
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Mn
‑
Al
‑
C系高强钢因其超高强度和低密度的特性成为一种装备轻量化的潜在材料。然而本材料较差的耐蚀性和韧性限制了该材料的广泛应用。节能降耗将会是可持续发展战略的要求，有效解决该材料的耐蚀性和韧性，将有助于提升该材料的推广应用。
[0003]因此，研究适用于装备轻量化的耐蚀低密度钢非常必要。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种耐蚀低密度钢及其制备方法，以解决上述问题。
[0005]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：一种耐蚀低密度钢，以质量百分比计算，包括：C1.4%
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1.8%、Mn20%
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26%、Al8%
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13%、Cr1.0%
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4.5%、Ni1.5%
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4.5%、Mo0.5%
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2.5%、S≤0.02%和P≤0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0006]优选地，所述耐蚀低密度钢，以质量百分比计算，包括：C1.6%
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1.7%、Mn21%
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24%、Al10%
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12%、Cr2.0%
‑
3.5%、Ni2%
‑
4%、Mo1%
‑
2%、S≤0.02%和P≤0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0007]优选地，所述耐蚀低密度钢的密度为6.2g/cm3‑
6.8g/cm3，屈服强度为1100MPa
‑
1200MPa，抗拉强度为1200MPa
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1400MPa，延伸率为20%
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25%。
[0008]本申请还提供一种所述的耐蚀低密度钢的制备方法，包括：将原料在真空感应炉进行熔化冶炼，得到铸锭；将所述铸锭进行锻造、热处理、轧制处理，得到所述耐蚀低密度钢。
[0009]优选地，所述熔化冶炼的温度为1580℃
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1650℃。
[0010]优选地，所述热处理的温度为1150℃
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1200℃，保温时间为100min
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150min。
[0011]优选地，所述轧制处理的开轧温度为1080℃
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1100℃，终轧温度为950℃
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980℃，轧制下压量为70%
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85%。
[0012]优选地，所述轧制处理之后还包括：水冷和保温处理。
[0013]优选地，所述保温处理包括第一保温和第二保温；所述第一保温的温度为800℃
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900℃，保温时间为4h
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6h，保温结束后水冷至室温；所述第二保温的温度为550℃
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600℃，保温时间为2h
‑
4h，保温结束后水冷至室温。
[0014]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：本申请提供的耐蚀低密度钢，通过C、Mn、Al、Cr、Ni、Mo及其用量的配合以及控制S和P的含量，获得低密度、耐腐蚀、韧性强的钢材；其中：
C
‑ꢀ
Mn
‑
Al
‑
Fe作为基础成分存在；Al是钢材轻量化的主要元素，可以显著降低钢材的密度；还可与钢中的C等元素生成碳化物，提高材料的强度和韧性；此外，Al可以促进钢材表面氧化铝的生成，形成致密的氧化铝薄膜，并提高材料的耐蚀性能；Cr是提升材料耐蚀性能的重要元素，可有效提升材料的腐蚀电位，促进材料表面形成一层致密的氧化膜，提升锈层中α
‑
FeOOH的含量，还可以使锈层具有电负性，有效抑制Cl
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等阴离子的传递，提升材料的耐蚀性能；Mo的添加还可提升基体材料的表面功函数，促进基体腐蚀电位正移，Mo在锈层中均匀分布，提高锈层中α
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FeOOH的含量，降低γ
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FeOOH的含量，提升锈层的保护性，腐蚀过程中还可形成不溶性的MoO2，分布在锈层中，降低锈层中孔隙和裂纹的数量，提升基体的耐蚀性和锈层的致密性；Ni元素的添加，可以在钢中形成碳化物，显著提升钢材的强度；形成细小分散的碳化物，还可显著提升材料的强韧性。腐蚀过程中Ni在内锈层中富集，加强锈层的电负性，使得锈层具有离子选择性，阻碍Cl
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等侵蚀性离子的渗透；当钢中同时添加Cr、Ni和Mo元素时，Mo元素能够促进Cr和Ni元素在锈层中的进一步富集进而提升材料的耐蚀性能。
[0015]本申请提供的耐蚀低密度钢的制备方法，通过将原料进行熔炼，然后经过锻造、热处理、轧制处理，提升钢材的性能。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0017]图1为对比例1和实施例3得到的钢材的微观组织SEM照片；图2为实施例3和对比例1得到的钢材经过15天周浸试验后材料表面的腐蚀形貌。
具体实施方式
[0018]如本文所用之术语：“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0019]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0020]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围
下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0021]在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0022]“质量份”指表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐蚀低密度钢，其特征在于，以质量百分比计算，包括：C1.4%
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1.8%、Mn20%
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26%、Al8%
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13%、Cr1.0%
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4.5%、Ni1.5%
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4.5%、Mo0.5%
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2.5%、S≤0.02%和P≤0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的耐蚀低密度钢，其特征在于，以质量百分比计算，包括：C1.6%
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1.7%、Mn21%
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24%、Al10%
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12%、Cr2.0%
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3.5%、Ni2%
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4%、Mo1%
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2%、S≤0.02%和P≤0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的耐蚀低密度钢，其特征在于，所述耐蚀低密度钢的密度为6.2g/cm3‑
6.8g/cm3，屈服强度为1100MPa
‑
1200MPa，抗拉强度为1200MPa
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1400MPa，延伸率为20%
‑
25%。4.一种权利要求1
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3任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，李晓刚，程学群，刘智勇，吴伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：