【技术实现步骤摘要】
无钴钢、制备方法及应用
[0001]本申请涉及钢材
,特别是涉及一种无钴钢及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]超高强度钢一般是指强度高于1500MPa的钢,广泛应用于飞机起落架、火箭发动机外壳、高压容器、高强度螺栓等领域。传统超高强度钢大多采用单一的高强度马氏体或贝氏体为基体,通过时效析出单一种类的析出相进行强化制备得到时效钢。虽然单一的钢材往往很难兼顾多种力学性能,限制了材料强塑性的进一步提高,但若奥氏体转变不完全往往容易造成材料疲劳失效,因此大部分超高强度钢仍为马氏体时效钢。此外,传统技术中还通过引入Co、Ti等强化马氏体性能。
[0003]随着技术的进步和应用领域的深入,航空航天、交通运输、先进能源、国防建设等重要领域对钢材的性能提出更高的要求,不仅需要具备较高的屈服强度,还需要具有优异的断裂韧性、塑性、疲劳强度、耐腐蚀性甚至较低的原料和工艺成本等以保障服役安全和能源安全。因此,开发兼具抗拉强度、屈服强度、断裂韧性且成本较低的钢材具有重要意义。
技术实现思路
[0004]基于此,本申请的目的包括提供一种无钴钢,避免添加Co而通过精细设定Al、Ni、Cr和Mo等元素的比例,得到具有优异力学性能的钢材,还提供一种无钴钢的制备方法,以及无钴钢的应用。
[0005]本申请的第一方面,提供一种无钴钢,按照质量百分比,包含:1%~10%的Cr,5%~17%的Ni,0.5%~5%的Al,0.25%~2%的Mo,0%~2%的Mn、0%~0.2%的Nb、0.01%~0.2%的C,余量 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无钴钢,其特征在于,按照质量百分比,包含:1%~10%的Cr,5%~17%的Ni,0.5%~5%的Al,0.25%~2%的Mo,0%~2%的Mn、0%~0.2%的Nb、0.01%~0.2%的C,余量的Fe。2.根据权利要求1所述的无钴钢,其特征在于,所述的无钴钢具有马氏体和奥氏体两种相结构,且按照质量百分比,包含:1%~10%的Cr,5%~17%的Ni,0.5%~5%的Al,0.25%~2%的Mo,0%~2%的Mn、0%~0.2%的Nb、0.01%~0.2%的C,余量的Fe。3.根据权利要求2所述的无钴钢,其特征在于,所述的无钴钢包括马氏体基体,以及分散于所述马氏体基体中的共格NiAl相以及半共格碳化物相,所述的半共格碳化物相可以选自(Mo,Cr)2C相、Cr2C相、NbC相中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的无钴钢,其特征在于,满足如下特征中的至少一个:所述共格NiAl相具有B2型结构;所述共格NiAl相的等效半径为0.5~4nm;所述共格NiAl相在所述的无钴钢中的体积比为4%~10%;所述共格NiAl相在所述的无钴钢中的数密度为2
×
10
24
/m3~5
×
10
24
/m3;至少一部分所述共格NiAl相的一端分布有Mn。5.根据权利要求4所述的无钴钢,其特征在于,当所述的半共格碳化物相包含(Mo,Cr)2C相,满足如下特征中的至少一个:所述半共格(Mo,Cr)2C相具有HCP型结构;所述半共格(Mo,Cr)2C相的等效半径为0.1~2.5nm;至少一部分所述半共格(Mo,Cr)2C相的长轴相对于所述马氏体基体的{100}晶面方向的偏差不超过2
°
;所述半共格(Mo,Cr)2C相在所述的无钴钢中的数密度为4.5
×
10
23
/m3~5.5
×
10
23
/m
23
;所述共格NiAl相和所述半共格(Mo,Cr)2C相的数密度比为(6.5~7.5):1。6.根据权利要求3~5中任一项所述的无钴钢,其特征在于,所述马氏体基体包括纳米孪晶马氏体;所述纳米孪晶马氏体为长条状,且平均宽度为14~15nm。7.根据权利要求2~5中任一项所述的无钴钢,其特征在于,满足如下特征中的至少一个:在所述具有马氏体奥氏体双相的无钴钢中,所述马氏体和所述奥氏体的体积比为(7~20):1;所述奥氏体在所述具有马氏体奥氏体双...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭祥阳,侯硕,周建明,路广遥,赵桂生,申家福,陈帅,丁祥彬,范宜康,庄晓强,
申请(专利权)人:中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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