一种高锰中铝奥氏体钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高锰中铝奥氏体钢及其制备方法，属于合金钢技术领域，解决了现有技术中疏浚管用耐冲蚀钢的耐冲蚀性能和韧塑性不能同时兼顾的问题。高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.8％～1.5％；Mn：10.0％～18.0％；Al：3.0％～6.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术的高锰中铝奥氏体钢的组织为均一奥氏体组织，本发明专利技术的钢具有较高的屈服强度和优异的塑韧性，具有优异的抗海水砂浆冲蚀性。浆冲蚀性。浆冲蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种高锰中铝奥氏体钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金钢
，特别涉及一种具有优异抗海水砂浆冲蚀性能的高锰中铝奥氏体钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了合理规划利用海岸线优势往往需要对自然地貌进行改造，疏浚工程是其中重要的一个部分，我国现有输送管道材料在严苛工况条件下，磨蚀失效非常严重，现大量使用的碳钢Q235B和Q355B在淤泥、细砂等介质条件下寿命约为1～2年，而在含较多种粗砂、珊瑚岩等介质条件下一般不超过9个月管体就会被磨穿。管道的严重磨损不仅降低了疏浚作业的安全性，也增加了管路更换和维修的费用，造成整船的停工，带来较大的经济损失。因此，突破高耐磨蚀管道材料的技术瓶颈具有十分重要的意义。近年来，国内开发了疏浚管道用高硬度马氏体耐磨钢，其耐冲蚀性能较Q235B和Q355B钢有明显提升，但塑韧性较差，加工成型难度大，例如近几年公开的高硬度(500HB、550HB、600HB)浆体疏浚管用耐蚀钢板及其生产方法(专利公开号：CN201710383618.4、CN108950422A、CN108950421A)，其屈服强度达到1200MPa以上，但是其制管成型困难且制管后内应力很大，导致管道在服役过程中开裂倾向较大，带来严重隐患。

技术实现思路

[0003]鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种具有优异抗海水砂浆冲蚀性能的高锰中铝奥氏体钢及其制备方法，用于解决以下技术问题：现有的疏浚管用耐蚀钢的耐蚀性能和韧塑性不能同时兼顾。
[0004]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供了一种高锰中铝奥氏体钢，高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.8％～1.5％；Mn：10.0％～18.0％；Al：3.0％～6.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0006]进一步的，高锰中铝奥氏体钢的组分中，还包括：V：0.02％～0.3％。
[0007]进一步的，高锰中铝奥氏体钢的组分中，还添加选自下列元素中的一种或几种，以质量百分比计，包括：Ni：0.1％～3.0％；Mo：0.05％～0.6％；Si：0.05％～2％；B：0.0005％～0.005％；Nb：0.02％～0.1％；Ti：0.05％～0.25％；Cu：0.20％～2.0％；N：0.002％～0.50％；RE：0.002％～0.10％；Ca：0.005％～0.03％。
[0008]进一步的，高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.9％～1.4％；Mn：11.0％～17.0％；Al：3.0％～5.5％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0009]本专利技术还提供了一种高锰中铝奥氏体钢的制备方法，用于制备上述高锰中铝奥氏体钢，包括：
[0010]步骤1、冶炼、浇注得到铸坯或铸锭；
[0011]步骤2、将铸坯或铸锭锻造成锻坯，并对锻坯进行高温均质化处理后进行轧制，轧
后快速冷却至400℃以下后空冷，最终获得成品钢板。
[0012]进一步的，步骤2中，高温均质化处理的步骤包括：在加热炉中将铸坯或铸锭加热至1100～1200℃，并在1100～1200℃保持1h以上。
[0013]进一步的，步骤2中，轧制的终轧温度750～1000℃。
[0014]进一步的，步骤2中，轧制包括多道次轧制。
[0015]进一步的，步骤2中，每道次压下量为10％～50％。
[0016]进一步的，步骤2中，成品钢板的组织为均一奥氏体组织。
[0017]与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0018]a)本专利技术的钢采用高碳高锰和添加铝元素设计，并结合合适的热轧工艺，使得本专利技术的钢的组织为单一奥氏体组织，本专利技术的钢具有较高的屈服强度和优异的塑韧性，具有优异的抗海水砂浆冲蚀性，在保证钢板抗海水砂浆冲蚀性的同时，淬火后组织内部高密度位错互相缠结塞积，以位错强化为主，确保了钢板优异的塑韧性。
[0019]b)本专利技术的钢的力学性能如下：室温屈服强度≥530MPa(例如530～880MPa)，抗拉强度≥980MPa(例如987～1165MPa)，延伸率≥35％(例如35％～51％)，
‑
20℃夏比冲击功KV2≥200J(例如200～295J)，硬度≥240HB(例如242～315HB)。
[0020]c)本专利技术的钢还具有密度较低的优点，密度＜7.3g/cm3，有助于装备轻量化和节能降耗。
[0021]d)本专利技术的钢的制备方法简单，具有大规模推广应用的前景。
[0022]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0023]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0024]图1为本专利技术的实施例1的钢板的微观组织图；
[0025]图2为本专利技术的实施例2的钢板的微观组织图；
[0026]图3为本专利技术的实施例3的钢板的微观组织图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本专利技术一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。
[0028]本专利技术提供了一种高锰中铝奥氏体钢，高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.8％～1.5％；Mn：10.0％～18.0％；Al：3.0％～6.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0029]具体的，由于Mn会恶化耐蚀性能，所以在规定范围内Al含量需要根据Mn含量提高而适当提高。
[0030]以下对本专利技术中所含组分的作用及用量选择作具体说明：
[0031]碳：C可以增加奥氏体稳定性，更易得到全奥氏体组织；C具有较强的固溶强化效
应，提高钢的强度和硬度；但过高的C含量易导致大量碳化物生成，影响塑韧性。本专利技术中考虑到低于0.8％时可能会导致得不到全奥氏体组织，大于1.5％时会导致碳化物大量析出；因此，本专利技术控制钢中C含量范围为0.8％～1.5％。
[0032]锰：Mn为扩大奥氏体相区元素，有利于形成单一奥氏体组织；适当的Mn含量可以使奥氏体的层错能处于合理区间，获得较大钢的加工硬化能力和韧塑性。本专利技术中考虑到小于10％时可能无法得到全奥氏体组织且韧塑性较低，大于18％之后则层错能过高，降低钢的加工硬化能力；因此，本专利技术控制Mn含量范围为10.0％～18.0％。
[0033]铝：Al为本专利技术钢的关键合金元素。可提高钢材耐海水腐蚀性能，并在一定程度上抑制热轧过程中碳化物的析出，从而可在较低温度下对钢材进行轧制而不析出碳化物，有利于细化晶粒和提高屈服强度；Al还可以降低钢的密度，有助于装备轻量化。但过量的Al会大幅增加奥氏体层错能，减弱其加工硬化能力，不利于耐磨性提高，所以本专利技术钢中铝含量范围为3.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高锰中铝奥氏体钢，其特征在于，所述高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.8％～1.5％；Mn：10.0％～18.0％；Al：3.0％～6.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高锰中铝奥氏体钢，其特征在于，所述高锰中铝奥氏体钢的组分中，还包括：V：0.02％～0.3％。3.根据权利要求1所述的高锰中铝奥氏体钢，其特征在于，所述高锰中铝奥氏体钢的组分中，还添加选自下列元素中的一种或几种，以质量百分比计，包括：Ni：0.1％～3.0％；Mo：0.05％～0.6％；Si：0.05％～2％；B：0.0005％～0.005％；Nb：0.02％～0.1％；Ti：0.05％～0.25％；Cu：0.20％～2.0％；N：0.002％～0.50％；RE：0.002％～0.10％；Ca：0.005％～0.03％。4.根据权利要求1所述的高锰中铝奥氏体钢，其特征在于，所述高锰中铝奥氏体钢的组分以质量百分比计包括：C：0.9％～1.4％；Mn：11.0％～17.0％；Al：3.0％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新军，王孟虎，梁小凯，童帅，贾书君，刘清友，
申请(专利权)人：中联先进钢铁材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：