【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新材料和先进制造，特别是涉及一种增材制造的超高强度钢及其制备方法。
技术介绍
1、超高强度钢具有优异的强韧性，广泛应用于航空航天领域的结构零件中。但超高的强度难以塑性成型，另外，合金元素含量较高，传统熔炼方法容易产生宏观元素偏析，影响产品质量的稳定性。而近净成形的增材制造技术在复杂形状设计方面具有较大的优势，避免了高强度钢塑性成型差的问题，并且金属增材制造具有快速凝固的特点，可以消除宏观偏析，可以使元素偏析缩小到微观尺度，对力学性能可能带来积极的效应，因此，增材制造技术在制备复杂形状的超高强度钢方面有着巨大的潜在应用价值。
2、目前，相关技术例如增材制造的m54和a340等二次硬化钢，力学性能较差，屈服强度不到1500mpa，抗拉强度在2000mpa以下，极大地限制了增材制造技术在超高强度钢领域中的应用。因此，有必要开发增材制造的高性能超高强度钢。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供能够一种兼具高强度和高韧性的增材制造的超高强度钢及其制备方法。
2、本申请的一个方面，提供了一种增材制造的超高强度钢，由以下组分构成：
3、0.4质量％≤c≤0.43质量％，11.5质量％≤ni≤12.5质量％，9.5质量％≤co≤10.5质量％，1.45质量％≤mo≤1.55质量％，0.95质量％≤cr≤1.1质量％，0.95质量％≤w≤1.1质量％，0.3质量％≤v≤0.35质量％，0.04质量％≤nb≤0.05质量％，余量为fe和不可避免的杂质。p>
4、在其中一些实施方式中，所述超高强度钢包括基体相、析出相和韧化相，所述基体相为马氏体，所述韧化相为残余奥氏体或逆转变奥氏体，所述析出相主成分为碳化物。
5、在其中一些实施方式中，所述韧化相的体积分数为10％～14％。
6、在其中一些实施方式中，所述析出相的平均尺寸为5nm～20nm。
7、在其中一些实施方式中，所述析出相主成分为含w、mo、cr和v的碳化物。
8、在其中一些实施方式中，所述超高强度钢满足以下特征(1)～(3)中的一种或多种：
9、(1)23±5℃下的屈服强度为至少1900mpa，可选为1900mpa～2300mpa；
10、(2)23±5℃下的抗拉强度为至少2300mpa，可选为2300mpa～2500mpa；
11、(3)23±5℃下的延伸率为至少7％，可选为7％～12％。
12、本申请的又一个方面，提供了一种增材制造的超高强度钢的制备方法，包括以下步骤：
13、按照各组分的规定含量确定元素配比，提供符合元素配比的合金粉末；
14、设计三维模型、设定激光增材制造过程中的实体参数并按照所述实体参数对所述三维模型进行赋值；
15、将所述合金粉末装入3d打印机中并按照赋值参数进行激光增材制造得到实体材料；
16、对所述实体材料进行热处理。
17、在其中一些实施方式中，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃深冷处理30min以上、180℃～200℃保温第一次回火处理25min～35min以及400℃～500℃保温第二次回火处理8min～12min。
18、在其中一些实施方式中，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃第一次深冷处理30min以上、520℃～550℃保温第一次回火处理1.8h～2h、520℃～550℃保温第二次回火处理2h～4h、-160℃～-200℃第二次深冷处理30min以上以及180℃～200℃保温第三次回火处理25min～35min。
19、在其中一些实施方式中，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃第一次深冷处理30min以上、520℃～550℃保温第一次回火处理1.8h～2h、-160℃～-200℃第二次深冷处理30min以上以及520℃～550℃保温第二次回火处理3.5h～4.5h。
20、与现有技术相比，本申请至少包括以下有益效果：
21、本申请提供的超高强度钢为特别针对增材制造的技术特点开发的合金成分，特别适合在增材制造后结合热处理工艺，在马氏体基体中获得弥散析出相，同时保留适量的残余奥氏体或形成适量的逆转变奥氏体作为韧化相，韧化相具有较高的机械稳定性，不仅不明显损害屈服强度，而且可以显著降低合金的脆性，保持较好的塑性和韧性，从而实现钢材强度、塑性和韧性的良好匹配。
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1.一种增材制造的超高强度钢，其特征在于，由以下组分构成：
2.根据权利要求1所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢包括基体相、析出相和韧化相，所述基体相为马氏体，所述韧化相为残余奥氏体或逆转变奥氏体，所述析出相主成分为碳化物。
3.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述韧化相的体积分数为10％～14％。
4.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述析出相的平均尺寸为5nm～20nm。
5.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述析出相主成分为含W、Mo、Cr和V的碳化物。
6.根据权利要求1所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，满足以下特征(1)～(3)中的一种或多种：
7.一种权利要求1～6任一项所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃深冷处理30min以上、180℃
9.根据权利要求7所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃第一次深冷处理30min以上、520℃～550℃保温第一次回火处理1.8h～2h、520℃～550℃保温第二次回火处理2h～4h、-160℃～-200℃第二次深冷处理30min以上以及180℃～200℃保温第三次回火处理25min～35min。
10.根据权利要求7所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括对所述实体材料依次进行-160℃～-200℃第一次深冷处理30min以上、520℃～550℃保温第一次回火处理1.8h～2h、-160℃～-200℃第二次深冷处理30min以上以及520℃～550℃保温第二次回火处理3.5h～4.5h。
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造的超高强度钢，其特征在于，由以下组分构成：
2.根据权利要求1所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢包括基体相、析出相和韧化相，所述基体相为马氏体，所述韧化相为残余奥氏体或逆转变奥氏体，所述析出相主成分为碳化物。
3.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述韧化相的体积分数为10％～14％。
4.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述析出相的平均尺寸为5nm～20nm。
5.根据权利要求2所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，所述析出相主成分为含w、mo、cr和v的碳化物。
6.根据权利要求1所述的增材制造的超高强度钢，其特征在于，满足以下特征(1)～(3)中的一种或多种：
7.一种权利要求1～6任一项所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的增材制造的超高强度钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包...
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