【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料，具体涉及一种高温高强塑性铁素体马氏体钢及其制备方法。
技术介绍
1、铁素体马氏体钢具有高热导率，高的高温力学性能和较低的热膨胀系数，在发电厂、先进核能及高温应用领域具有很好的应用前景。同时，还具有较好的抗辐照肿胀和脆化性能，是核聚变堆及核裂变堆的候选结构材料之一。但相对第ⅳ代核反应堆更加严苛的服役环境而言，其高温强度及抗辐照性能仍有待进一步提高。
2、对于铁素体马氏体钢而言，提高其强度可以通过添加合金元素的固溶强化、添加第二相颗粒如氧化物或碳化物的弥散强化或晶粒细化的细晶强化等方式来实现。其中，固溶强化和弥散强化需要通过额外添加元素或第二相来实现，而晶粒细化则不需要。通过严重塑性变形将晶粒尺寸细化到纳米晶或超细晶尺度是常见的金属材料强化策略之一。但由于强度-塑性之间的平衡关系，严重塑性变形所带来的高强度势必会降低金属材料的塑性，从而难以在工程上实际应用。
3、例如专利技术专利cn113528979a公开的一种新型rafm钢及其热处理工艺，该专利通过调控热处理工艺，获得了室温及高温强度优异的铁素体马氏体钢。然而该钢在高温下的强度较高，但塑性相对较低，因而其高温强塑性匹配有待进一步提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高温高强塑性铁素体马氏体钢及其制备方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、作为本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种高温高强塑性铁素体马氏体
4、(1)将钢锭经热处理获得原始铁素体马氏体钢；
5、(2)将步骤(1)得到的原始铁素体马氏体钢在不高于50℃的温度下进行冷塑性变形加工得到纳米晶或超细晶铁素体马氏体钢；
6、(3)将步骤(2)得到的纳米晶或超细晶铁素体马氏体钢进行退火处理，得到高温高强塑性铁素体马氏体钢。
7、作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤(1)具体为，先将钢锭在1100℃均匀化3小时后锻造得到钢坯，锻造变形比为5：1；再将锻造后的钢坯放入1100℃的加热炉中保温1小时后开轧，变形量为50％；随后将开轧后的钢坯放入800℃加热炉中保温1小时后轧制，变形量为30％，轧制2道次，再将轧制后的钢坯在980-1050℃保温0.5-1.5小时后于水中淬火，最后在650-760℃保温0.5-3小时后空冷，获得原始铁素体马氏体钢。
8、作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤(2)具体为，所述冷塑性变形加工为旋锻、轧制、锻造或挤压中的一种或多种，加工总应变量≥1。
9、作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤(3)具体为，将步骤(1)得到的纳米晶或超细晶铁素体马氏体钢在200-500℃保护性气氛中退火0.5-10小时。
10、作为本专利技术的进一步优化方案，所述保护性气氛为氮气或氩气中的一种或多种。
11、作为本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种根据上述任一所述的制备方法制备得到的高温高强塑性铁素体马氏体钢。
12、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高温高强塑性铁素体马氏体钢由以下质量百分比的成分组成：0.08-0.14％c、8-12％cr、1.0-2.0％w、0-1.5％si、0.3-0.8％mn、0.1-0.3％v、0.1-0.3％ta、0-0.03％zr，余量为fe。
13、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高温高强塑性是指在550℃下，铁素体马氏体钢的抗拉强度为699-860mpa，总延伸率为23-31％。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、本专利技术在低温下对得到的原始铁素体马氏体钢进行冷塑性变形加工，获得具有大量预制位错的纳米晶或超细晶铁素体马氏体钢。随后，通过控制热处理工艺来控制位错行为，使预制的大量位错演变为位错胞结构或亚晶等亚结构，此类亚结构尺寸小于200nm，且具有良好的高温稳定，从而使本专利技术的铁素体马氏体钢在高温下(550℃)兼顾高强度和塑性。
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1.一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为，先将钢锭在1100℃均匀化3小时后锻造得到钢坯，锻造变形比为5：1；再将锻造后的钢坯放入1100℃的加热炉中保温1小时后开轧，变形量为50％；随后将开轧后的钢坯放入800℃加热炉中保温1小时后轧制，变形量为30％，轧制2道次，再将轧制后的钢坯在980-1050℃保温0.5-1.5小时后于水中淬火，最后在650-760℃保温0.5-3小时后空冷，获得原始铁素体马氏体钢。
3.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为，所述冷塑性变形加工为旋锻、轧制、锻造或挤压中的一种或多种，加工总应变量≥1。
4.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为，将步骤(1)得到的纳米晶或超细晶铁素体马氏体钢在200-500℃保护性气氛中退火0.5-10小时。
5.根据权利要求4所述
6.一种根据权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的高温高强塑性铁素体马氏体钢。
7.根据权利要求6所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢，其特征在于：所述高温高强塑性铁素体马氏体钢由以下质量百分比的成分组成：0.08-0.14％C、8-12％Cr、1.0-2.0％W、0-1.5％Si、0.3-0.8％Mn、0.1-0.3％V、0.1-0.3％Ta、0-0.03％Zr，余量为Fe。
8.根据权利要求6所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢，其特征在于：所述高温高强塑性是指在550℃下，铁素体马氏体钢的抗拉强度为699-860MPa，总延伸率为23-31％。
...【技术特征摘要】
1.一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为，先将钢锭在1100℃均匀化3小时后锻造得到钢坯，锻造变形比为5：1；再将锻造后的钢坯放入1100℃的加热炉中保温1小时后开轧，变形量为50％；随后将开轧后的钢坯放入800℃加热炉中保温1小时后轧制，变形量为30％，轧制2道次，再将轧制后的钢坯在980-1050℃保温0.5-1.5小时后于水中淬火，最后在650-760℃保温0.5-3小时后空冷，获得原始铁素体马氏体钢。
3.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为，所述冷塑性变形加工为旋锻、轧制、锻造或挤压中的一种或多种，加工总应变量≥1。
4.根据权利要求1所述的一种高温高强塑性铁素体马氏体钢的制备方法，其特征在于：所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广杰，谢卓明，杨俊峰，张临超，吴学邦，王先平，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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