【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高强度钢制备，特别涉及一种抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢及制备方法。
技术介绍
1、钢铁材料具有高强度与优异塑性，在金属结构材料方面占据主导地位。材料强度大于2.0gpa的超高强钢在突破材料应用上有极为重要的价值，被认为是民用基础设施、机械、交通、航空航天、海洋工程等领域突破性应用的重要材料。随着资源、能源和环境压力的日益增大，开发优异塑韧性的超高强钢越来越受到重视，这是因为在满足相同承重能力的基础上，超高强钢可最大可能地降低材料的使用量，从而实现轻量化的要求。这不仅有助于节能和减少温室气体排放，促进钢铁工业的可持续发展，而且可以有效解决国防领域一系列重点工程建设对高性能钢铁材料的需求。在汽车行业，超高强度钢铁材料已成为许多汽车制造商使用的重要材料，用于生产汽车底盘、车架、车顶和车身等部件，可以提高汽车的安全性能和燃油效率，同时减轻车重，降低碳排放。在航空航天领域，超高强度钢铁材料可以用于制造航空发动机零部件、航空航天结构件和卫星组件等。在能源领域，超高强度钢铁材料可以用于制造涡轮机组件、核反应堆零部件和油气管道等，材料能够承受高压、高温和强腐蚀环境，同时具有良好的韧性和可焊性。总之，超高强度钢铁材料的应用范围广泛，未来还将拥有更广泛的应用前景。然而，超高强度钢塑性低，制备成本高，难以工业化应用等问题，极大限制了超高强钢的应用。
2、公开号为cn 103898299a的中国专利公开了一种低成本2400mpa级纳米贝氏钢的制备方法，该钢合金成分以质量百分比计为：c：0.5～1.0，si：2.0
3、公开号cn110055392a公开了一种抗拉强度＞2500mpa高韧性桥索钢及其制备方法，该钢通过将14mm的盘条带温拉拔至6.9mm，强度可以达到2500mpa，同时扭转次数可以达到20次以上，组织为无碳贝氏体。虽然该钢的强度和韧性优异但拉拔的方法仅适用于小截面尺寸线材样品的制备。
4、公开号cn 113604753a的中国专利公开了一种2700mpa级高塑韧性高耐蚀马氏体时效不锈钢及其制备方法。该超高强钢合金成分以质量百分比计为：cr：11～17，ni：7～9，co：3～6，mo：5～7，ti：0.5～2。该钢是目前专利文献报道中综合力学性能最优的超高强钢，该钢通过富mo的r’相，α-cr相和ni3(ti，mo)纳米相的协同强化实现强度提升，优选成分和工艺的最高强度可达2737mpa，延伸率10.3％，但该优选成分的合金含量高达33.8％，成本极为高昂。同时，该钢通过冷轧制备，冷轧对设备要求极高，工业化生产困难。
5、文章“li junkui，yang zhinan，ma hua，et al.a medium-c martensite steelwith 2.6gpa tensile strength and large ductility[j].scripta materialia,2023,228,115327.”报道了一种高强(抗拉强度：2590mpa)高塑(总延伸率14.5％)马氏体钢及其制备方法，该合金的制备需要在400～600℃进行温轧处理，温轧变形抗力大，对轧制设备要求极高，难以应用于工业化生产。
6、从现有技术检索的结果发现，目前超高强度钢存在塑性差、合金成本过高、制备工艺严苛，难以实现工业化生产等问题，不适合大规模推广应用。与现有技术相比，本专利技术合金成分简单且合金含量低(＜7％)，仅采用工业化生产完全可行的热锻+回火的工艺，可以获得优于上述文献报道的力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢及制备方法，采用热锻+回火的工艺，无需如300m钢等在热锻后进行重新奥氏体化处理，极大的简化了超高强度钢的制备流程，节省制备成本，且热锻+回火的工艺完全工业可行，完全适用于大规模工业化生产。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，包括：
4、s1、将设定配比的合金原料进行冶炼，铸造成铸坯或钢锭；
5、s2、将所述铸坯或钢锭加热至设定温度，保温，对所述铸坯或钢锭在旋转状态下进行多道次锻造成圆形或方形截面的锻坯，冷却至室温；其中，多道次锻造的各道次之间至少进行一次回炉保温处理；
6、s3、对经步骤s2处理的所述锻坯进行低温回火处理，获得抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢。
7、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s1中，所述合金原料的质量百分比为：c：0.5～0.75％，si：0.2～2.5％，mn：0.2～2.0％，cr：0.2～2％，ni：0.3～3％，mo+v+nb：0.4～3％，其余为fe及不可避免的杂质元素。
8、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s2中，将所述铸坯或钢锭加热至950℃～1250℃，保温1～3h。
9、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s2中，多道次锻造的各道次之间进行一次回炉保温处理，回炉保温的时间大于0.5h。
10、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s2中，所述回炉保温后在旋转状态下锻造成圆形或方形截面锻坯的锻造比大于8，多道次锻造后合金组织为层状组织。
11、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s2中，所述锻造获得的圆形或方形截面的锻坯冷却至室温的冷却方式为空冷或者冷速大于空冷的冷却方式，室温组织的马氏体体积分数不低于90％。
12、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述锻造获得的圆形或方形截面的锻坯冷却至室温的冷却方式为风冷、水雾冷却、水冷或液氮冷却。
13、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s2中，所述多道次锻造的终锻温度高于ar3温度、且低于合金动态再结晶温度。
14、如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤s3中，所述回火处理处理为：将所述锻坯在80～300℃保温0.1～120h，消除锻造过程和淬火过程产生的内应力同时析出过饱和的碳与mo、v和nb形成高密度细小碳化物，冷至室温获得所述高强高塑性低成本钢。
15、另一方面，本专利技术还提供了一种抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢，成分百分比为：c c：0.5～0.75％，si：0.2～2.5％，mn：0.2～2.0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述合金原料的质量百分比为：C：0.5～0.75％，Si：0.2～2.5％，Mn：0.2～2.0％，Cr：0.2～2％，Ni：0.3～3％，Mo+V+Nb：0.4～3％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
3.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将所述铸坯或钢锭加热至950℃～1250℃，保温1～3h。
4.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S2中，多道次锻造的各道次之间进行一次回炉保温处理，回炉保温的时间大于0.5h。
5.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述回炉保温后在旋转状态下锻造成圆形或方形截面锻坯的锻造比大于8，多道次锻造后合金组织为层状组织。
6.如权利要
7.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述多道次锻造的终锻温度高于Ar3温度、且低于合金动态再结晶温度。
8.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述回火处理处理为：将所述锻坯在80～300℃保温0.1～120h，消除锻造过程和淬火过程产生的内应力同时析出过饱和的碳与Mo、V和Nb形成高密度细小碳化物，冷至室温获得所述高强高塑性低成本钢。
9.一种抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢，其特征在于，所述高强高塑性低成本钢通过如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到；所述高塑性低成本钢的成分百分比为：C：0.5～0.75％，Si：0.2～2.5％，Mn：0.2～2.0％，Cr：0.2～2％，Ni：0.3～3％，Mo+V+Nb：0.4～3％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；
10.如权利要求9所述的抗拉强度＞2600MPa的高塑性低成本钢，其特征在于，所述高强高塑性低成本钢的合金元素占比小于7％，总延伸率大于10％。
...【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述合金原料的质量百分比为：c：0.5～0.75％，si：0.2～2.5％，mn：0.2～2.0％，cr：0.2～2％，ni：0.3～3％，mo+v+nb：0.4～3％，其余为fe及不可避免的杂质元素。
3.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将所述铸坯或钢锭加热至950℃～1250℃，保温1～3h。
4.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤s2中，多道次锻造的各道次之间进行一次回炉保温处理，回炉保温的时间大于0.5h。
5.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述回炉保温后在旋转状态下锻造成圆形或方形截面锻坯的锻造比大于8，多道次锻造后合金组织为层状组织。
6.如权利要求1所述的抗拉强度＞2600mpa的高塑性低成本钢的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴桂林，李国阳，孙飞龙，汪水泽，赵海涛，高军恒，张朝磊，吴宏辉，毛新平，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。