一种超高强塑积孪生诱发塑性钢及其制备和性能调控方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111621709A(43)申请公布日2020.09.04(21)申请号202010642895.4C22C33/04(2006.01)(22)申请日2020.07.06C21D8/00(2006.01)(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号(72)发明人韩福生王幸福赵莫迪梁驹华史子木(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明赵镇勇(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/12(2006.01)C22C38/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超高强塑积孪生诱发塑性钢及其制备和性能调控方法(57)摘要本发明公开了一种超高强塑积孪生诱发塑性及其钢的制备和性能调控方法，主要成分包括：C：0.3～0.8％；Mn：17.5～25.5％；Si：0.4～0.8％；P：≤0.008％；S：≤0.005％；V：0.3～0.6％；Ti：0.2～0.5％；其余为Fe。按所述组分将原料单质或中间合金进行配料、称重，熔炼浇注成钢锭；将钢锭进行表面车削加工并切除冒口后，于1000～1050℃、保温3～5小时锻造成截面尺寸为100×100mm的方坯，然后将方坯重新加热到700～800℃，保温1～3小时，锻至直径为40～70mm的圆棒，再自然冷却至室温；将圆棒在电阻炉内加热、出炉快速水冷，得到孪生诱发塑性钢成品。所获材料具有很高的延性和极高的强度和超高的强塑积，对于提高结构的承载能力和吸能本领极为有利，在缓冲吸能结构中有广泛的应用前景。CN111621709ACN111621709A权利要求书1/1页1.一种超高强塑积孪生诱发塑性钢，其特征在于，所述超高强塑积孪生诱发塑性钢的主要成分由下列原料组分按质量百分比组成：C：0.3～0.8％；Mn：17.5～25.5％；Si：0.4～0.8％；P：≤0.008％；S：≤0.005％；V：0.3～0.6％；Ti：0.2～0.5％；其余为Fe。2.根据权利要求1所述的超高强塑积孪生诱发塑性钢的制备和性能调控方法，其特征在于，所述超高强塑积孪生诱发塑性钢的金相组织为单相奥氏体，晶粒呈大小不一的团絮状，其长轴取向与锻造变形方向一致；其典型力学性能为：屈服强度350～550MPa，抗拉强度990～1175MPa，断后伸长率60～85％，强塑积80～87GPa·％。3.一种权利要求1或2所述的超高强塑积孪生诱发塑性钢的制备和性能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)熔炼：按所述组分将原料单质或中间合金进行配料、称重，然后加入到真空感应炉内，在氩气保护下进行熔炼，熔炼结束后浇注成钢锭；(2)钢锭精整：将所述钢锭进行表面车削加工并切除冒口，并在冒口相邻的钢锭顶部切除厚25mm的材料；(3)高温锻造定比：将精整后的钢锭于1000～1050℃，保温3～5小时，再将钢锭锻造成截面尺寸为100×100mm的方坯，然后自然冷却至室温；(4)中温锻造定型：将所述方坯重新加热到700～800℃，保温1～3小时，然后一火锻至直径为40～70mm的圆棒，再自然冷却至室温；(5)热处理：将所述圆棒在电阻炉内加热，升温速率9～11℃/min，当温度升到650～850℃后，保温0.5～4.5小时，最后出炉快速水冷，得到孪生诱发塑性钢成品。4.根据权利要求3所述的超高强塑积孪生诱发塑性钢的制备和性能调控方法，其特征在于，所述步骤(1)中，单质Mn须在其它原料全部熔清后加入，同时将电炉功率升至最大，使其快速熔化。5.根据权利要求3所述的超高强塑积孪生诱发塑性钢的制备和性能调控方法，其特征在于，所述步骤(2)中，表皮加工量2-5mm。6.根据权利要求3所述的超高强塑积孪生诱发塑性钢的制备和性能调控方法，其特征在于，所述步骤(3)中，按锻比0.4～0.7将钢锭锻造成方坯。2CN111621709A说明书1/4页一种超高强塑积孪生诱发塑性钢及其制备和性能调控方法技术领域[0001]本发明涉及一种合金钢设计与加工技术，尤其涉及一种超高强塑积孪生诱发塑性钢及其制备和性能调控方法。背景技术[0002]高强塑积吸能合金或孪生诱发塑性钢是一种单相奥氏体钢。因具有适中的层错能，在拉伸伸长过程中将产生大量形变孪晶，形成以孪生变形为主的塑性变形方式。孪晶形成和增长使位错平均的自由程减小，故产生连续的应变硬化效应，使变形局域化显著推迟，从而显示出极高的塑性和很高的强塑积(抗拉强度与断后伸长率的乘积)，在航空航天、国防、反恐以及车辆、道路、桥梁、建筑等结构中具有非常广泛的应用前景。[0003]由于孪生诱发塑性钢的主要