一种锆强化低活化马氏体钢及其制备方法.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CN111519108A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010520160.4C22C33/04(2006.01)(22)申请日2020.06.09C21C7/06(2006.01)B22D1/00(2006.01)(71)申请人西安建筑科技大学C21D1/18(2006.01)地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路C22B9/16(2006.01)13号C21D8/02(2006.01)(72)发明人邱国兴刘诗薇(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人姚咏华(51)Int.Cl.C22C38/28(2006.01)C22C38/24(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种锆强化低活化马氏体钢及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锆强化低活化马氏体钢及其制备方法，以质量百分数计，锆强化低活化马氏体钢包括如下成分：C：0.01％～0.02％，Si：0.01％～0.05％，Mn：0.3％～0.5％，Cr：8.0％～9.0％，W：1.0％～1.5％，V：0.2％～0.3％，Zr：0.01％～0.03％，N：0.01％～0.02％，O：0.01％～0.02％，其余为Fe。制备时，将Fe、Cr和W在真空感应炉内熔化；然后加C进行脱氧；之后依次加入Zr、Mn、Si、V和C，待所有合金熔清后，在氮气保护下进行浇铸，得到铸锭；对铸锭进行成分均匀性调整，然后加工成轧制坯料；对轧制坯料轧制，轧制完成后进行缓慢冷却，之后进行淬火和回火处理，得到所述锆强化低活化马氏体钢。本发明通过添加锆而不采用Ta进行强化，能够形成氧化物锆强化相和纳米级锆碳化物，提高钢的使用性能。CN111519108ACN111519108A权利要求书1/1页1.一种锆强化低活化马氏体钢，其特征在于，以质量百分数计，包括如下成分：C：0.01％～0.02％，Si：0.01％～0.05％，Mn：0.3％～0.5％，Cr：8.0％～9.0％，W：1.0％～1.5％，V：0.2％～0.3％，Zr：0.01％～0.03％，N：0.01％～0.02％，O：0.01～0.02％，其余为Fe。2.根据权利要求1所述的一种锆强化低活化马氏体钢，其特征在于，所述锆强化低活化143马氏体钢中，氧化物强化相为ZrO2，尺寸为1～3μm，数量为2～4×10个/m；所述锆强化低活化马氏体钢中，具有纳米级锆强化相，纳米级锆强化相为Zr2V3C和ZrC中的至少一种，尺寸为10～30nm。3.制备权利要求1或2所述锆强化低活化马氏体钢的方法，其特征在于，包括如下过程：将Fe、Cr和W在真空感应炉内熔化，得到合金液A；向合金液A中加C进行脱氧，使合金液中氧脱除至100～180ppm；脱氧结束后，依次加入Zr、Mn、Si、V和C，待所有合金熔清后，在氮气保护下进行浇铸，得到铸锭，浇铸时，炉内氮气压力控制在1000～2000Pa；对铸锭进行成分均匀性调整，得到成分均匀的第一坯料；将第一坯料加工成轧制坯料；对轧制坯料轧制，轧制完成后进行缓慢冷却，之后进行淬火和回火处理，得到所述锆强化低活化马氏体钢。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向合金液A中加C进行脱氧时，合金液A中脱氧终点的氧含量通过下式计算：Yo2＝100+50XZr/0.02％，其中，Yo2为合金液A中脱氧终点的氧含量，XZr为待加入合金液A中Zr的百分含量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向合金液A中加C进行脱氧时，真空度控制为5～10Pa，C的加入量通过下式计算：C质量＝12(Xo2-YO2)(wFe+wW+wCr)/32，其中，C质量为C加入的质量，wFe、wW和wCr分别为Fe、W和Cr加入的质量。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对铸锭进行成分均匀性调整的过程包括：将铸锭锻造成电极，对电极表面进行处理，去除氧化皮，然后采用真空自耗精炼炉进行精炼，得到第一坯料，精炼时电极的熔化速率为2～3mm/min。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将第一坯料加工成轧制坯料的过程包括：将第一坯料于1150～1200℃，保温1.5～2h；随后锻造成厚35～50mm的钢板，以该钢板作为轧制坯料，其中锻造温度为1050～1150℃。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对轧制坯料轧制时，轧制温度为750～900℃，总变形量为65％～70％；轧制完成后进行缓慢冷却的冷却速率为1～2℃/s。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进行淬火和回火处理时，淬火处理为两次，第一次淬