专利名称：：高碳硅锰低合金奥-贝组织超高强度钢及其热处理工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种低合金超高强度钢的化学成份及其热处理工艺，特别涉及高碳硅锰低合金奥一贝组织超高强度钢的化学成份及其热处理工艺。随着生产和科学技术的发展，超高强度钢的应用日益广泛，并且发展成一个范围很广的钢类。其中4340(40CrNi2Mo)、D6Ac、300-M，30CrMnSiNi2A等低合金马氏体型超高强度钢应用最广，但这些钢种中含有Cr、Ni、Mo、V等稀贵元素，成本较高，所含合金元素我国的资源也不富足，因此影响了这些钢种的广泛应用。本发明的目的是提供一种不含或极少含有稀贵元素Cr、Ni、Mo的超高强度钢及其热处理工艺，并且结合我国资源特点提出一种高碳硅锰低合金奥氏体-贝氏体组织的超高强度钢及其热处理工艺，该超高强度钢不仅不含或极少含稀贵元素，其冶炼及生产也很方便，价格低廉，工艺性能好，力学性能达到现有的4340等低合金超高强度钢的水平。本发明提出的硅锰低合金奥一贝组织超高强度钢的化学成份范围为C0.6%～0.8%Si1.5%～2.5%Mn0.8%～1.4%Cr0%～1.2%S≤0.04%P≤0.04%所述硅锰低合金奥一贝组织超高强度钢是经一般的冶炼、铸锭、锻造、预先热处理、机加工成零件后再进行最终热处理，所述最终热处理是将零件加热至870～900℃，然后在280℃～340℃温度范围等温40～60分钟，随后在空气中冷却至室温。所述合金化学成份的确定及其热处理工艺的选定是在一定的设计思想指导下经长期试验而获得的。因为要充分利用碳在钢中的强化作用，碳、锰元素稳定奥氏体的作用，以及硅在贝氏体转变过程中强烈抑制碳化物析出的特点，通过等温处理，使钢的组织中不出现脆性孪晶马氏体和碳化物相，而形成具有极高强度，良好韧性、亚结构为高密度位错、含碳过饱和的贝氏体铁素体板条束和稳定性高，韧性极好的富碳奥氏体薄膜交替排列的奥氏体一贝氏体双相组织(简称奥一贝组织和奥一贝钢或称A-B组织，A-B钢)。本发明提出的奥一贝钢不仅能充分利用我国富产、价格便宜的Mn、Si元素，不用或极少用稀贵的Ni、Cr、Mo等合金元素，因而价格低廉，而且具有优异的综合力学性能。所述硅锰低合金奥一贝钢的力学性能与钢的化学成分和等温转变温度有密切的关系。实验结果表明，钢的最佳力学性能不仅达到超高强度钢的水平，并且可与4340等国外著名的低合金超高强度钢媲美。奥一贝钢及4340钢的力学性能对比如下</tables>其中，拉伸试验，在INSTRON1225电液伺服材料试验机上进行，试样尺寸为Φ10×50mm。冲击试验采用梅氏(U型缺口)试样，在摆锤式冲击试验机上进行。硬度试验在布洛维硬度计上测试。断裂韧性试验采用三点弯曲试样，试样尺寸为12×24×120mm，在Instron1225电液伺服材料试验机上进行。以下列举本发明的实施例予以进一步说明。螺丝套筒是机械制造和汽车生产组装线上广泛使用的易损零件，原材质为45钢，最终热处理采用淬火回火工艺。由于淬火冷却速度快，部分零件在方孔尖角处产生裂纹面报废，多数零件因强度、硬度偏低，使用中在螺纹部位因变形与磨损而失效，平均使用寿命仅十天左右，后来改用高碳硅锰低合金奥一贝组织超高强度钢，经880℃加热、280℃等温40分钟，然后空冷至室温，这样不仅避免了淬火裂纹，提高了成品率，而且由于钢的强韧性的提高，减少了螺丝套筒工作过程中的变形与磨损，因而平均使用寿命提高到一个半月，经济效益和社会效益极为明显。权利要求1.一种高碳硅锰奥-贝组织低合金超高强度钢及其热处理工艺，所述超高强度钢经一般的冶炼、铸锭、锻造、预先热处理，机加工成另件再进行最终热处理，其特征是，该超高强度钢的合金元素成份含量为C0.6%～0.8%；Si1.5%～2.5%；Mn0.8%～1.4%；Cr0%～1.2%；S≤0.04%；P≤0.04%2.如权利要求1所述高碳硅锰奥一贝组织低合金超高强度钢及其热处理工艺，其特征是，所述零件的最终热处理工艺为将另件加热到870～900℃，然后在280℃～340℃范围内等温40～60分钟，随后在空气中冷却至室温。全文摘要一种高碳硅锰奥-贝组织低合金超高强度钢及其热处理工艺，该超高强度钢的化学成分C(0.6～0.8)％；Si(1.5～2.5)％；Mn(0.8～1.4)％；Cr(0～1.2)％；S≤0.04％；P≤0.04％，将所述超高强度钢做成的零件加热到870℃～900℃，然后在280℃～340℃范围内等温处理40至60分钟，随后在空气中冷却至常温。这种低合金超高强度钢不仅不用或少用稀贵元素，价格低廉，而且力学性能，可与4340等国外著名的低合金超高强度钢媲美。文档编号C22C38/04GK1064506SQ91101098公开日1992年9月16日申请日期1991年2月28日优先权日1991年2月28日发明者曲敬信,邵荷生,栾道成,杨东方,王华明申请人:中国矿业大学北京研究生部