一种低合金超高强度钢的韧性提高方法

本发明涉及一种低合金超高强度钢的韧性提高方法，属于钢生产。

背景技术：

1、超高强度钢是一种为了满足航空航天技术材料需要所发展起来的高强度结构材料，在飞机起落架、机翼大梁、火箭和高精密传动件等主承力构件中有着广泛的应用，低合金超高强度钢具有高的强度和一定的韧性，与其它类型超高强度钢相比，由于其合金元素含量低，热加工工艺简单，成本相对低廉，因而被广泛应用。在其使用过程中会承受较大的冲击载荷，并且在疲劳性能等方面也会有较高的要求，因此，钢材的韧性不高会缩短其使用寿命，易发生脆性断裂而影响安全。钢铁材料中提高韧性的方法主要是以化学成分及热处理工艺为基础，研究组织与性能之间的关系，低合金超高强度钢中c、cr、si、mn等主要强化元素可大大提高材料强度，但对韧性会产生不利影响。常规热处理工艺油淬+两次低温回火可保证材料抗拉强度在1800mpa以上，但由于淬火过程产生的孪晶亚结构片状马氏体、回火过程中析出的碳化物尺寸过大或不均匀分布会对室温冲击韧性产生不利影响，而油淬过程中产生得到韧性相尺寸与分布对材料韧性提高的效果有限。因此，提高韧性是低合金超高强度钢推广应用的关键因素。

技术实现思路

1、针对低合金超高强度钢韧性不足的技术问题，本发明提出一种低合金超高强度钢的韧性提高方法，即通过改善低合金超高强度钢显微组织中相组成与各个相的分布状态来改善低合金超高强度钢室温冲击韧性，改善低合金超高强度钢服役组织，提高综合力学性能。

2、一种低合金超高强度钢的韧性提高方法，具体步骤如下：

3、(1)将低合金超高强度钢以3～15℃/min的加热速率加热至880～950℃，保温0.5～1.5h后空冷至室温；

4、(2)将步骤(1)处理的低合金超高强度钢以6～20℃/min的加热速率加热至预设温度850～900℃并保温40～80min；

5、(3)将步骤(2)保温的低合金超高强度钢以60～120℃/min的速率快速降温至预设温度260～320℃并保温40～80min；

6、(4)将步骤(3)保温的低合金超高强度钢以1.5～20℃/s的速率冷却至室温即可。

7、以质量百分数计，所述步骤(1)低合金超高强度钢中c含量为0.36～0.38％，合金元素总含量为4.50～5.50％，杂质元素p和s总含量不大于0.005％，其余为fe。

8、低合金超高强度钢的韧性提高原理：通过严格控制合金元素含量，合理的设计热处理过程工艺参数，在特定的升温速率与保温温度下，保证加热和保温过程的组织均匀性，并在稍高于ms点温度进行等温淬火，获取特定量的下贝氏体和残余奥氏体，并且下贝氏体与残余奥氏体沿晶界位置成细条状分布，使得合金元素对材料的强化作用得以保留，增加的韧性相及其分布情况可以缓解应力集中，从而增加材料韧性。

9、本发明的有益效果是：

10、(1)本发明通过改善低合金超高强度钢显微组织中相组成与各个相的分布状态来改善低合金超高强度钢室温冲击韧性；

11、(2)与现有处理方法采用的油淬+低温回火工艺相比，本发明可以提高低合金超高强度钢韧性，采用合理的热处理工艺能够改善低合金超高强度钢服役组织，并提高韧性和良好的综合力学性能。

技术特征：

1.一种低合金超高强度钢的韧性提高方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述低合金超高强度钢的韧性提高方法，其特征在于：以质量百分数计，步骤(1)低合金超高强度钢中c含量为0.36～0.38％，合金元素总含量为4.50～5.50％，杂质元素p和s总含量不大于0.005％，其余为fe。

技术总结
本发明涉及一种低合金超高强度钢的韧性提高方法，属于钢生产技术领域。本发明将低合金超高强度钢以3～15℃/min的加热速率加热至880～950℃，保温0.5～1.5h后空冷至室温；然后以6～20℃/min的加热速率加热至预设温度850～900℃并保温40～80min，再以60～120℃/min的速率快速降温至预设温度260～320℃并保温40～80min，再以1.5～20℃/s的速率冷却至室温即可。与现有处理方法采用的油淬+低温回火工艺相比，本发明通过改善低合金超高强度钢显微组织中相组成与韧性相的分布状态来改善低合金超高强度钢的室温冲击韧性和服役组织。

技术研发人员：郑善举,陆书萌,杨洪福,张柳,吴亚茹,李萌蘖,徐忠东
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23