CN116121652A - 一种低碳高强合金材料及其制备方法 - Google Patents
一种低碳高强合金材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116121652A CN116121652A CN202310134551.6A CN202310134551A CN116121652A CN 116121652 A CN116121652 A CN 116121652A CN 202310134551 A CN202310134551 A CN 202310134551A CN 116121652 A CN116121652 A CN 116121652A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low
- alloy material
- carbon high
- strength
- strength alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 30
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 20
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 19
- 229910001199 N alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- -1 aluminum-titanium-nitrogen Chemical compound 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
- B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及金属材料领域，具体为一种低碳高强合金材料及其制备方法，按质量百分比计，包括：C：0.1‑0.2％、Si：0.8‑1.2％、Al：0.1‑0.3％、Mn：0.65‑0.8％、Cr：3.5‑5％、Ti+N：0.055‑0.08％、Ni：1‑1.4％、Mo：0.25‑0.45％、Nb：0.12‑0.2％、Y：0.2‑0.25％、La 0.01‑0.05％、P：≤0.001％、S：≤0.001％、余量为Fe和其它不可避免杂质，本发明所制备的合金材料在维持较高冲击韧性的前提下，还具有良好的屈服强度和抗拉强度。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，具体为一种低碳高强合金材料及其制备方法。
背景技术
钢铁材料作为目前应用最为广泛的一种金属材料，在未来很长一段时间也都将作为结构材料被人们广泛使用，钢铁工业的发展水平是衡量一个国家国民经济发展水平和经济实力的重要物质基础。伴随着轨道、列车、汽车、能源以及建筑等产业的迅速发展，钢铁的性能需要不断的升级，人们对钢材强度和塑性的要求越来越高。
低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25％的碳素钢，低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度较低，韧性较好，在维持其韧性的前提下，提高其强度，拓宽应用领域，成为本领域技术人员的研究热点。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种低碳高强合金材料及其制备方法。
所采用的技术方案如下：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.1-0.2％、Si：0.8-1.2％、Al：0.1-0.3％、Mn：0.65-0.8％、Cr：3.5-5％、Ti+N：0.055-0.08％、Ni：1-1.4％、Mo：0.25-0.45％、Nb：0.12-0.2％、Y：0.2-0.25％、La 0.01-0.05％、P：≤0.001％、S：≤0.001％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
进一步地，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti+N：0.065％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：≤0.001％、S：≤0.001％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
进一步地，Ti和N的质量比为5-15：1。
进一步地，Ti和N的质量比为12：1。
本发明还提供了一种低碳高强合金材料的制备方法，具体如下：
S1、将原料熔化得到合金液；
S2、对合金液成分进行调整；
S3、浇铸得到铸锭；
S4、对铸锭进行锻造后得到铸坯，对铸坯进行热处理，热处理时先一段升温至850-880℃，保温30-50min后一段降温至280-300℃，保温5-10min后，二段升温至400-420℃，保温30-50min，再三段升温至500-550℃，保温30-50min后二段降温至室温即可。
进一步地，对合金液成分进行调整前，调整合金液氧活度的范围为30-60ppm。
进一步地，对合金液成分进行调整时，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，获得目标氮含量。
进一步地，所述铝钛氮合金线的制备方法如下：
在非氮气的惰性气体氛围下，将铝粉与氮化钛粉末混合熔炼、铸造成棒材后拉拔加工成丝即可。
进一步地，锻造时开锻温度≥1000℃，终锻温度为≥800℃。
进一步地，一段升温速度为10-15℃/min，二段升温速度为10-15℃/min，三段升温速度为1-5℃/min，一段降温速度为5-10℃/min，二段降温速度为5-10℃/min。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种低碳高强合金材料，通过调整N含量及恰到好处的Ti/N比能显著提高合金的晶粒度级别，提高合金的强度，且含N析出相一方面能够钉扎晶界，抑制奥氏体长大，另一方面它们可以作为贝氏体的形核核心，得到贝氏体，细化晶粒组织，提高力学强度，通过热处理能够使奥氏体成分均匀，避免针状马氏体的形成，减少碳化物在奥氏体中的溶解，生成板条马氏体，提高力学强度，同时，奥氏体晶粒因温度降低而细化，这也有利于合金的韧性，本发明所制备的合金材料在维持较高冲击韧性的前提下，还具有良好的屈服强度和抗拉强度。
附图说明
图1为本发明实施例1中合金材料的SEM组织。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本发明未提及的技术均参照现有技术。
实施例1：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti：0.06％、N：0.005％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：0.0005％、S：0.0002％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
上述低碳高强合金材料的制备方法：
采用中频炉在氩气环境下1550℃对原料进行冶炼得到合金液，调整合金液氧活度的范围为33.2ppm，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，对合金液成分进行调整使所有元素含量都控制到符合上述成分比例，将合金液浇入钢模，冷却后得到铸锭，对铸锭进行锻造后得到铸坯，锻造时开锻温度1050℃，终锻温度为850℃，对铸坯进行热处理，热处理时先以15℃/min的速度一段升温至860℃，保温40min后以10℃/min的速度一段降温至300℃，保温8min后，以15℃/min的速度二段升温至400℃，保温45min，再先以2℃/min的速度三段升温至520℃，保温30min后以5℃/min的速度二段降温至室温即可。
上述铝钛氮合金线的制备方法如下：
在氩气氛围下，将铝粉与氮化钛粉末按质量比5:1混合熔炼、铸造成棒材后经82道次拉拔加工成丝即可。
实施例2：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti：0.06％、N：0.005％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：0.0005％、S：0.0002％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
上述低碳高强合金材料的制备方法：
采用中频炉在氩气环境下1550℃对原料进行冶炼得到合金液，调整合金液氧活度的范围为33.2ppm，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，对合金液成分进行调整使所有元素含量都控制到符合上述成分比例，将合金液浇入钢模，冷却后得到铸锭，对铸锭进行锻造后得到铸坯，锻造时开锻温度1050℃，终锻温度为850℃，对铸坯进行热处理，热处理时先以15℃/min的速度一段升温至880℃，保温50min后以10℃/min的速度一段降温至300℃，保温10min后，以15℃/min的速度二段升温至420℃，保温50min，再先以5℃/min的速度三段升温至550℃，保温50min后以10℃/min的速度二段降温至室温即可。
铝钛氮合金线的制备方法同实施例1。
实施例3：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti：0.06％、N：0.005％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：0.0005％、S：0.0002％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
上述低碳高强合金材料的制备方法：
采用中频炉在氩气环境下1550℃对原料进行冶炼得到合金液，调整合金液氧活度的范围为33.2ppm，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，对合金液成分进行调整使所有元素含量都控制到符合上述成分比例，将合金液浇入钢模，冷却后得到铸锭，对铸锭进行锻造后得到铸坯，锻造时开锻温度1050℃，终锻温度为850℃，对铸坯进行热处理，热处理时先以10℃/min的速度一段升温至850℃，保温30min后以5℃/min的速度一段降温至280℃，保温5min后，以10℃/min的速度二段升温至400℃，保温30min，再先以1℃/min的速度三段升温至500℃，保温30min后以5℃/min的速度二段降温至室温即可。
铝钛氮合金线的制备方法同实施例1。
实施例4：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti：0.06％、N：0.005％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：0.0005％、S：0.0002％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
上述低碳高强合金材料的制备方法：
采用中频炉在氩气环境下1550℃对原料进行冶炼得到合金液，调整合金液氧活度的范围为33.2ppm，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，对合金液成分进行调整使所有元素含量都控制到符合上述成分比例，将合金液浇入钢模，冷却后得到铸锭，对铸锭进行锻造后得到铸坯，锻造时开锻温度1050℃，终锻温度为850℃，对铸坯进行热处理，热处理时先以10℃/min的速度一段升温至880℃，保温30min后以10℃/min的速度一段降温至280℃，保温10min后，以10℃/min的速度二段升温至420℃，保温30min，再先以5℃/min的速度三段升温至500℃，保温50min后以5℃/min的速度二段降温至室温即可。
铝钛氮合金线的制备方法同实施例1。
实施例5：
一种低碳高强合金材料，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti：0.06％、N：0.005％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：0.0005％、S：0.0002％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
上述低碳高强合金材料的制备方法：
采用中频炉在氩气环境下1550℃对原料进行冶炼得到合金液，调整合金液氧活度的范围为33.2ppm，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，对合金液成分进行调整使所有元素含量都控制到符合上述成分比例，将合金液浇入钢模，冷却后得到铸锭，对铸锭进行锻造后得到铸坯，锻造时开锻温度1050℃，终锻温度为850℃，对铸坯进行热处理，热处理时先以15℃/min的速度一段升温至850℃，保温50min后以5℃/min的速度一段降温至300℃，保温5min后，以15℃/min的速度二段升温至400℃，保温50min，再先以1℃/min的速度三段升温至550℃，保温30min后以10℃/min的速度二段降温至室温即可。
铝钛氮合金线的制备方法同实施例1。
性能测试：
将本发明实施例1-5中所制备的合金材料作为试样进行性能测试，每组测试5次取平均值。
表1：
由上表1可知，本发明所制备的合金材料在维持较高冲击韧性的前提下，还具有良好的屈服强度和抗拉强度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低碳高强合金材料，其特征在于，按质量百分比计，包括：
C：0.1-0.2％、Si：0.8-1.2％、Al：0.1-0.3％、Mn：0.65-0.8％、Cr：3.5-5％、Ti+N：0.055-0.08％、Ni：1-1.4％、Mo：0.25-0.45％、Nb：0.12-0.2％、Y：0.2-0.25％、La 0.01-0.05％、P：≤0.001％、S：≤0.001％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的低碳高强合金材料，其特征在于，按质量百分比计，包括：
C：0.13％、Si：1.15％、Al：0.14％、Mn：0.75％、Cr：3.5％、Ti+N：0.065％、Ni：1.2％、Mo：0.33％、Nb：0.18％、Y：0.25％、La 0.012％、P：≤0.001％、S：≤0.001％、余量为Fe和其它不可避免杂质。
3.如权利要求1所述的低碳高强合金材料，其特征在于，Ti和N的质量比为5-15：1。
4.如权利要求1所述的低碳高强合金材料，其特征在于，Ti和N的质量比为12：1。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，具体如下：
S1、将原料熔化得到合金液；
S2、对合金液成分进行调整；
S3、浇铸得到铸锭；
S4、对铸锭进行锻造后得到铸坯，对铸坯进行热处理，热处理时先一段升温至850-880℃，保温30-50min后一段降温至280-300℃，保温5-10min后，二段升温至400-420℃，保温30-50min，再三段升温至500-550℃，保温30-50min后二段降温至室温即可。
6.如权利要求5所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，对合金液成分进行调整前，调整合金液氧活度的范围为30-60ppm。
7.如权利要求5所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，对合金液成分进行调整时，利用喂线机向合金液内喂入铝钛氮合金线，获得目标氮含量。
8.如权利要求7所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，所述铝钛氮合金线的制备方法如下：
在非氮气的惰性气体氛围下，将铝粉与氮化钛粉末混合熔炼、铸造成棒材后拉拔加工成丝即可。
9.如权利要求5所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，锻造时开锻温度≥1000℃，终锻温度为≥800℃。
10.如权利要求5所述的低碳高强合金材料的制备方法，其特征在于，一段升温速度为10-15℃/min，二段升温速度为10-15℃/min，三段升温速度为1-5℃/min，一段降温速度为5-10℃/min，二段降温速度为5-10℃/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310134551.6A CN116121652A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种低碳高强合金材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310134551.6A CN116121652A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种低碳高强合金材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116121652A true CN116121652A (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=86299069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310134551.6A Pending CN116121652A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种低碳高强合金材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116121652A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311521A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-04 | Nippon Steel Corp | 高強度高靭性構造用厚鋼板の製造方法 |
| JP2000119749A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 機械構造用Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 |
| JP2007270246A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nippon Steel Corp | 加工性に優れた圧力容器用部材の製造方法 |
| CN105256243A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-01-20 | 北大方正集团有限公司 | 一种油井用耐腐蚀钢及其生产方法 |
| US20180135155A1 (en) * | 2015-04-08 | 2018-05-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet for heat treatment |
| CN110964976A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-07 | 中煤张家口煤矿机械有限责任公司 | 一种链轮用钢及其制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-02-20 CN CN202310134551.6A patent/CN116121652A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311521A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-04 | Nippon Steel Corp | 高強度高靭性構造用厚鋼板の製造方法 |
| JP2000119749A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 機械構造用Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 |
| JP2007270246A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nippon Steel Corp | 加工性に優れた圧力容器用部材の製造方法 |
| US20180135155A1 (en) * | 2015-04-08 | 2018-05-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet for heat treatment |
| CN105256243A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-01-20 | 北大方正集团有限公司 | 一种油井用耐腐蚀钢及其生产方法 |
| CN110964976A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-07 | 中煤张家口煤矿机械有限责任公司 | 一种链轮用钢及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王顺兴: "金属热处理原理与工艺", 31 January 2019, 哈尔滨工业大学出版社, pages: 12 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108220766B (zh) | 一种Cr-V系热作模具钢及其制备方法 | |
| CN109666876B (zh) | 一种高钴马氏体不锈钢及制备方法 | |
| CN111511936B (zh) | 用于冷镦的线材、使用其的加工产品、及其制造方法 | |
| CN113249645B (zh) | 一种高延性超高强韧钢及其制备方法 | |
| WO2021134949A1 (zh) | 一种热作模具钢电渣重熔锭及其制造方法 | |
| CN111349856A (zh) | 一种超高强度锁铆铆钉用冷镦钢盘条及其制备方法 | |
| CN111549284B (zh) | 一种h13基体钢及其制备方法 | |
| CN111254355B (zh) | 一种贝氏体合金钢热及处理工艺 | |
| CN113416902B (zh) | 一种低成本屈服强度460MPa级热成形桥壳钢板及其制备方法 | |
| CN109628833B (zh) | 一种Cr-Mo-Si-V系冷作模具钢及其制备方法 | |
| CN110791706A (zh) | 一种冷锻用奥氏体粗晶粒结构钢及其盘条的制备方法 | |
| CN113604736B (zh) | 一种屈服强度800MPa级高强度中厚板及其制备方法 | |
| CN114015932B (zh) | 一种具有优异扩孔性能的800MPa级冷轧低合金高强钢的制备方法 | |
| CN114196875B (zh) | 一种阀片用不锈钢及其热处理方法 | |
| CN116121652A (zh) | 一种低碳高强合金材料及其制备方法 | |
| CN111733366B (zh) | 一种含铝冷轧超高强钢及其制备方法、应用 | |
| CN112662932B (zh) | 一种twip钢及其制备方法 | |
| CN114752864A (zh) | 一种低密度超高强度高塑性钢及其制备方法和应用 | |
| CN115679194B (zh) | 一种塑料模具钢板及其制造方法 | |
| CN116855703B (zh) | 一种坯件的锻造工艺方法 | |
| CN111850413B (zh) | 一种易焊接耐疲劳的高强韧合金钢的制备方法 | |
| CN112647021B (zh) | 超低温工程紧固件用高强度9%Ni钢及其制备方法 | |
| CN117403139B (zh) | 一种中锰钢及其制备方法 | |
| CN115821169B (zh) | 一种高强钢及其制备方法与应用 | |
| CN116479333B (zh) | 具有高热疲劳抗性高温冲击韧性的模具钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |