本發(fā)明屬于冶金，更具體的說是涉及一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、超高強(qiáng)度鋼不僅是航空、能源、交通、武器等領(lǐng)域高端裝備關(guān)鍵承力部件最主要應(yīng)用材料，如飛機(jī)起落架、防護(hù)裝甲等，更是當(dāng)前“深地、深海、深空”等重大工程、以及未來星際探索與資源綜合利用等重點(diǎn)高端裝備中必須的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。
2、傳統(tǒng)材料強(qiáng)度和塑性之間的倒置關(guān)系，導(dǎo)致超高強(qiáng)度鋼的塑性很低。當(dāng)前，對(duì)于3gpa級(jí)別超高強(qiáng)度鋼，僅有馬氏體時(shí)效鋼或者通過冷拔處理的珠光體鋼絲可以達(dá)到。然而，這兩類材料的塑性均非常低，＜5％，冷拔鋼絲的塑性更是＜2％，脆性斷裂。
3、另外，對(duì)于馬氏體時(shí)效鋼，其中含有大量的co、mo、ni等昂貴金屬元素，合金總量通常在40％以上。不僅使得鋼鐵材料的成本大幅度提高，同時(shí)由于大量合金元素的添加導(dǎo)致鋼液流動(dòng)性差，材料成分偏析嚴(yán)重，很容易造成關(guān)鍵部件服役性能的不穩(wěn)定。
4、因此，開發(fā)中合金或低合金鋼制備技術(shù)，使其達(dá)到3gpa級(jí)別超高的強(qiáng)度，是當(dāng)前鋼鐵材料領(lǐng)域研究的前沿，也是高端鋼鐵材料領(lǐng)域的一個(gè)挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼的制備。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼的制備方法，步驟包括：
4、對(duì)中低合金鋼進(jìn)行奧氏體化處理后，進(jìn)行高溫?zé)嶙冃翁幚?，以第一冷卻速度冷卻至第一預(yù)設(shè)溫度，在第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度之間進(jìn)行連續(xù)溫變形后冷卻，再進(jìn)行低溫回火處理，得到所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼。
5、本發(fā)明通過對(duì)中低合金鋼通過常規(guī)加熱方式或感應(yīng)加熱等快速加熱方式進(jìn)行奧氏體化處理，使得中低合金鋼形成奧氏體組織，然后通過高溫?zé)嶙冃翁幚恚沟脢W氏體晶粒有效細(xì)化，隨后通過控制第一冷卻速度，其中過冷奧氏體在冷卻過程中未發(fā)生鐵素體或珠光體相變，再經(jīng)過連續(xù)溫變形處理，使得過冷奧氏體進(jìn)行溫變形并析出納米第二相，冷卻后的回火處理，使得淬火應(yīng)力得到有效消除。
6、進(jìn)一步的，所述高溫?zé)嶙冃翁幚淼臏囟葹?50-1250℃，變形量>30％。
7、進(jìn)一步的，所述第一冷卻速度為1-100℃/s。
8、進(jìn)一步的，所述第一預(yù)設(shè)溫度為500-700℃。
9、進(jìn)一步的，所述第二預(yù)設(shè)溫度為100-500℃。
10、進(jìn)一步的，所述連續(xù)溫變形的變形道次≥2，總變形量≥50％。
11、進(jìn)一步的，所述進(jìn)行連續(xù)溫變形后冷卻的冷卻速度>2℃/s。
12、進(jìn)一步的，所述低溫回火處理的溫度為100-300℃，時(shí)間為0.1-5h。
13、進(jìn)一步的，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述中低合金鋼的成分包括：c?0.40-0.65％、mn+cr1.0-3.5％、al+si?1.0-2.0％、mo+ni<2.0％、v+nb+ti?0-0.3％、p<0.02、s<0.02、o<0.0015％、n<0.008％和h<0.0001％，余量為fe以及不可避免的雜質(zhì)。
14、進(jìn)一步的，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼中包括馬氏體和殘余奧氏體，其中，殘余奧氏體含量<20％。
15、可選的，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼中還包括貝氏體和/或納米第二相。
16、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼通過上述制備方法制得。
17、本發(fā)明技術(shù)方案之三：提供一種上述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼在承力部件制備中的應(yīng)用。
18、本發(fā)明技術(shù)方案之四：提供一種提升中低合金鋼強(qiáng)度和塑性的方法，步驟包括：
19、對(duì)中低合金鋼進(jìn)行奧氏體化處理后，進(jìn)行高溫?zé)嶙冃翁幚?，再以第一冷卻速度冷卻至第一預(yù)設(shè)溫度，然后在第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度之間進(jìn)行連續(xù)溫變形，冷卻至室溫后，經(jīng)低溫回火處理，得到高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼。
20、進(jìn)一步的，所述高溫?zé)嶙冃翁幚淼臏囟葹?50-1250℃，變形量>30％。
21、進(jìn)一步的，所述第一冷卻速度為1-100℃/s。
22、進(jìn)一步的，所述第一預(yù)設(shè)溫度為500-700℃。
23、進(jìn)一步的，所述第二預(yù)設(shè)溫度為100-500℃。
24、進(jìn)一步的，所述連續(xù)溫變形的變形道次≥2，總變形量≥50％。
25、進(jìn)一步的，所述冷卻至室溫的冷卻速度>2℃/s。
26、進(jìn)一步的，所述低溫回火處理的溫度為100-300℃，時(shí)間為0.1-5h。
27、進(jìn)一步的，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述中低合金鋼的成分包括：c?0.40-0.65％、mn+cr1.0-3.5％、al+si?1.0-2.0％、mo+ni<2.0％、v+nb+ti?0-0.3％、p<0.02、s<0.02、o<0.0015％、n<0.008％和h<0.0001％，余量為fe以及不可避免的雜質(zhì)。
28、進(jìn)一步的，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼中包括馬氏體和殘余奧氏體，其中，殘余奧氏體含量<20％。
29、可選的，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼中還包括貝氏體和/或納米第二相。
30、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：
31、本發(fā)明通過力學(xué)冶金工藝控制，由中低合金鋼制備得到了抗拉強(qiáng)度≥3gpa，延伸率≥5％的超高強(qiáng)度鋼，具有優(yōu)異的加工硬化能力，解決了現(xiàn)有超高強(qiáng)度鋼塑性低的問題，使得材料在具備超高強(qiáng)度的情況下，具有優(yōu)異的塑性，同時(shí)mo、ni等昂貴金屬元素的總量顯著降低，降低了材料的材料成分偏析，提升了由其制備得到的部件的服役穩(wěn)定性。
1.一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼的制備方法，其特征在于，步驟包括：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述中低合金鋼的成分包括：c?0.40-0.65％、mn+cr?1.0-3.5％、al+si?1.0-2.0％、mo+ni<2.0％、v+nb+ti?0-0.3％、p<0.02、s<0.02、o<0.0015％、n<0.008％和h<0.0001％，余量為fe以及不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高溫?zé)嶙冃翁幚淼臏囟葹?50-1250℃，變形量>30％。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第一冷卻速度為1-100℃/s。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述第一預(yù)設(shè)溫度為500-700℃。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)溫度為100-500℃；和/或，所述連續(xù)溫變形的變形道次≥2，總變形量≥50％。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述進(jìn)行連續(xù)溫變形后冷卻的冷卻速度>2℃/s；和/或，所述低溫回火處理的溫度為100-300℃，時(shí)間為0.1-5h。
8.一種高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼，其特征在于，所述高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼通過權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制得。
9.一種權(quán)利要求8所述的高塑性3gpa級(jí)中低合金鋼在承力部件制備中的應(yīng)用。
10.一種提升中低合金鋼強(qiáng)度和塑性的方法，其特征在于，步驟包括：