得在該溫度下全奧氏體組織并保持晶粒細小。在Q-P-T工藝中，淬火溫度(Tq)的選擇是為了獲得盡可能多的殘留奧氏體，結合在隨后碳分配和回火使碳從過飽和馬氏體分配到殘留奧氏體中去，由此實現(xiàn)在最后冷卻到室溫的過程中有更多的殘留奧氏體存在。而碳配分和回火的溫度和時間也使馬氏體基體中的位錯密度降至合適的程度，以獲得所需的強度和塑性的配合。
[0022]通過上述處理得到的鋼:馬氏體基體(體積分數:65?75% )，殘留奧氏體(35%?25% )，穩(wěn)定的Nb碳化物(小于1% )。強度1700?2000MPa，延伸率32?28%，強塑積50?55GPa%。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024]本發(fā)明的成分設計和熱處理工藝方法可以獲得強塑積為506?&%的高強度馬氏體鋼，達到了第二代先進高強度鋼(高碳高Mn TWIP鋼)的強塑積(50GPa%)的水平。與第二代先進高強度鋼相比，本發(fā)明鋼屬于微量合金化鋼，其Μη含量僅為第二代先進高強度鋼的十分之一左右，而且抗拉強度遠高于高碳高Mn TWIP鋼，如Fe-18Mn-0.6-1.5Si TWIP鋼僅為llOOMPa。本發(fā)明的這種高碳和微量合金化，強塑積達到50MPa%的高強度和高塑性的馬氏體鋼國內外目前尚未見報道。
[0025]本發(fā)明的成分和熱處理工藝適用于各類機械結構件、鍛件或乳件。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0027]實施例1
[0028](1)本實施例中鋼的具體成分如下(質量分數，% ):
[0029]C:0.63，Μη:1.5，S1:1.5，Cr:0.6，Nb:0.05，剩余是鐵；
[0030](2)本發(fā)明的具體熱處理工藝如下:
[0031]待處理件為20mm厚熱乳板。
[0032]首先進行正火處理，作為隨后淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝的預處理。具體為:
[0033]正火工藝:850°C，保溫3600s，隨后空冷到室溫；
[0034]Q-P-T工藝:奧氏體化溫度:830°C，保溫360s，然后淬火至:160°C (馬氏體相變開始溫度(Ms)和結束溫度(Mf)之間的溫度(Tq))，保溫10s，最后水冷至室溫。
[0035]處理結果:
[0036]微觀組織:馬氏體基體(體積分數:72%)，殘留奧氏體(26.8%)，穩(wěn)定的他碳化物(小于1% )。
[0037]強度1860MPa，延伸率 29%，強塑積 53.940GPa%。
[0038]實施例2
[0039](1)本實施例中鋼的具體成分如下(質量分數，% ):
[0040]C:0.75，Μη:1.2，S1:1.3，N1:1.0，Nb:0.06，剩余是鐵；
[0041](2)本發(fā)明的具體熱處理工藝如下:
[0042]待處理件為20mm厚熱乳板。
[0043]首先進行正火處理，作為隨后淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝的預處理。具體為:
[0044]正火工藝:850°C，保溫3600s，隨后空冷到室溫；
[0045]Q-P-T工藝:奧氏體化溫度:830°C，保溫360s，然后淬火至:140°C (馬氏體相變開始溫度(Ms)和結束溫度(Mf)之間的溫度(Tq))，保溫20s，最后水冷至室溫。
[0046]處理結果:
[0047]微觀組織:馬氏體基體(體積分數:72% )，殘留奧氏體(27.4% )，穩(wěn)定的Nb碳化物(小于1% )。
[0048]強度1960MPa，延伸率 26.2%，強塑積 51.352GPa%。
[0049]實施例3
[0050](1)本實施例中鋼的具體成分如下(質量分數，% ):
[0051]C:0.68，Μη:1.00，S1:1.50，Nb:0.04，剩余是鐵；
[0052](2)本發(fā)明的具體熱處理工藝如下:
[0053]待處理件為20mm厚熱乳板。
[0054]首先進行正火處理，作為隨后淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝的預處理。具體為:
[0055]正火工藝:850°C，保溫3600s，隨后空冷到室溫；
[0056]Q-P-T工藝:奧氏體化溫度:820°C，保溫360s，然后淬火至:115°C (馬氏體相變開始溫度(Ms)和結束溫度(Mf)之間的溫度(Tq))，保溫20s，最后水冷至室溫。
[0057]處理結果:
[0058]微觀組織:馬氏體基體(體積分數:68%)，殘留奧氏體(31.3%)，穩(wěn)定的他碳化物(小于1% )。
[0059]強度2010MPa，延伸率 25.5%，強塑積 51.255GPa%。
[0060]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【主權項】
1.一種強塑積達50GPa%以上的高碳微合金鋼，其特征在于:所述鋼的成分如下(質量分數，％ ):C:0.60 ?0.75，Mn:1.0 ?2.0，S1:1.0 ?2.0，Cr:0.30 ?1.00，N1:0.20 ?1.00，Nb:0.02?0.06，剩余是鐵。2.根據權利要求1所述的強塑積達50GPa%以上的高碳微合金鋼，其特征在于:所述鋼的成分如下(質量分數，％ ):C:0.64 ?0.69，Μη:1.3 ?1.8，S1:1.3 ?1.8，Cr:0.40 ?1.00，N1:0.20 ?1.00，Nb:0.03?0.06，剩余是鐵。3.一種權利要求1或2所述強塑積達50GPa%以上的高碳微合金鋼的熱處理工藝，其特征在于:首先進行正火處理，作為隨后淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝的預處理，具體為: 正火工藝:在840°C _860°C保溫，保溫時間以組織完全奧氏體化和晶粒不長大為限，隨后空冷到室溫； Q-P-T工藝:奧氏體化溫度:820°C -860°C，然后淬火至馬氏體相變開始溫度Ms和結束溫度Mf之間的某個溫度Tq:110°C-18(TC，保溫，保溫時間是根據淬火件截面尺寸和碳分配的完全程度確定，最后水冷至室溫。4.根據權利要求3所述鋼的熱處理工藝，其特征在于:所述熱處理工藝適用于各類機械結構件、鍛件或乳件。5.根據權利要求3所述鋼的熱處理工藝，其特征在于:所述熱處理后所得到的鋼，其體積分數:馬氏體基體:65?75%，殘留奧氏體35%?25%，穩(wěn)定的Nb碳化物(小于1%)；強度1700?2000MPa，延伸率32?28%，強塑積50?55GPa%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種強塑積達50GPa％以上的高碳微合金鋼和熱處理工藝，所述鋼的成分如下(質量分數，％)：C：0.60～0.75，Mn:1.0～2.0，Si：1.0～2.0，Cr：0.30～1.00，Ni：0.20～1.00，Nb：0.02～0.06，剩余是鐵。所述熱處理工藝，首先進行正火處理，隨后進行淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝。本發(fā)明通過控制高碳鋼成分以及改變熱處理工藝提高高碳鋼的性能、強塑積達到50GPa％以上。
【IPC分類】C21D1/28, C22C38/18, C22C38/12, C21D1/18, C22C38/04, C21D6/00, C22C38/02, C22C38/08
【公開號】CN105274436
【申請?zhí)枴緾N201510730748
【發(fā)明人】左訓偉, 秦盛偉, 陳乃錄, 戎詠華
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月30日