[发明专利]一种超高强全奥氏体低密度钢及制备方法

说明书

一种超高强全奥氏体低密度钢及制备方法，属于金属材料及其制备技术领域。成分体系重量百分数为：C 1.0％～1.6％、Mn25.0％～30.0％、Al9.0％～13.0％、Mo 0.6％～1.0％、V1.0％～1.2％、Ti 0.01％～0.04％、Nb 0.02％～0.04％、P≤0.03％、S≤0.002％、N≤0.006％(60ppm)。余量为Fe及不可避免杂质的元素配制原料。通过铸造、控轧控冷技术获得均匀、稳定的全奥氏体稳态组织，采用时效析出技术在稳定的全奥氏体稳态组织基础上获得1‑10纳米级别的VC、MoC析出相和10‑50纳米级别的k相。适用于汽车、建筑、工程机械等多种领域。

技术领域

本发明属于金属材料及其制备技术领域，尤其涉及一种超高强低密度钢及制备方法。

背景技术

降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是当今人们所面临的一个十分重要而紧迫的问题，减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、节约能耗的重要措施之一。目前，国内外开发研究汽车轻量化项目，多开发高强或超高强钢板，通过降低使用钢板厚度降低汽车重量。应用高强钢和先进高强钢替代传统低强度级别钢材，可以提高汽车用钢的比强度(强度与密度之比)和减小结构件的厚度，实现汽车结构轻量化。提高汽车用钢比强度的另一种有效途径是在维持上述高强钢优良力学性能的基础上降低钢材的密度。因此，开发低密度、高强韧性钢板是为了应对进一步实现汽车轻量化的迫切需求。

低密度、高强韧钢是采用合理的成分设计，通常具有一定的Mn、Al、C合金元素含量，获得奥氏体或奥氏体+铁素体双相组织，具有较高的强度、韧性、高的加工硬化率与无屈服现象，是一种具有高强韧性、成形性好的汽车用钢，较传统钢铁材料，其高强度、低密度特点具备更大的开发前景与优势。

目前开发的先进汽车用钢材料包括TRIP、TWIP钢以及高锰、高铝钢，均保证了钢板的强韧性及抗冲击性能，但是考虑到目前钢铁生产成本和工艺可行性，及汽车用钢的焊接性能，发展趋势倾向于开发中高锰高强钢，同时轻质元素添加量也将进一步提升，以有效降低钢板密度。通过控制合理的合金成分及生产工艺，控制钢中奥氏体组织含量及分布，可以获得更高强度级别的低密度结构钢。

低密度钢的主要设计思路是，通过添Al元素降低钢的密度，再通过添加Mn，C等其他合金元素进行成分优化，结合合理的制备工艺，得到低密度的高强钢。