[发明专利]一种耐腐蚀高强度轻质钢及制备方法

说明书

一种耐腐蚀高强度轻质钢及制备方法，属于合金钢技术领域，该钢的化学成分质量分数wt％为：C:1.4～1.7％、Mn:25～30％、Al:10～12％、Cr:3～5％、Nb:0.05～0.1％、S≤0.003％、P≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。制备方法：采用真空感应炉冶炼，并浇铸制成铸锭，铸锭经1100～1200℃高温均质化10～15小时处理；均质化处理后锻造成方坯；将锻坯加热至1180～1200℃保温2～4小时；均质化后的锻坯进行5～8道次热轧，水冷至室温，得到耐腐蚀高强度轻质钢；其密度均小于6.5g/cm³,屈服强度为1000～1200MPa，抗拉强度为1100～1300MPa，延伸率＞20％，并具备优于普通钢材的耐腐蚀性能，在汽车、船舶、水电、风电等领域有广泛的应用潜力。

技术领域

本发明属于金属材料及冶金领域，特别涉及一种耐腐蚀、高强度轻质钢的制备方法。

背景技术

Fe-Mn-Al-C系低密度钢的设计思路是，通过添加Al元素的含量降低钢的密度，添加Mn、C等元素进行成分优化，匹配与之对应的制备工艺，得到特殊用途的低密度钢。节能降耗是人类面临的严峻的生存问题。依照可持续发展战略的要求，汽车及海洋工程装备轻量化是未来的发展趋势。

经对现有技术的文献进行检索发现，中国发明专利CN109735691A公开了一种1000MPa高碳高锰低密度钢及其制备方法，其成分质量百分比wt％为：C：0.75～0.95％，Mn：14～19％，Al： 7.0～9.0％，S：0～0.005％，P：0～0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。可得到屈服强度超过700MPa，抗拉强度950～1100MPa，断后延伸率50～60％，强塑积超过50GPa.％。其组织为奥氏体+铁素体双相组织。由于存在双相组织，其组织与成分不同于本发明，且其强度远小于本发明。

中国发明专利CN108486492B公开了一种1200MPa级高强度高塑性低密度钢板，其成分质量百分比wt％为：C：0.7％～1％，Mn： 13％～20％，Al：8％～13.3％，Ti：0.21％～0.33％，Nb＜0.1％，Si＜ 0.1％，，S＜0.01％，P＜0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。其抗拉强度为1200～1300MPa，延伸率为30～40％，密度为6.5～7g/cm³，其组织为奥氏体基体和NiAl第二相构成的双相组织。制备工艺为冶炼浇铸后热轧至3～5mm，最后经冷轧和退火得到成品。而本发明的密度＜6.5g/cm³，组织为奥氏体单相组织，且不需经过冷轧和退火处理，有效降低了生产成本。

中国发明专利CN111663085A公开了一种超高强度和塑性的热轧奥氏体低密度钢及生产方法，其成分质量百分比wt％为：C：0.45～ 0.89％，Mn：16.5～29.1％，Al：5.1～13.3％，Si：0.02～0.19％，Ti： 0.21～0.33％，S≤0.05％，P≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。其屈服强度在1307～1398MPa，抗拉强度可达到1653～1721MPa，延伸率可达到49～56％。由于添加了大量的微合金元素Ti，使得晶粒细化且析出大量TiC，力学性能得到提升，但是其生产工艺需经过 473～682℃的精轧和551～651℃的卷曲，对轧机性能有较高的要求且流程较为复杂。本发明制备工艺不需经过中温的精轧和后续的卷曲，且由于Cr元素的添加提升了耐腐蚀性能。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀高强度轻质钢及制备方法，其密度小于6.5g/cm³，组织为全奥氏体，奥氏体晶粒内存在均匀弥散分布的纳米级κ碳化物，屈服强度为1000～1200MPa，抗拉强度为1100～1300MPa，延伸率＞20％。

本发明采用的技术方案是：