[发明专利]一种高强韧耐磨钢及其纳米孪晶增强增韧化的制备方法

权利要求书

1.一种高强韧耐磨钢，其特征在于：合金化学成分的质量百分比为：C:0.35～0.85％，Mn:15.2～24.8％，Si:0.1～0.5％，Al:≤1.0％，S:≤0.005％，P:≤0.01％，Nb:0.5～1.5％，Ti:0.2～0.8％，V:0.2～0.75％，N:0.005～0.05％,稀土RE：0.02％～0.5％，其余成分为Fe和不可避免的杂质；所述高强韧耐磨钢制备方法为：

(1)合金熔炼及负压浇铸：按照上述成分在真空感应炉中均匀搅动熔炼，并进行电渣重熔后，负压浇铸成铸锭；

(2)均匀化热处理及开坯：步骤(1)得到的铸锭在1200～1280℃进行高温均匀化处理，保温时间2.0～5.0h，空冷至1100℃进行锻造或轧制开坯，终锻或终轧温度不低950℃，开坯后的材料厚度不小于60mm，水冷至室温；

(3)热轧制：经步骤(2)处理后的板材加热至900～950℃，保温2.0～5.0h后进行热轧，开轧温度不低于800℃，终轧温度不低于700℃，获得终轧厚度为10～30mm厚的板材，轧制后风冷至室温；

(4)纳米孪生化处理：步骤(3)处理后的合金材料重新加热至830～900℃保温0.5～1.0h后风冷至室温，随后室温或者超低温冷轧处理，轧制总变形量不大于80％，(5)纳米孪晶稳定化及低温时效化处理：将步骤(4)处理后的材料加热至400～450℃进行位错回复处理，保温时间为1.0～2.0h，随后进行低温时效处理，时效温度为200～400℃，保温时间为5.0～8.0h，获得高密度纳米变形孪晶和纳米析出相强化高强韧耐磨钢；

所述步骤(4)的纳米孪生化处理工艺包括一级冷轧和二级超低温轧制孪生化处理工艺：一级化处理：将步骤(3)处理后的材料重新加热至800～900℃保温0.5～1.0h后风冷至室温，随后冷轧，变形量不大于50％，然后进行回复处理，加热至500～600℃保温0.5～1.0h，后空冷室温，实现材料组织的初级变形孪晶化和位错组织的回复；二级纳米孪生处理：将一级处理的材料进行超低温轧制，超低温材料的轧制温度低于-60℃，累计变形量为25～40％。

2.如权利要求1所述一种高强韧耐磨钢，其特征在于：合金的层错能为24～30kJ/m²，Nb、Ti和V加入量的质量百分比满足：2:1:1。

3.如权利要求1所述的一种高强韧耐磨钢，其特征在于：合金的成分质量百分比为：C:0.5～0.8％，Mn:20～24％，Si:0.1～0.5％，Al:≤1.0％，S:≤0.005％，P:≤0.01％，Nb:0.6～1.0％，Ti:0.3～0.5％，V:0.3～0.5％，N:0.01～0.02％,稀土RE：0.02～0.5％，其余成分为Fe和不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述的一种高强韧耐磨钢，其特征在于：该钢成分的质量百分比为：C:0.5％,Mn:20±0.5％，Si:0.25％,Al≤1.0％,Nb:1.0±0.2％，Ti:0.5±0.1％，V:0.5±0.1％，N 0.01％，稀土RE：0.05±0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。