[发明专利]一种上贝氏体层状组织钢及其制备方法

权利要求书

1.一种上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，将合金组分冶炼成钢坯后，于单一奥氏体区或奥氏体/铁素体两相区保温；保温结束后，执行钢坯变形和细化工序；

所述变形和细化工序包括以下步骤中的一段或多段：

第一段：单一奥氏体区变形，变形方向沿晶粒纵向横向受力变形；或变形方向不限，累计变形量率大于50％，晶格重组细化组织；

第二段：A₃-珠光体温度范围内变形，将晶格细化的铁素体和奥氏体沿晶粒生长纵向晶粒横向累计变形10％～80％，孕育板条层状组织；

第三段：珠光体到贝氏体温度±150℃范围内变形，将宽大初成型层状贝氏体铁素体和奥氏体沿纵向晶粒横向累计变形5％～50％，细化板条层状组织；

或者所述变形和细化工序为：

从单一奥氏体平衡态区到非平衡态区、再到上贝氏体区，沿纵向晶粒生长方向横向受力累计变形率大于50％，从细化晶格、孕育层状到细化层状直接成型；

或者所述细化层状工序为：

已成上贝氏体组织的产品加热或不加热到贝氏体区域，沿纵向晶粒生长方向横向受力累计变形率大于50％，从细化层状直接成型。

2.根据权利要求1所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，所述变形和细化工序顺次如下：

第一段：单一奥氏体区变形，变形方向沿纵向晶粒横向受力变形；或变形方向不限，累计变形量率大于50％，晶格重组细化组织；

第二段：A₃-珠光体温度范围内变形，将晶格细化的铁素体和奥氏体沿晶粒纵向/横向累计变形10％～80％，孕育板条层状组织；

第三段：珠光体到贝氏体温度范围内变形，将晶粒生长过程中贝氏体铁素体和奥氏体沿晶粒纵向横向累计变形5％～50％，细化板条层状组织。

3.根据权利要求1所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，所述合金组分按质量百分比计，包括：

C:0.05～1.5wt％、Cr:0.1～5wt％、Mn:0.1～9.0wt％、Si:0.01～5.0wt％、Al:0.01～15.0wt％、Mo:0～5.0wt％、Ni:0～15.0wt％、W:0～5.0wt％、Co:0～5wt％、Zn:0～5.0wt％、V:0～5.0wt％、P:0～0.5wt％；附加以下一种或多种合金组分按质量百分比计，还包括：B:0～2wt％、N:0～0.5wt％、Nb:0～1.0wt％、Re:0～1.0wt％、Ti:0～1.0wt％、Ca:0～0.5wt％、Ce:0～0.5wt％、Sb:0～0.5wt％、Bi:0～0.5wt％、Sn:0～0.5wt％、Ga:0～0.5wt％、Mg:0～0.5wt％、Cu:0～5wt％，余量为Fe。

4.根据权利要求1或2所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，所述变形和细化工序采用冷轧、冷拔或热拔工艺执行。

5.根据权利要求3所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，还包括冶炼合成后由液相转变成固相后最终制成珠光体组织的钢坯到室温保存的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，钢坯变形和细化工序后，还包括淬火工序：

上贝氏体温度区域内成型后采用慢冷或空冷或加速冷却到下贝氏体或马氏体温度区域内预设温度点等温，等温后冷却到室温；

或者，最终成型后采用慢冷或空冷或加速冷却降至到室温；

或者，最终成型后采用慢冷或空冷或加速冷却到马氏体温度区域内预设温度点等温，等温后再提升到贝氏体温度区域内预设温度点等温，等温后空冷到室温。

7.根据权利要求6所述的上贝氏体层状组织钢的制备方法，其特征在于，还包括一次或连续多次回火工序：

将淬火后的成品从室温再升到100℃～750℃之间的预设温度点等温；

或将淬火后产品冷却到0～-200℃之间预设温度点，再升温到100℃～750℃之间的任一温度等温；等温结束后冷却到室温。