[发明专利]一种超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢及其制备方法

权利要求书

1.一种超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢，其特征在于：按重量百分比计，该结构钢的化学成分如下：C: 0.12~0.28；Cr: 0.2~1.8；Mn: 1.2~2.8；Nb: 0.02~0.10；V: 0.12~0.28；B: 0.001~0.003；Ce: 0.01~0.03；Si: 0.01~0.2；余量为Fe；

所述结构钢的制备方法为：

采用真空感应炉熔炼，获得原材料铸锭；铸锭修磨后经过900℃以上开坯锻造、精锻加工成坯料，所得坯料在820~900°C保温一段时间后，快速冷却至室温，获得纳米板条前驱体；对所得纳米板条前驱体进行热变形，获得纳米晶组织；对纳米晶组织进行回火处理，最终获得超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢；

坯料在820~900°C保温时间t=(2.5~3.5)D min，其中，D为试样的有效厚度，单位为mm；

快速冷却的冷却速率在80~200°C/s之间；

纳米板条前驱体在温度为680~760°C，应变速率为0.5~2.0 s^-1的范围内进行热变形，总应变量大于等于70%；

回火温度为200~250℃，回火时间为1~2 h。

2.按照权利要求1所述超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢，其特征在于：按重量百分比计，C: 0.20~0.26；Cr: 0.4~1.0；Nb: 0.03~0.06；Mn: 2.0~2.6；V: 0.14~0.20；B: 0.001~0.003；Ce: 0.01~0.03；Si: 0.01~0.2；余量为Fe。

3.按照权利要求1所述超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢，其特征在于：热变形温度为690~720°C，应变速率为0.6~1.2 s^-1，总应变量大于等于90%。

4.按照权利要求1或3所述超高强度纳米晶20Mn2CrNbV结构钢，其特征在于：制备所得材料的显微组织为纳米晶，晶粒尺寸在35~130 nm之间；材料的抗拉强度高达1500~1700MPa，延伸率在10~18%之间，断面收缩率大于50%。