[发明专利]一种高强低密度双相钢及其制备方法

说明书

本发明提供了高强低密度双相钢，属于钢材料技术领域。在本发明的双相钢中，Al元素作为强铁素体稳定性元素，Al的添加会使得钢中出现大量的铁素体组织；而Be元素也是强铁素体稳定性元素，但是与Al元素相比，Be元素的密度更小，在合金化的过程中，能够在确保双相钢强度的前提下大幅度降低钢的密度；Mn与C元素是强奥氏体稳定性元素，本发明通过在钢中添加Mn与C元素，可以得到组织性能较好的奥氏体组织；本发明的各元素配合作用，使得双相钢在保持较高强度的同时具有更低的密度。发明的高强低密度双相钢与现有的Fe‑Mn‑Al‑C钢相比，屈服强度、抗拉强度基本保持一致，密度下降3.65～6.69％。

技术领域

本发明涉及钢材料技术领域，尤其涉及一种高强低密度双相钢及其制备方法。

背景技术

近年来，高强低密度钢在军事领域参与的比重越来越大，而且需求还在逐步增加。现有的Fe-Mn-Al-C高强低密度钢仅仅通过结构方面(受力构件)减重能力非常有限，难以满足对更低密度的服役条件。因此如何在确保强度的前提下进一步降低材料的密度成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强低密度双相钢及其制备方法，本发明提供的钢材在保持较高强度的同时具有更低的密度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强低密度双相钢，包括以下质量百分含量的元素：C 1.4～1.6％、Al 10～11％、Mn 30～35％、Be 1.0～2.5％和余量的Fe。

优选的，包括C1.5％、Al 10％、Mn 30％、Be 1.0～2.0％和余量的Fe。

本发明提供了上述方案所述高强低密度双相钢的制备方法，包括以下步骤：

将对应上述方案所述高强低密度双相钢组成的原料进行熔炼和锻造，得到铸锭；

将所述铸锭依次进行均匀化处理、热轧制和固溶处理，得到高强低密度双相钢。

优选的，所述熔炼在真空感应熔炼炉中进行。

优选的，所述熔炼的过程为：按照熔点由低到高的顺序将各原料依次由下至上放入真空感应熔炼炉中，然后将所述真空感应熔炼炉抽真空，向抽真空后的炉体中充入氩气，在搅拌条件下进行熔炼，待钢液表面完全溶清至无明显悬浮物保温15～20min，将钢液倒入模具中，冷却。

优选的，所述均匀化处理的温度与热轧制的温度相同。

优选的，所述均匀化处理的温度为1050～1250℃，保温时间为2～5h

优选的，所述热轧制为多道次热轧制，所述热轧制总的变形量为60～65％，每道次的变形量为1.35～2mm。

优选的，相邻道次热轧制间，还包括对上一道次热轧制后得到的坯料进行保温处理，所述保温处理的温度同下一道次热轧制的温度，所述保温处理的时间为5～10min。

优选的，所述固溶处理的温度为1050～1250℃，保温时间为60～120min。

本发明提供了一种高强低密度双相钢，包括以下质量百分含量的元素：C 1.4～1.6％、Al 10～11％、Mn 30～35％、Be 1.0～2.5％和余量的Fe。在本发明的双相钢中，Al元素作为强铁素体稳定性元素，Al的添加会使得钢中出现大量的铁素体组织；而Be元素也是强铁素体稳定性元素，但是与Al元素相比，Be元素的密度更小，在合金化的过程中，能够在确保双相钢强度的前提下大幅度降低钢的密度；Mn与C元素是强奥氏体稳定性元素，本发明通过在钢中添加Mn与C元素，可以得到组织性能较好的奥氏体组织；本发明的各元素配合作用，使得双相钢在保持较高强度的同时具有更低的密度。