[发明专利]一种强塑积大于50GPa·％的低密度钢的制备方法

摘要

本发明的一种强塑积大于50GPa·％的低密度钢的制备方法，属于低密度钢领域。本发明包括如下步骤：冶炼，将原料放入熔炼炉进行冶炼；铸造，将得到的钢液注入模具，冷却得到低密度钢铸坯；热轧，将得到的低密度钢铸坯加热到1150～1250℃并保温，随后进行至少两次热轧；固溶处理，将得到的低密度钢在温度1000～1100℃下保温，进行淬火处理；冷轧，将得到的低密度钢进行至少两次冷轧；退火处理后冷却，得到低密度钢。本发明通过对合金成分与加工工艺进行调控，得到Fe‑Mn‑Al‑C系低密度钢，该低密度钢的形貌为奥氏体+铁素体+κ碳化物的多相组织，使得低密度钢具有较高强度和良好塑性，且强塑积大于50GPa·％。

主权项

1.一种强塑积大于50GPa·％的低密度钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)冶炼，将工业纯铝、纯铁和Fe‑Mn加入冶炼炉中进行真空熔炼，在熔炼的过程中加入添加剂，并向冶炼炉中通入氩气进行搅拌，所述添加剂包括稀土、高岭土和生物质；冶炼得到钢液；低密度钢的化学成分质量百分比为：Mn：19.40～20％；Al：9.82～10％；C：0.98～1％；P≤0.003％；S≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；(2)铸造，将步骤(1)得到的钢液注入模具中，模铸的过程控制钢水的过热度为20～30℃，在模具的底面装铺有保护渣，该保护渣包括铝矾土、白云石、高炉渣、水泥熟料和硅灰石，在模铸的同时进行电磁搅拌，电磁搅拌频率为4～7Hz，电流强度为250～400A；最后进行冷却，第一次冷却采用软水冷却，第二次冷却采用纯水冷却，第二次冷却水流量为第一次冷却水流量的70～80％，得到低密度钢的铸坯；(3)热轧，将步骤(2)得到的低密度钢的铸坯加热到1150～1250℃并保温，随后进行至少两次热轧，热轧的开轧温度为1050～1100℃，并控制热轧的累计变形量为68～72％；其中第一道次热轧下压率为k，为钢中的Mn质量百分比，为钢中的Al质量百分比，为钢中的C质量百分比；(4)固溶处理，将步骤(3)得到的低密度钢在温度1000～1100℃下保温，之后进行淬火处理；(5)冷轧，将步骤(4)得到的低密度钢进行至少两次冷轧，冷轧的累计变形量为67％；(6)退火处理，退火完成后冷却至室温，得到低密度钢。