【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料熱處理的，特別涉及一種可調控屈服比的馬氏體鋼的。
技術介紹
1、屈服比是屈服強度和抗拉強度之比，體現了材料從開始屈服到失效的安全性系數，是考量汽車安全性能的重要指標之一。當馬氏體鋼的屈服比比較低時，屈服強度與抗拉強度之間具有很大差值，可使鋼板在達到屈服強度后的斷裂過程中獲得較寬的安全范圍，有助于提高鋼材的加工性能和產品的安全性；同時，馬氏體鋼的低屈服比有利于提高零件的成形性能，適用于形狀復雜、需要深拉或拉伸成形的部件。當馬氏體鋼的屈服比比較高時，鋼材在達到屈服點之前能夠承受更高的應力，這增加了汽車零件在實際使用中的安全系數。對于車架、縱梁等承受較大載荷的結構件，通常需要使用屈服強度高的鋼材以確保車輛在碰撞等情況下的結構完整性和乘員安全。因此，低屈服比鋼材具有較高的塑性和韌性，有利于提高汽車的沖擊吸收能力和碰撞安全性；而高屈服比鋼材則具有更高的強度和剛性，有助于提高汽車的結構穩定性和乘員保護性能。
2、中國專利cn103060715b公開了一種具有低屈服比的超高強韌鋼板的制造方法，通過調節奧氏體化溫度(860～940℃)和回火溫度(150～350℃)來調控原奧氏體晶粒大學和碳化物尺寸，最終獲得抗拉強度大于1500mpa和延伸率大于10％的優異性能，但所得材料的屈服比均保持在0.8左右。為了進一步降低屈服比，中國專利cn110100032b提出了代替傳統淬火-回火的工藝，將鋼材冷卻至馬氏體轉變終了(mf)溫度以下50℃和其以上100℃的溫度范圍內保持規定時間的方法，最終獲得了微觀組織包含90％以上的回火
3、針對上述問題，現有技術提出了對非均勻錳分布的初始組織進行快速的奧氏體化處理，淬火后在馬氏體基體中引入一定量的富錳殘余奧氏體，進一步改善了馬氏體鋼的綜合力學性能，如中國專利cn110468263a、cn113652612a、cn112251679a、cn116144887a和cn116949366a等。但實踐中發現，現有技術均無法有效調控鋼材的屈服比，如中國專利cn110468263a和cn113652612a獲得馬氏體鋼的屈服比均位于0.85～0.95范圍內，而cn116144887a獲得馬氏體鋼的屈服比位于0.5～0.6范圍內。因此，如何在維持高強度和高塑性的同時，有效調節馬氏體鋼的屈服比，以適應不同汽車結構件的需求，已成為待解決的關鍵技術問題。
技術實現思路
1、針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種可調控屈服比的馬氏體鋼及其制備方法，該制備方法通過簡單的改進熱處理工藝，即可獲得不同屈服比的馬氏體鋼以滿足不同汽車結構件的需求，同時所得馬氏體鋼可保持高強度以及高延伸率，解決現有技術難以在保持高強塑性前提下有效調控其屈服比的問題。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種可調控屈服比的馬氏體鋼，以質量百分數計，其包含以下元素組分：c：0.2～0.5wt.％，mn：2.0～8.0wt.％，si：0～3.0wt.％，al：0～3.0wt.％，cr：0～1.5wt.％，mo：0～0.5wt.％，ni：0～2.0wt.％，ti：0～0.1wt.％，v：0～0.5wt.％，nb：0～0.5wt.％，其余為fe和不可避免的雜質；且其微觀組織結構包含回火的板條狀馬氏體基體和分布在該馬氏體基體間的片層狀殘余奧氏體，所述殘余奧氏體的體積分數大于10％。
4、本專利技術進一步提供了一種可調控屈服比的馬氏體鋼的制備方法，其包括：
5、(1)將熔煉并均勻化處理后的原料鋼材進行鍛造和/或熱軋，得到熱軋鋼板；
6、(2)將所述熱軋鋼板加熱至奧氏體單相區并保溫獲得完全高溫奧氏體，其后冷卻至珠光體(鐵素體+滲碳體)轉變溫度區間并保溫，獲得珠光體組織，再冷卻至室溫，獲得珠光體化鋼材；
7、(3)將所述珠光體化鋼材以不低于1℃/s的升溫速率加熱至奧氏體單相區并短時保溫，獲得快速短時奧氏體化鋼材；
8、(4)將所述快速短時奧氏體化鋼材冷卻至等溫淬火溫度并保溫進行一次碳配分，其后冷卻至室溫或升高至更高的溫度并保溫進行二次碳配分，最后淬火至室溫，得到碳配分的鋼材；其中，所述等溫淬火溫度在室溫和馬氏體轉變開始溫度(ms)之間；
9、其中，所述原料鋼材以質量百分數計，包含以下元素組分：c：0.2～0.5wt.％，mn：2.0～8.0wt.％，si：0～3.0wt.％，al：0～3.0wt.％，cr：0～1.5wt.％，mo：0～0.5wt.％，ni：0～2.0wt.％，ti：0～0.1wt.％，v：0～0.5wt.％，nb：0～0.5wt.％，其余為fe和不可避免的雜質。
10、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述制備方法還包括：
11、(5)將所述一次碳配分的鋼材進行回火處理。
12、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述均勻化處理的溫度為1100～1300℃，時間為12～48h。
13、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述奧氏體單相區溫度為700～900℃。
14、根據本專利技術的一些優選實施方式，步驟(2)中在奧氏體單相區的保溫時間為5～120min。
15、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述珠光體轉變溫度區間為450～700℃，其保溫時間為2～48h。
16、根據本專利技術的一些優選實施方式，步驟(3)中在奧氏體單相區的保溫時間為0～200s。
17、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述等溫淬火溫度為0～400℃，其保溫時間為0～8h。
18、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述二次碳配分的溫度為100～500℃，其保溫時間為1～30min。
19、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述回火處理為在100～400℃保溫0s～120min。
20、根據本專利技術的一些優選實施方式，所述的制備方法具體包括：
21、(1)將熔煉好的原料鋼材的鑄錠進行均勻化處理，其后鍛造和/或熱軋，得到熱軋鋼板；
22、(2)將所述熱軋鋼板加熱至700～900℃保溫10～120min，得到完全高溫奧氏體，其后冷卻至500～650℃保溫3～24h，獲得珠光體組織，再水淬至室溫，獲得珠光體化鋼材；
23、(3)將所述珠光體化鋼材以5～100℃/s的升溫速率加熱至700～850℃保溫0～100s，獲得快速短時奧氏體化鋼材；
24、(4)將所述快速短時奧氏體化鋼材冷卻至0～250℃保溫0～3h進行一次碳配分，其后冷卻至室溫或升高至100～500℃保溫0～2h進行二次碳配分，最后水淬至室溫，得到碳配分的鋼材；
25、(5)將所述碳配分的鋼材升本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可調控屈服比的馬氏體鋼，其特征在于，以質量百分數計，其包含以下元素組分：C：0.2～0.5wt.％，Mn：2.0～8.0wt.％，Si：0～3.0wt.％，Al：0～3.0wt.％，Cr：0～1.5wt.％，Mo：0～0.5wt.％，Ni：0～2.0wt.％，Ti：0～0.1wt.％，V：0～0.5wt.％，Nb：0～0.5wt.％，其余為Fe和不可避免的雜質；且其微觀組織結構包含回火的板條狀馬氏體基體和分布在該馬氏體基體間的片狀殘余奧氏體，所述殘余奧氏體的體積分數大于10％。
2.一種可調控屈服比的馬氏體鋼的制備方法，其特征在于，其包括：
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，其還包括：
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述均勻化處理的溫度為1100～1300℃，時間為12～48h。
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，其中，所述奧氏體單相區溫度為700～900℃，步驟(2)中在奧氏體單相區的保溫時間為5～120min，步驟(3)中在奧氏體單相區的保溫時間為0～200s；和/或，所述珠光體轉
6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述二次碳配分的溫度為100～500℃，其保溫時間為1～30min。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述回火處理為在100～400℃保溫0s～120min。
8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，其具體包括：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述均勻化處理包括：將所述原料鋼材的鑄錠加熱至1200～1250℃，保溫24～36h。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋包括：將進行所述均勻化處理后的鋼材在900～1000℃進行首次熱軋，其下壓量為50～60％，軋后空冷至800℃進行再次熱軋，其下壓量為10～20％。
...【技術特征摘要】
1.一種可調控屈服比的馬氏體鋼，其特征在于，以質量百分數計，其包含以下元素組分：c：0.2～0.5wt.％，mn：2.0～8.0wt.％，si：0～3.0wt.％，al：0～3.0wt.％，cr：0～1.5wt.％，mo：0～0.5wt.％，ni：0～2.0wt.％，ti：0～0.1wt.％，v：0～0.5wt.％，nb：0～0.5wt.％，其余為fe和不可避免的雜質；且其微觀組織結構包含回火的板條狀馬氏體基體和分布在該馬氏體基體間的片狀殘余奧氏體，所述殘余奧氏體的體積分數大于10％。
2.一種可調控屈服比的馬氏體鋼的制備方法，其特征在于，其包括：
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，其還包括：
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述均勻化處理的溫度為1100～1300℃，時間為12～48h。
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，其中，所述奧氏體單相區溫度為700～900℃，步驟(2)中在奧氏體單相區的保...
【專利技術屬性】
技術研發人員：熊志平，楊德振，張超，張浩，姚一帆，王迎春，張朝暉，張帆，程興旺，
申請(專利權)人：北京理工大學唐山研究院，
類型：發明
國別省市：
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