【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種液氫儲(chǔ)罐鋼及制備方法，具體屬于一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼及制備方法。
技術(shù)介紹
1、目前，市面上成熟的液氫儲(chǔ)罐鋼鐵材料用的是304l、316及含9％?ni的奧氏體不銹鋼。這些鋼存在不僅成本高昂，且低溫強(qiáng)韌性不匹配和抗氫致延遲斷裂性能欠佳等問(wèn)題。本
為了解決所存在的問(wèn)題，近年來(lái)中外各國(guó)相繼研制出低溫高錳鋼并成功在液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域投入使用，均采用“以mn代ni”合金成分設(shè)計(jì)，以能大大降低成本。這是因?yàn)閙n元素同樣可以提高奧氏體低溫穩(wěn)定性，而且高錳奧氏體鋼在低溫下不會(huì)呈現(xiàn)出鐵磁性。
2、在金屬中層狀異構(gòu)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為具有巨大的研究潛力，如今也是熱點(diǎn)研究方向，尤其是層狀異構(gòu)組織中各結(jié)構(gòu)的層片間距、層片尺寸、以及不同層片的比例等結(jié)構(gòu)參數(shù)如何影響金屬材料強(qiáng)度和塑性。制備具有優(yōu)異強(qiáng)-塑性匹配的層狀異構(gòu)單金屬/復(fù)合金屬材料，并揭示其結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的內(nèi)在聯(lián)系，這對(duì)于傳統(tǒng)冶金行業(yè)和金屬材料不斷的向前發(fā)展具有重大的意義。
3、經(jīng)檢索：
4、中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn106191404b的文獻(xiàn)，公開(kāi)了《一種高強(qiáng)度高塑性twip鋼的制備方法》，是通過(guò)超大變形量異步軋制加冷軋結(jié)合退火處理的方法，獲得1μm以下的超細(xì)晶粒，同時(shí)輔以nb、ti等微合金的加入，可實(shí)現(xiàn)1400mpa的抗拉強(qiáng)度和7％以上的延伸率。該專(zhuān)利技術(shù)要求400℃下溫軋后冷軋，總變形量超過(guò)95％，且需要采用異步軋制，工藝復(fù)雜，難度很大，并不具備大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的可行性。
5、歐洲專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)為ep3492618b1的文獻(xiàn)，公開(kāi)
6、在現(xiàn)有低溫高錳鋼基礎(chǔ)上加入一定al元素的，認(rèn)為是顯著改善抗氫脆性能的最具潛力的策略之一。它既能在基體表面形成al2o3薄膜層大幅降低氫原子擴(kuò)散速率，還能抑制馬氏體相變來(lái)降低氫脆敏感性。此外，al容易與鋼中fe和mn元素結(jié)合形成κ-碳化物，在晶內(nèi)或沿晶間析出，同時(shí)影響材料強(qiáng)韌性能表現(xiàn)和抗氫脆能力。當(dāng)κ-碳化物在晶內(nèi)以納米尺寸彌散析出時(shí)，其能作為陷阱吸附部分氫原子，提高氫脆臨界濃度和氫脆抗性；反之，κ-碳化物沿晶界以網(wǎng)狀形式密集析出時(shí)，會(huì)形成微裂紋引起準(zhǔn)解離斷裂，損傷宏觀斷裂性能。因此，控制κ-碳化物及相關(guān)亞穩(wěn)相的析出行為和狀態(tài)對(duì)材料抗氫脆性能非常關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種通過(guò)溫軋調(diào)控輕質(zhì)高錳鋼中納米析出物，在保證其：屈服強(qiáng)度在900～1200mpa，抗拉強(qiáng)度在1100～1320mpa下，使顯微組織為奧氏體、馬氏體及納米析出物，尺寸在2～50nm的析出物占體積比不低于1.6％，延伸率≥20％的含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼及制備方法。
2、實(shí)現(xiàn)上述目的的措施：
3、一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其組分及重量百分比含量為：c≤0.5％，si≤0.5％，mn：20.0～26.0％，al：5～12％，cr≤7％，cu：0.5～5.0％，ni：0.5～1.5％，nb：0.01～0.5％，s≤0.006％，p≤0.015％，n≤0.001％，其余為fe及不可避免雜質(zhì)；并滿足al的添加量為mn添加量的四分之一至二分之一；金相組織為奧氏體，馬氏體和微納米析出物，其中尺寸在2～50μm的析出物占體積比不低于1.6％。
4、優(yōu)選地：cu的重量百分比含量在1.3～4.3％。
5、優(yōu)選地：al的重量百分比含量為5.6～11.5％。
6、一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼的制備方法，其步驟：
7、1)經(jīng)常規(guī)冶煉后，澆注或切割成所需坯規(guī)格；
8、2)對(duì)澆注或切割成的鋼坯加熱，加熱溫度控制在1120～1300℃，并在此溫度下保溫180～300min；
9、3)進(jìn)行熱軋，控制熱軋結(jié)束溫度在850～1000℃，在總壓下率30～60％下軋制至5～
10、10mm的厚度；
11、4)經(jīng)卷取后空冷至室溫，后在室溫狀態(tài)下冷軋至產(chǎn)品厚度，并控制累計(jì)壓下率在50～80％；
12、
13、5)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行時(shí)效處理，控制時(shí)效處理溫度在500～800℃，并在此溫度下保溫3～10h，時(shí)效處理中控制爐內(nèi)氧含量≤0.001wt％；
14、6)自然冷卻至室溫，待用。
15、優(yōu)選地：控制時(shí)效處理溫度在535～785℃；時(shí)效處理保溫時(shí)間與保溫溫度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。
16、優(yōu)選地：冷軋累計(jì)壓下率在55～75％。
17、其在于：時(shí)效處理方式：在線式或經(jīng)卷取后離線式進(jìn)行。
18、本專(zhuān)利技術(shù)中各主要元素及工藝的機(jī)理及作用
19、c：c是鋼中最經(jīng)濟(jì)、最基本的強(qiáng)化元素，它直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能等，主要通過(guò)合金碳化物析出和間隙固溶發(fā)揮強(qiáng)化作用。c的添加能夠提高奧氏體的層錯(cuò)能。為了能夠提高奧氏體的體積分?jǐn)?shù)和穩(wěn)定性，同時(shí)促進(jìn)碳化物的形成，故將其含量控制在≤0.5％。
20、si：si與al類(lèi)似，添加si也可降低奧氏體鋼的質(zhì)量密度，每添加1％si，可使鋼的密度降低0.8％。加si加速了κ-碳化物的形成。為了在時(shí)效處理過(guò)程促進(jìn)c向碳化物的配分，故將其含量控制在≤0.5％。
21、mn：mn是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)元素，并可在一定范圍內(nèi)提高fe-mn-al-c輕質(zhì)鋼的層錯(cuò)能。mn對(duì)碳化物的析出與長(zhǎng)大無(wú)明顯作用，增加mn含量會(huì)在一定程度上抑制碳化物的形成。為了擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，并可在一定范圍內(nèi)提高fe-mn-al-c輕質(zhì)鋼的層錯(cuò)能，故將其含量控制在20.0～26.0％。
22、al：al是鐵素體形成元素，是實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)鋼密度降低的重要元素。在fe-mn-al-c輕質(zhì)鋼中，al含量的高低可顯著影響組織形態(tài)，主要包括鐵素體的體積分?jǐn)?shù)以及是否形成碳化物或其他有序相等方面。同時(shí)，al可以顯著提高fe-mn-al-c輕質(zhì)鋼的層錯(cuò)能，從而影響材料的變形機(jī)制。因此，al元素是一種重要的組織調(diào)控元素。為了對(duì)fe-mn-al-c輕質(zhì)鋼中κ碳化物的析出和長(zhǎng)大起到明顯的促進(jìn)作用，故將其含量控制在5～12％。
23、cr：cr是鐵素體穩(wěn)定化元素，可抑制碳化物的形成，增加鐵素體的含量。cr的添加可提高fe-mn-al-c鋼的強(qiáng)度、抗腐蝕性和可成形性，從而獲得耐腐蝕、耐高溫氧化和抗蠕變性能優(yōu)良的輕質(zhì)鋼。為了提高fe-mn-al-c鋼的強(qiáng)度、抗腐蝕性和可成形性，故將其含量控制在≤7％。
24、cu：cu在fe本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其組分及重量百分比含量為：C≤0.5％，Si≤0.5％，Mn：20.0～26.0％，Al：5～12％，Cr≤7％，Cu：0.5～5.0％，Ni：0.5～1.5％，Nb：0.01～0.5％，S≤0.006％，P≤0.015％，N≤0.001％，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)；并
2.如權(quán)利要求1所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其特征在于：Cu的重量百分比含量在1.3～4.3％。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其特征在于：Al的重量百分比含量為5.6～11.5％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼的制備方法，其步驟：
5.如權(quán)利要求4所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼的制備方法，其特征在于：控制時(shí)效處理溫度在535～785℃；時(shí)效處理保溫時(shí)間與保溫溫度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。
6.如權(quán)利要求4所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼的制備方法，其特征在于：冷軋累計(jì)壓下率在55～75％。
7.如權(quán)利要求4所述的一
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其組分及重量百分比含量為：c≤0.5％，si≤0.5％，mn：20.0～26.0％，al：5～12％，cr≤7％，cu：0.5～5.0％，ni：0.5～1.5％，nb：0.01～0.5％，s≤0.006％，p≤0.015％，n≤0.001％，其余為fe及不可避免雜質(zhì)；并
2.如權(quán)利要求1所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其特征在于：cu的重量百分比含量在1.3～4.3％。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含納米析出物的層狀異構(gòu)輕質(zhì)高錳鋼，其特征在于：al的重量百分比含量為5...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董航宇，謝耀洲，胡丞楊，萬(wàn)響亮，龍瓊，李英儒，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：湖北民族大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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