【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢铁合金材料，尤其是一种2200mpa级低屈强比超高强钢及其制备方法。
技术介绍
1、随着现代科学和军工制造技术的不断发展，武器性能不断提高。现有1500mpa、1700mpa、1900mpa级超高强防护用钢越来越难以满足防护性能的需求；且随着装备轻量化需求的迫切，防护用钢向着更高强度发展以实现轻量化已成本不可避免的趋势。2000mpa级以上的超高强钢面临合金成本高、制备工艺复杂以及塑性差等一系列问题。现有2000mpa级以上的超高强钢主要包括热冲压成型钢、纳米贝氏体钢、高碳低合金钢以及中锰钢等，这些材料一般都需要通过高合金或者复杂工艺来实现，且在高强度的同时，屈强比一般都较高，不利于抵御弹丸的侵彻。
2、公开号cn112375990a的中国专利技术专利公开了一种屈服强度大于2000mpa的超高强度钢及其制备方法，其化学成分质量百分比为：c：0.2-0.4%，mn：6-9%，si：1-2%，v：0.1-0.3%，余量为fe及不可避免的杂质。该超高强度钢虽然抗拉强度达到2200mpa左右，延伸率10%以上，但其mn含量过高，导致c当量过高（常用c当量的计算公式为：cev=c+mn/6+cr/5+mo/5+v/5+cu/15+ni/15），焊接性能较差；且其抗拉强度＞2000mpa，屈强比高达0.9左右；同时其采用对旋转状态下的所述铸坯或钢锭进行多道次锻造的方式进行热加工，来获得所需的组织，这对于宽幅的防护用钢是无法实现的。
3、公开号cn112981275a的中国专利技术专利公开了一种强度
4、公开号cn113930675a的中国专利技术专利公开了一种2200mpa级低碳无b热成形钢及其制备方法，其化学成分质量百分比为：c：0.30-0.35%，si：≤0.40%，mn：1.0-1.5%，al：≤0.05%，cr:0.2-0.3%，mo：0.15-0.25%，p：≤0.008%，s≤0.005%，v：0.03-0.05%，余量为fe及不可避免的杂质。该热成形钢虽然热成形后的抗拉强度超过2200mpa，但其延伸率仅5-6%，难以满足高延伸率的需求，同时其得到的钢材为热轧钢带，规格较薄，无法满足防护用钢的需求。
5、公开号cn113957358a的中国专利技术专利公开了一种抗拉强度大于2200mpa高强度热成形钢基板及制备方法，其化学成分质量百分比为：c：0.40-0.44%，si：0.35-0.44%，mn：1.4-1.5%，cr：1.9-2.4%，p：≤0.01%，s≤0.005%，稀土元素y：0.015-0.055%，nb：0.045-0.06%，v：0.15-0.20%，其中v/nb=2.5-4.5，余量为fe及不可避免的杂质。该热成形钢基板虽然抗拉强度达到2200mpa以上，但其延伸率不超过9%，且其为冷轧钢带，规格较薄，无法满足防护用钢的需求。
6、公开号cn111304537a的中国专利技术专利申请公开了一种2200mpa级预应力钢绞线及生产工艺，其化学成分质量百分比为：c：0.84-0.92%，si：0.1-1.3%，mn：0.3-0.9%，cr:0.1-0.5%，p：≤0.015%，s：≤0.010%，al：0.01-0.08%，v：0.01-0.10%，余量为fe及不可避免的杂质。该钢绞线虽然绞线强度达到2200-2300mpa，但其c含量过高，导致焊接性能较差，同时，其为预应力钢绞线的形式，拉拔过程中的应变强化为其主要强化作用，对2200mpa级超高强钢的开发无借鉴意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种高力学性能的2200mpa级低屈强比超高强钢；本专利技术还提供了一种2200mpa级低屈强比超高强钢的制备方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的化学成分组成及其质量百分含量为：c0.40～0.42%、si 0.4～0.5%、mn 0.9～1.0%、cr 0.9～1.0%、ni 4.1～4.2%、mo 0.30～0.35%、v 0.25～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质元素。
3、进一步的，所述超高强钢的屈服强度＜1370mpa，抗拉强度＞2140mpa，延伸率＞11%，屈强比≤0.65。
4、本专利技术中各主要成分元素的作用如下：
5、c：加入0.40～0.42%的c，以获得超高强马氏体组织，使其具有高的抗拉强度，但又不至于过度的影响焊接性能及裂纹敏感性；
6、si：能够提高钢的淬透性，并具有较强的固溶强化的效果，可以显著提高钢的屈服强度及屈强比，因此因此控制si含量在0.4～0.5%；
7、mn：可以细化显微组织，提高淬透性，但含量过高会降低钢的焊接性能，因此控制mn含量在0.9～1.0%；
8、cr：可以显著提高钢的淬透性及强度，含量过高会降低钢的焊接性能、塑性及韧性，因此控制cr含量在0.9～1.0%；
9、ni：能提高钢的淬透性，同时既能提高钢的强度，又能保持良好的塑性和韧性，相对cr、mn元素，对钢的焊接性能影响较小，但ni合金较贵，因此控制ni含量在4.1～4.2%；
10、mo：可以细化晶粒，提高钢的淬透性，但含量过高会降低钢的焊接性能，同时mo合金价格高昂，因此控制mo含量在0.30～0.35%。
11、v：最有效的获得细晶马氏体的元素，可以有效的细化晶粒，提高强韧和韧性，因此，控制v含量在0.25～0.30%。
12、本专利技术方法：包括轧制和热处理步骤；
13、所述轧制步骤：将铸坯或钢锭加热、保温，然后轧制为板材；所述轧制过程控制轧制比≥15，且每道次变形量＞15%，终道次变形量≥20%，终轧温度控制在860～880℃；
14、所述热处理步骤：采用淬火+回火过程；所述淬火过程，板材加热到860～880℃、保温，进行水冷；所述回火过程，将板材加热到175～185℃、保温，空冷；即可得到所述低屈强比超高强钢。
15、进一步的，所述热处理步骤，板材加热到860～880℃保温0.5～1.0h；板材加热到175～185℃保温1.0～2.0h。
16、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术在成分设计上采用低合金高强钢成分体系，即fe-c-si-mn-cr-ni-mo-v成分体系，相较于马氏体时效钢、纳米贝氏体钢等，没有添加昂贵的co元本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种2200MPa级低屈强比超高强钢，其特征在于，其化学成分组成及其质量百分含量为：C 0.40～0.42%、Si 0.4～0.5%、Mn 0.9～1.0%、Cr 0.9～1.0%、Ni 4.1～4.2%、Mo 0.30～0.35%、V 0.25～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种2200MPa级低屈强比超高强钢，其特征在于：所述超高强钢的屈服强度＜1370Mpa，抗拉强度＞2140MPa，延伸率＞11%，屈强比≤0.65。
3.权利要求1或2所述2200MPa级低屈强比超高强钢的制备方法，其特征在于：包括轧制和热处理步骤；
4.根据权利要求3所述的一种2200MPa级低屈强比超高强钢的制备方法，其特征在于：所述热处理步骤，板材加热到860～880℃保温0.5～1.0h；板材加热到175～185℃保温1.0～2.0h。
【技术特征摘要】
1.一种2200mpa级低屈强比超高强钢，其特征在于，其化学成分组成及其质量百分含量为：c 0.40～0.42%、si 0.4～0.5%、mn 0.9～1.0%、cr 0.9～1.0%、ni 4.1～4.2%、mo 0.30～0.35%、v 0.25～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种2200mpa级低屈强比超高强钢，其特征在于：所述超高强钢的屈服强度...
【专利技术属性】
技术研发人员：任帅，张彩东，孙智妍，王九清，郭家瑞，高志新，李杰，庞辉勇，罗应明，赵喜伟，冯立果，张大伟，张福利，白丽娟，宋月，吴迎飞，年保国，孙彩凤，赵楠，张馨月，卢岳，罗扬，段路昭，孙江波，谭胜楠，谷秀锐，张宵璐，
申请(专利权)人：河北大河材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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