【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼钢，具体涉及一种马氏体单相沉淀硬化钢及其制备工艺。
技术介绍
1、含铜高强钢作为一种马氏体单相沉淀硬化钢，不仅具有高强度，还能够保持较好的韧性，而被广泛的应用于航天航空、舰船制造和桥梁建造等领域，随着高端应用领域对安全性、耐用性和加工性能的要求越来越高，这就需要马氏体单相沉淀硬化钢在服役期间表现为高强度和高韧性，目前，大多通过提高回火温度提高马氏体单相沉淀硬化钢的韧性，但由于回火温度高，一方面，导致原本细小且分布均匀的沉淀相聚集长大，且分布不均匀，较大的沉淀相对位错的阻碍作用减弱，导致材料的强度下降，另一方面，较高的回火温度导致晶界粗糙，不利于马氏体单相沉淀硬化钢维持高强度，同时，在较高的回火温度下，增加了固溶度，虽然能够提升韧性，但会导致析出的强化相含量降低，从而削弱了马氏体单相沉淀硬化钢的强度，这就造成马氏体单相沉淀硬化钢的强度和韧性存在此消彼长的关系。
2、现有技术公开了一种超高强度高韧性的马氏体时效钢，将原料经过熔炼和二次精炼后通过均匀化热处理结合多次的热锻，使得到的马氏体时效钢合金中形成了富铜相和ni3ti核壳结构，实现软、硬纳米粒子的复合强化，且不损失马氏体时效钢的韧性，但韧性仍表现不佳。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的马氏体单相沉淀硬化钢韧性表现不佳的缺陷，从而提供一种马氏体单相沉淀硬化钢及其制备工艺。
2、一方面，本专利技术提供一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，包括如下步骤，将钢坯热轧
3、相较于本专利技术实施例采用水冷为介质，以空冷或以油为介质的淬火工艺，淬火速率过慢，不仅无法形成马氏体钢，且形成的钢材韧性较差。
4、在其中一些实施例中，所述两次回火的回火温度小于所述钢坯的奥氏体转变温度。
5、在其中一些实施例中，所述热轧的温度为1100℃-1200℃，热轧的保温时间为1h-2.5h。
6、在其中一些实施例中，所述热轧的终轧温度为800℃-950℃，优选为850℃-900℃。其中，终轧温度是指在热轧过程中，金属材料最后一次通过轧机时的温度。终轧温度对产品的微观组织结构、机械性能、尺寸精度以及表面质量都有着直接影响，控制终轧温度是确保钢材具有良好加工性能和满足最终产品规格要求的关键因素之一，过高或过低的终轧温度都可能导致材料内部结构不良，本专利技术控制终轧温度为800℃-950℃，更优的终轧温度为850℃-900℃，能够实现钢材强度的提高。
7、为进一步的提高马氏体单体相沉淀硬化钢的韧性，在其中一些实施例中，设置一次回火温度为450℃-550℃，优选为500℃-550℃，一次回火的保温时间为0.25h-1h，优选为0.5h-1h。
8、在其中一些实施例中，二次回火温度为425℃-500℃，优选为450℃-475℃，保温时间为1h-2.5h，优选为1h-2h。
9、在其中一些实施例中，所述钢坯的制备方法包括如下步骤，按照一定比例将各金属材料和碳真空熔炼、锻造制得。
10、优选的，所述金属材料包括铜、镍、锰、铬、钼和钒。
11、在其中一些实施例中，钢锭制备原料的质量分数为，碳粉0.04％-0.06％、铜块1.45％-3.24％、镍块8.8％-9.5％、锰块0.5％-0.7％、铬块0.8％-0.95％、钼块0.8％-0.95％、钒块0.15％-0.3％，其余为铁块。
12、优选的，钢锭制备原料的质量分数为，碳粉0.05％-0.055％、铜块1.5％-3％、镍块9％-9.2％、锰块0.55％-0.6％、铬块0.85％-0.9％、钼块0.85％-0.9％、钒块0.2％-0.25％，其余为铁块。
13、在其中一些实施例中，所述真空熔炼的熔炼温度为1530℃-1600℃，熔炼的时间为0.5h-1h。
14、在其中一些实施例中，所述锻造的温度为1100℃-1150℃，锻造的保温时间为1h-2.5h。
15、另一方面，本专利技术提供一种由上述制备方法制得的马氏体单相沉淀硬化钢，包括如下质量份的组分，c：0.023％～0.03％，cu：1.5％～3％，ni：8.59％～9％，mn：0.55％～0.6％，cr：0.85％～0.9％，mo：0.85％～0.9％，v:0.2％～0.25％，其余为fe。
16、本专利技术技术方案，具有如下优点：
17、1.本专利技术提供的一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，包括如下步骤，将钢坯热轧后淬火，经过两次回火后得到马氏体单相沉淀硬化钢，所述淬火的介质为水。本专利技术通过将热轧后的钢坯以水为介质快速淬火，在钢坯内部晶粒结构中形成层状组织，再利用二次回火的步骤，提高钢材的断裂应力，使得制得的马氏体单相沉淀硬化钢在不损失强度的前提下，同时具有较强的韧性。
18、2.本专利技术提供的一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，所述两次回火的回火温度小于所述钢坯的奥氏体转变温度。本专利技术通过直接淬火的步骤，不仅省略了常规工艺中奥氏体化的步骤，同时降低了回火的温度，降低了操作难度，节约资源，同时通过降低回火温度，能够进一步的提高马氏体单相沉淀硬化钢的强度。
19、3.本专利技术提供的一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，所述热轧的终轧温度为800℃-950℃，优选为850℃-900℃。本专利技术将热轧的终轧温度控制在800℃-950℃，尤其终轧温度为850℃-900℃时，能够控制钢材内的晶粒粒径符合标准，进而实现钢材强度的提高。
20、4.本专利技术提供的一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，一次回火温度为500℃-550℃，保温时间为0.25h-0.75h；和/或，二次回火温度为425℃-475℃，保温时间为1h-2.5h。本专利技术将一次回火和二次回火的温度和时间控制在一定范围，一方面能够确保产生层状组织的钢材具有增韧的效果，另一方面能够进一步的提高钢材的强度。
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1.一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述两次回火的回火温度小于所述钢坯的奥氏体转变温度。
3.根据权利要求2所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述热轧的终轧温度为800℃-950℃，优选为850℃-900℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述热轧的温度为1100℃-1200℃，热轧的保温时间为1h-2.5h。
5.根据权利要求4所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，一次回火温度为450℃-550℃，优选为500℃-550℃，
6.根据权利要求5所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述钢坯的制备方法为，按照一定比例将各金属材料和碳真空熔炼、锻造制得。
7.根据权利要求6所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述金属材料包括铜、镍、锰、铬、钼和钒；和/或，
8.根据权利要求6所述的马氏体单相沉淀硬化钢
9.一种马氏体单相沉淀硬化钢，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺制得。
10.根据权利要求9所述的马氏体单相沉淀硬化钢，其特征在于，包括如下质量份的组分，C：0.023％～0.03％，Cu：1.5％～3％，Ni：8.59％～9％，Mn：0.55％～0.6％，Cr：0.85％～0.9％，Mo：0.85％～0.9％，V:0.2％～0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质。
...【技术特征摘要】
1.一种马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述两次回火的回火温度小于所述钢坯的奥氏体转变温度。
3.根据权利要求2所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述热轧的终轧温度为800℃-950℃，优选为850℃-900℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述热轧的温度为1100℃-1200℃，热轧的保温时间为1h-2.5h。
5.根据权利要求4所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，一次回火温度为450℃-550℃，优选为500℃-550℃，
6.根据权利要求5所述的马氏体单相沉淀硬化钢的制备工艺，其特征在于，所述钢坯的制备方法为，按照一定...
【专利技术属性】
技术研发人员：张飞飞，赵星宇，周俊全，陈映雪，张晓新，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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