一种超高强度中锰钢及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，包括：对待处理钢锭在预定固溶温度和预定固溶时间下进行固溶处理，得到平均晶粒尺寸约20～80μm且微观结构为均匀的等轴状粗晶的初态样品；在热锻温度范围内对所述初态样品进行锻造比为4比8的热锻处理后通过第一冷却方式冷却至室温，得到圆棒样品；在预定保温温度和预定保温时间下对所述圆棒样品进行等温热处理后通过控冷淬火处理方式冷却至室温，得到马氏体和残余奥氏体交替分布的超高强度中锰钢。2.根据权利要求1所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述待处理钢锭包括碳元素、锰元素、磷元素、硫元素和氮元素；所述碳元素体积分数为0.2％，所述锰元素体积分数为5％，所述磷元素体积分数为0.008％，所述硫元素体积分数为0.002％，所述氮元素体积分数为0.003％。3.根据权利要求2所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述固溶温度为1100℃～1250℃，所述预定固溶时间为2-6小时。4.根据权利要求1所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述热锻温度范围为850℃-1200℃。5.根据权利要求4所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述第一冷却方式为空冷方式。6.根据权利要求5所述的异质层片结构中锰钢的制备方法，其特征在于，所述圆棒样品的截面直径为16mm。7.根据权利要求1所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述控冷淬火处理方式的冷却速度为0.5℃/s～50℃/s。8.根据权利要求7所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述在预定保温温度和预定保温时间下对所述圆棒样品进行等温热处理后通过控冷淬火处理方式冷却至室温，包括：通过盐浴方式在预定保温温度和预定保温时间下对所述圆棒样品进行等温热处理后通过控冷淬火处理方式冷却至室温。9.根据权利要求8所述的超高强度中锰钢的制备方法，其特征在于，所述预定保温温度与所述奥氏体化开始温度的差值在差值范围内，所述差值范围为20℃～50℃；所述等温热处理的持续时长在1小时至4小时范围内。10.一种超高强度中锰钢，所述超高强度中锰钢由权利要求1至9任一项所述的方法制成，其特征在于，包括：交替分布的马氏体和奥氏体组织；所述奥氏体的体积分数小于5％。

技术总结
本申请公开了一种超高强度中锰钢及其制备方法，在该制备方法中，将待处理钢锭经过热机械变形后进行等温热处理和控冷淬火处理，获得马氏体和微量残余奥氏体交替分布的异质层片结构中锰钢。将传统的块状或者板条结构转化为异质层片结构，保留基体强度的异质界面，利用异质变形诱导加工硬化行为和尺度效应，获得低成本、超高强度的中锰钢。整个工艺过程仅通过简单的热机械加工、等温热处理和冷却处理，大幅度降低了生产难度，同时廉价的原材料也高度节约了成本，非常适合推广应用到工业生产。非常适合推广应用到工业生产。非常适合推广应用到工业生产。


技术研发人员：张杭州 杨沐鑫 王昌 曹文全 武晓雷 袁福平
受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所
技术研发日：2021.10.20
技术公布日：2022/3/21