一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼；按重量百分比，其組成包括：C?0.28~1.15%，Al?3.0~12.0%，Mn?6.9~27.6%，Si?0.01~2.0%；并包括以下元素中的一種或幾種：Cr?0.01~0.80%，Ni?0.01~0.60%，Mo?0.01~0.30%，V?0.001~0.10%，Nb?0.001~0.06%，Ti?0.001~0.02%，且該組成的剩余部分為Fe和雜質(zhì)；本發(fā)明的低密度鋼的抗拉強(qiáng)度≥800MPa，密度≤7.4g/cm3，具有良好的強(qiáng)度和密度配合。本發(fā)明還公開(kāi)了該低密度鋼的制備方法。
【專利說(shuō)明】—種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域。更具體地，涉及一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]為了降低車(chē)輛、飛機(jī)等交通工具的自重，進(jìn)而以減少CO2的排放量并節(jié)約能源，世界范圍內(nèi)開(kāi)始關(guān)注新一代鋼鐵材料。主要是從兩個(gè)方面來(lái)提高鋼鐵材料的性能。一方面是通過(guò)提高鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性以補(bǔ)償構(gòu)件尺寸的減小。目前這種鋼的強(qiáng)度可達(dá)到800~2000MPa級(jí)別，但是這種鋼的密度一般為7.8g/cm3，這使得通過(guò)減小構(gòu)件尺寸來(lái)降低工具重量的程度很有限。另一方面是通過(guò)降低鋼的密度，向鋼中加入C、Al、Si等降低鋼密度的元素。研究表明，當(dāng)Al的含量達(dá)到8.5%時(shí)，鋼的密度可以減至7.0g/cm3。但當(dāng)鋼的密度減小到一定程度時(shí)，鋼的強(qiáng)度會(huì)降低。已經(jīng)有公司申請(qǐng)了專利，例如，于西納公司申請(qǐng)了 “很超高強(qiáng)度和低密度熱軋薄鋼板及其制造方法”(CN1688725A)，以及安賽樂(lè)米塔爾法國(guó)公司申請(qǐng)了“具有良好可壓延性的低密度鋼”(CN101755057A)，但是兩個(gè)專利獲得的鋼的強(qiáng)度均在400~1000MPa級(jí)別之間，這使得通過(guò)減小鋼件密度來(lái)降低工具重量的程度也受到了限制。
[0003]因此，需要提供一種既能保證強(qiáng)度密度又小的鋼材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼；本發(fā)明的低密度鋼的抗拉強(qiáng)度> 800MPa，密度< 7.4g/cm3，具有良好的強(qiáng)度和密度配合；本發(fā)明采用的合金元素簡(jiǎn)單，符合我國(guó)的資源現(xiàn)狀；本發(fā)明的低密度鋼可以應(yīng)用到車(chē)輛、飛機(jī)等交通工具減輕自重，符合我國(guó)節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略。
[0005]本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼的制備方法。
[0006]為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼，按重量百分比，其組成包括:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼，其特征在于，按重量百分比，其組成包括: C 0.28-1.15%, Al 3.0~12.0%， Mn 6,9-27.6%? Si 0,01~2,0%? 并包括以下元素中的一種或幾種: Cr 0,01-0.80%? Ni 0.01-0.60%, Mo 0.01-0.30%, V 0.00 卜 0.10%, Nb 0.001-0.06%, Ti 0.001-0.02%, 且該組成的剩余部分為Fe和雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼，其特征在于，所述低密度鋼中，所含Mn與Al的重量·百分比之比值不小于2.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼，其特征在于，所述低密度鋼中，所含Al與Si的重量百分比之和不小于5%。
4.如權(quán)利要求1~3任一所述的超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)提供具有權(quán)利要求1~3任一所述的組成的鋼； 2)在900~1200°C均勻化處理，然后水冷至室溫； 3)在300~600°C時(shí)效處理2~50小時(shí)，然后水冷至室溫，得到超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中在900~1200°C均勻化處理I~4小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高強(qiáng)度C-Al-Mn-Si系低密度鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中在300~600°C時(shí)效處理2~50小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C38/58GK103820735SQ201410069023
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】高古輝, 桂曉露, 白秉哲 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)