阅读说明：本技术 一种高强度高韧性锻压件及其制备方法 (High-strength and high-toughness forged piece and preparation method thereof ) 是由 李久宁 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高强度高韧性锻压件,按重量百分比计由如下组分组成：C的含量为0.1％-0.3％,Cr的含量为11.0％-18.0％,Mn的含量为0.8％-1.5％,Si的含量为1.5％-2.O％,V的含量为0.4％-0.6％,Ni的含量为0.1％-0.4％,Ti的含量小于0.04％,P的含量小于0.02％,S的含量小于为0.02％,余量为铁和不可避免的杂质元素。并且公开了其制备方法。本发明能够提高锻压件的抗拉强度、疲劳强度的同时提高其韧性,同时得到的锻压件还具有较好的耐腐蚀性。(The invention discloses a high-strength high-toughness forged piece, which comprises the following components in percentage by weight: 0.1 to 0.3 percent of C, 11.0 to 18.0 percent of Cr, 0.8 to 1.5 percent of Mn, 1.5 to 2O percent of Si, 0.4 to 0.6 percent of V, 0.1 to 0.4 percent of Ni, less than 0.04 percent of Ti, less than 0.02 percent of P, less than 0.02 percent of S, and the balance of iron and inevitable impurity elements. And a method for preparing the same are disclosed. The invention can improve the tensile strength and fatigue strength of the forged and pressed piece and simultaneously improve the toughness of the forged and pressed piece, and the obtained forged and pressed piece also has better corrosion resistance.)

一种高强度高韧性锻压件及其制备方法

技术领域

本发明涉及锻压件领域，具体为一种高强度高韧性锻压件及其制备方法。

背景技术

众所周知，若提高零件的强度后，能够达到零部件乃至整机的结构轻量化，设备运行高效化，节能等一系列效果，而提高锻件的强度也能带来明显好处。由于锻件的尺寸一般较大，生产过程具有特殊性，在一定程度上效果更显著。

迄今为止，现有方式一般通过合金强化的方式将合金元素引入到锻压件中形成固溶体，以增强金属强度，如专利申请号为2004100967957公开了一种合金钢，该合金钢的采用TMCP+RPC+SQ方法进行生产，得到的是抗拉强度级别为800MPa级别的高强度钢，但是经合金强化处理过的锻压件韧性降低，难以满足特定场合的使用要求。

发明内容

本发明所需解决的技术问题为：现有的锻压件在加工中难以在提高金属强度性能的同时保证其韧性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度高韧性锻压件，按重量百分比计由如下组分组成：C的含量为0.1％-0.3％，Cr的含量为11.0％-18.0％，Mn的含量为0.8％-1.5％，Si的含量为1.5％-2.O％，V的含量为0.4％-0.6％，Ni的含量为0.1％-0.4％，Ti的含量小于0.04％，P的含量小于0.02％，S的含量小于为0.02％，余量为铁和不可避免的杂质元素。通过合理调整锻压件内的各元素配比，能够显著提高锻压件的抗拉强度、疲劳强度及韧性，同时得到的锻压件还具有较好的耐腐蚀性。

优选的，C的含量为0.10％-0.14％。

优选的，Cr的含量为6.4％-6.8％。

优选的，Mn的含量为0.9％-1.2％。

优选的，Si的含量为1.8％-2.O％。

优选的，V的含量为0.4％-0.5％。

一种高强度高韧性锻压件的制备方法，包括如下步骤:

1)按重量百分比计，依照锻压件成分及烧损量配备原材料，并将原材料在真空环境下放入电热炉中熔炼并采用氩气保护方式浇铸成钢锭，钢锭的组成成分按重量百分比计为：C的含量为0.1％-0.3％，Cr的含量为11.0％-18.0％，Mn的含量为0.8％-1.5％，Si的含量为1.5％-2.O％，V的含量为0.4％-0.6％，Ni的含量为0.1％-0.4％，Ti的含量小于0.04％，P的含量小于0.02％，S的含量小于为0.02％，余量为铁和不可避免的杂质元素。

2)所得钢锭采用锻压机锻压，锻造开始温度为1100±20℃，锻造终了温度为900士20℃，锻压比为1.2-1.5，锻后空冷；

3)将锻压件放入保温炉内并在950℃-1050℃保温2-4h后，放入联合淬火设备中依次在950℃、900℃及860℃时迅速冷却，实现三重淬火，然后再放入亚临界淬火设备中进行亚临界淬火处理；亚临界淬火就是将亚共析钢加热到(a+y)两相区内某一温度，保温一段时间，随后用淬火介质冷却的淬火工艺，用以提高提高钢的强韧性，降低脆性转化温度；

4)将锻压件放入回火冷却室在200℃-400℃回火2h后自然冷却即可。

优选的，步骤4)中锻压件的回火温度为270℃。

各化学元素的主要功用是:

C是决定钢强度的主要元素，钢要达到一定的强度必须要有一定的含C量，但是含C量过高时钢中珠光体含量增加则钢的韧脆转变温度升高即低温冲击性能下降。

Cr是碳化物形成元素，它促进铁素体的形成，能提高钢材强度和韧性，改善钢材的耐腐蚀性能。

Mn可以提高钢的强度和韧性，低碳钢中Mn含量增加可明显降低韧脆转变温度。

Si是钢中的脱氧元素并能增加钢的强度，钢中Si含量过高时钢的韧性下降。

V可以细化晶粒并提高钢的强度，在一定的含量范围内可降低钢的韧脆转变温度。

Ni的主要作用在于它改变了钢的晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性。

Ti在钢中主要与C、N形成化合物以提高强度、硬度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够提高锻压件的抗拉强度、疲劳强度的同时提高其韧性，同时得到的锻压件还具有较好的耐腐蚀性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种高强度高韧性锻压件，按重量百分比计由如下组分组成：C的含量为0.1％，Cr的含量为11.0％，Mn的含量为0.8％，Si的含量为1.5％，V的含量为0.4％，Ni的含量为0.1％，Ti的含量小于0.04％，P的含量小于0.02％，S的含量小于为0.02％，余量为铁和不可避免的杂质元素。

其制备方法包括如下步骤:

1)浇铸按重量百分比计，依照锻压件成分及烧损量配备原材料，并将原材料在真空环境下放入电热炉中熔炼并采用氩气保护方式浇铸成钢锭；

2)所得钢锭采用锻压机锻压，锻造开始温度为1100℃，锻造终了温度为900℃，锻压比为1.2，锻后空冷；

3)将锻压件放入保温炉内在980℃保温2-4h后，放入联合淬火设备中依次在950℃、900℃及860℃时迅速冷却，实现三重淬火，然后再放入亚临界淬火设备中进行亚临界淬火处理。亚临界淬火就是将亚共析钢加热到(a+y)两相区内某一温度，保温一段时间，随后用淬火介质冷却的淬火工艺，用以提高提高钢的强韧性，降低脆性转化温度；

4)将锻压件放入回火冷却室在270℃回火2h后自然冷却即可。

实施例2：

一种高强度高韧性锻压件，按重量百分比计由如下组分组成：C的含量为0.1％，Cr的含量为11.0％，Mn的含量为0.8％，Si的含量为1.5％，V的含量为0.4％，Ni的含量为0.1％，Ti的含量小于0.04％，P的含量小于0.02％，S的含量小于为0.02％，余量为铁和不可避免的杂质元素。

其制备方法包括如下步骤:

1)浇铸按重量百分比计，依照锻压件成分及烧损量配备原材料，并将原材料在真空环境下放入电热炉中熔炼并采用氩气保护方式浇铸成钢锭；

2)所得钢锭采用锻压机锻压，锻造开始温度为1100℃，锻造终了温度为900℃，锻压比为1.2，锻后空冷；

3)将锻压件放入保温炉内在1050℃保温2-4h后，放入联合淬火设备中依次在950℃、900℃及860℃时迅速冷却，实现三重淬火，然后再放入亚临界淬火设备中进行亚临界淬火处理。

4)将锻压件放入回火冷却室在350℃回火2h后自然冷却即可。

实施例3

一种高强度高韧性锻压件，按重量百分比计由如下组分组成：C的含量为0.3％，Cr的含量为17.O％，Mn的含量为1.5％，Si的含量为2.O％，V的含量为0.6％，Ni的含量为0.4％，Ti的含量小于0.04％，P的含量小于0.02％，S的含量小于为0.02％，余量为铁和不可避免的杂质元素。

1)浇铸按重量百分比计，依照锻压件成分及烧损量配备原材料，并将原材料在真空环境下放入电热炉中熔炼并采用氩气保护方式浇铸成钢锭；

2)所得钢锭采用锻压机锻压，锻造开始温度为1100℃，锻造终了温度为900℃，锻压比为1.2，锻后空冷；

3)将锻压件放入保温炉内在980℃保温4h后，放入联合淬火设备中依次在950℃、900℃及860℃时迅速冷却，实现三重淬火，然后再放入亚临界淬火设备中进行亚临界淬火处理；

4)将锻压件放入回火冷却室在400℃回火2h后自然冷却即可。

对比例1

为市面上可以买到的标准420不锈钢。

对比例1、实施例1、实施例2及实施例3所得的锻压件各项性能如下：

因此，从上述表格中的实验数据中可以看出，使用本发明组分及方法得到的锻压件的抗拉强度、疲劳强度及韧性均由不同程度的提升，而且具有较好的那腐蚀效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。