[发明专利]高强度、高韧性合金钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度、高韧性合金钢及其生产方法，属于冶金领域。

背景技术

高强度、高韧性材料广泛应用于医疗器械、电动工具、矿山机械、模具等领域，以提高产品使用寿命。国内外对高强度、高韧性材料的研究主要集中在高强度、高韧性合金钢的研究。

如：US5087415的美国专利申请公开了一种高强度、高韧性合金钢，其主要成分为(％)：C 0.23，Co 13.4，Ni 11.0，Cr 3.0，Mo 1.2，Si 0.01，Mn 0.02，合金钢的抗拉强度为2065Mpa，屈服强度为1965Mpa，断裂韧性为115。

又如：董瀚.合金钢的现状与发展趋势.《特殊钢》.2000，21(5)，-1-10，该文章介绍了Carpenter公司在Aermet100钢的基础上开发的高强度高韧性Aermet310钢，其成分为：C0.256，Cr 2.4，Ni 11.0，Co 15，Mo 1.4，合金钢的抗拉强度为2172Mpa，屈服强度为1895Mpa，延伸率为14％，断面缩Ψ为60％。

上述的高强度、高韧性合金钢为低碳钢，且合金元素含量较高，为高合金钢，生产成本较高。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种生产成本较低的高强度、高韧性合金钢。

本发明高强度、高韧性合金钢，其化学成分重量百分比为：C：0.48～0.55％，Si：0.2～1.60％，Mn：0.6～0.9％，Cr：2.65～3.50％，Mo：1.2～1.80％，Ni：0.5～1.0％，V：0.04～0.35％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质组成。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种生产成本较低的高强度、高韧性合金钢的生产方法。

本发明高强度、高韧性合金钢的生产方法，包括如下步骤：

a、冶炼：冶炼合金钢，其化学成分重量百分比为：C：0.48～0.55％，Si：0.2～1.60％，Mn：0.6～0.9％，Cr：2.65～3.50％，Mo：1.2～1.80％，Ni：0.5～1.0％，V：0.04～0.35％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，余量为Fe和不可避免杂质元素组成；

b、退火：a步骤冶炼的合金钢加热并升温至845℃～875℃，保持此温度1.5～3h，然后降温至140℃～160℃并冷却至室温；

c、加热、锻造：将b步骤退火处理后的合金钢加热升温至640℃～660℃，保持此温度0.75～2h，然后升温至900℃～950℃并保持此温度0.75～2h，然后升温至1066℃～1120℃并保持此温度0.5～2h，然后出炉锻造；

d、热处理：将c步骤锻造后的合金钢加热到640℃～660℃并保持此温度1.5～2.5h，然后升温至860℃～880℃并保持此温度2～4h，然后冷却至室温，即得。

本发明高强度、高韧性合金钢，采用中碳钢生产，生产成本较低，其合金含量少，进一步降低了生产成本，其抗拉强度、屈服强度、硬度均较高，可以用于生产欧美建筑用专业射钉枪等需要高强度、高韧性材料的产品，为高强度、高韧性材料提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明高强度、高韧性合金钢，其化学成分重量百分比为：C：0.48～0.55％，Si：0.2～1.60％，Mn：0.6～0.9％，Cr：2.65～3.50％，Mo：1.2～1.80％，Ni：0.5～1.0％，V：0.04～0.35％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质组成。其屈服强度σ_0.2≥1620Mpa，抗拉强度≥2015Mpa，延伸率≥5％，断面缩Ψ为≥5.7％，冲击韧性a_k≥30J/cm²。其铁素体的含量为35～38％，珠光体的含量为62～65％。

进一步的，本发明高强度、高韧性合金钢，其屈服强度σ_0.2为1620～1720Mpa，抗拉强度为2015～2367Mpa，延伸率为5～7.5％，断面缩Ψ为5.7～20％，冲击韧性a_k为30～35J/cm²。

本发明高强度、高韧性合金钢的生产方法，包括如下步骤：