[发明专利]一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法

权利要求书

1.一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法，其特征在于：化学成分按重量百分比为：C0.05～0.20％，Si 0.5～2.0％，Mn 3.0～9.0％，Al 0.1～3.0％，P≤0.005％，S≤0.005％，N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质；

制备步骤如下：

(1)将1～2.5mm厚中锰钢冷轧板加热至850～950℃完全奥氏体化，然后以20～50℃/s的冷速淬火至室温，获得完全的马氏体组织；

(2)将淬火后的中锰钢冷轧板进行表面机械研磨处理(SMAT)，即利用振动发生器引起密闭在容器中的若干钢丸共振，从而连续不断地高速冲击固定在容器中的中锰钢淬火钢板，钢球的每一次冲击都使钢板表层局部产生严重的塑性变形；SMAT处理选用直径为3～7mm的AISI304不锈钢球，振动频率为10～30kHz；钢板单面SMAT累积处理时间设定为20～60min；为避免长时间单面机械研磨致使钢板翘曲，设计单面处理时间为10min后，翻转钢板，继续处理另一表面，且保证钢板两面SMAT处理时间相同；SMAT处理的目的是在钢板表面形成一定厚度的强烈塑性变形层；

(3)将经SMAT处理后的中锰钢钢板进行ART退火，退火温度为600～700℃，保温时间为3～60min，随后以10～50℃/s的冷速冷却至室温，获得具有双晶粒结构的中锰钢材料。

2.根据权利要求1所述的一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法，其特征在于：盛放钢球和样品的容器在SMAT处理前要抽成真空或充满惰性气体。

3.根据权利要求1所述的一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中10～50℃/s的冷速冷却至室温采用空冷、喷气冷却或水冷。

4.根据权利要求1所述的一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法，其特征在于：双晶粒结构中锰钢是指钢板30～200μm的表层为亚微米等轴晶，包括再结晶的铁素体晶粒和逆相变的奥氏体晶粒，晶粒直径300～500nm；钢板心部为板条状结构，包括板条状的回火马氏体和片层状的逆相变奥氏体，板条或片层厚度为100～300nm，长度为0.3～3μm。