[发明专利]一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法

权利要求书

1.一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.形变材料的制备：将初始组织为珠光体或马氏体的碳钢或合金钢加热至A3线以下，进行温轧处理，空冷至室温；

S2.奥氏体化处理：将温轧处理后的钢铁材料加热至A3线以上，使其完全奥氏体化，晶粒尺寸保持在1-20μm范围内；

S3.等温淬火处理：将完全奥氏体化的钢铁材料进行等温淬火处理，保温温度保持在贝氏体转变温度区间，保温一定时间，使转变的贝氏体体积分数为10-40%；

S4.淬火处理：将等温淬火处理后的钢铁材料随即进行淬火处理，获得基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢。

2.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S1钢铁材料在变形过程中，因其材料内部变形的不均匀，得到具有不同应变程度的形变带；在随后的步骤S2奥氏体化过程中不同应变程度的形变带由于应变储能的不同，形成晶粒尺寸在1-20μm范围内的奥氏体；所得奥氏体在步骤S3等温淬火过程中基于贝氏体转变的晶粒尺寸效应，形成层状分布或均匀分布的贝氏体；最后通过步骤S4的淬火过程将残余的奥氏体转变为马氏体，得到马氏体-贝氏体异构材料。

3.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S1中变形前钢铁材料的加热温度范围为400-900℃，材料的首次变形量为40%，之后每次的变形量约为20%，最终累积变形量为40-90%。

4.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S2中为使材料的晶粒尺寸保持在1-20μm范围内，奥氏体化的温度需控制在700-1000℃范围内或通过调整保温时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S3中等温淬火温度保持在贝氏体转变温度区间，温度范围为150-450℃，保温过程中，晶粒尺寸大于5μm的奥氏体转变为贝氏体，最终所得材料中贝氏体的体积分数为10-40%。

6.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S4中所述淬火处理方式为水淬、油淬或其他钢铁材料快速淬火处理方法，该淬火过程将等温淬火处理后材料中残余的晶粒尺寸≤5μm的奥氏体转变为马氏体组织。

7.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，按照步骤S1-S4所述步骤所制备的马氏体-贝氏体异构钢材料的组织特征为贝氏体呈层状或均匀分布于超细晶马氏体基体中。

8.根据权利要求1所述的一种基于晶粒尺寸效应的马氏体-贝氏体异构钢制备方法，其特征在于，步骤S1中所述温轧处理过程为连续轧制，轧制过程中不进行中间退火处理。