[发明专利]一种高强塑积的低密度高锰钢

摘要

本发明的一种高强塑积的低密度高锰钢，属于低密度钢领域。本发明的低密度钢中Mn和Al的质量百分比之和>28％，制备步骤制得：冶炼，按照上述合金成分体系进行冶炼；铸造；热轧，将铸坯加热到1150～1250℃并保温，随后进行至少两次热轧；固溶处理，将铸坯在温度1000～1100℃下保温，进行淬火处理；冷轧，将得到的低密度钢进行至少两次冷轧；退火处理后冷却，得到低密度钢。本发明通过向钢中添加一定量的Al元素，并对合金成分与加工工艺进行调控，得到Fe‑Mn‑Al‑C系低密度钢，该低密度钢的形貌为奥氏体+铁素体+κ碳化物的多相组织，使得低密度钢具有较高强度和良好塑性。

主权项

1.一种高强塑积的低密度高锰钢，其特征在于所述低密度钢的化学成分质量百分比为：Mn：19.40～20％；Al：9.82～10％；C：0.98～1％；P≤0.003％；S≤0.003％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，其中所述低密度钢中的Mn和Al的质量百分比之和>28％，所述Mn与Al质量之比为1.8～2.0，所述Al与C质量之比为9.5～10.5；所述低密度钢的组织构成为：铁素体+奥氏体+κ‑碳化物的三相组织；所述的低密度钢由如下步骤制得：(1)冶炼，将金属原料加入冶炼炉进行冶炼，得到钢液，具体冶炼方法为：将工业纯铝、纯铁和Fe‑Mn加入冶炼炉中进行真空熔炼，在熔炼的过程中加入添加剂，并向冶炼炉中通入氩气进行搅拌，所述添加剂包括稀土、高岭土和生物质；(2)铸造，将步骤(1)得到的钢液注入模具中，得到低密度钢的铸坯，具体铸造方式为模铸，模铸的过程控制钢水的过热度为20～30℃，模具的模温为步骤(1)钢水温度的10％，在模具的底面装铺有保护渣；所述保护渣的添加量为钢水质量的0.26～0.29％，该保护渣包括铝矾土、白云石、高炉渣、水泥熟料和硅灰石；其中在铸造的过程中进行电磁搅拌，且在铸造的过程中进行二次冷却，第一次冷却采用软水冷却，第二次冷却采用纯水冷却，第二次冷却水流量为第一次冷却水流量的70～80％；(3)热轧，将步骤(2)得到的低密度钢的铸坯加热到1150～1250℃并保温，随后进行至少两次热轧，其中热轧道次为2～4道次，所述的热轧处理的终轧温度为850～900℃，热轧前对步骤(2)所得的低密度钢进行加热，加热到1150～1250℃，并保温2h；(4)固溶处理，将步骤(3)得到的低密度钢在温度1000～1100℃下保温，之后进行淬火处理；(5)冷轧，将步骤(4)得到的低密度钢进行至少两次冷轧，冷轧的累计变形量为67％；(6)退火处理，退火完成后冷却至室温，得到低密度钢。