[发明专利]一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法

摘要

本发明公开一种双晶粒结构中锰钢材料的制备方法，按以下步骤进行：(1)将中锰钢冷轧板加热至一定温度使之完全奥氏体化，然后淬火至室温，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，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奥氏体逆相变退火，获得具有双晶粒结构的中锰钢材。本发明的方法获得双晶粒结构是指钢板表层一定厚度为亚微米等轴晶，包括再结晶的铁素体晶粒和逆相变的奥氏体晶粒；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。这种双晶粒结构中锰钢钢板，可发挥两种晶粒组织结构的力学性能特征，即保持连续屈服且提高屈服强度。

主权项

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：C 0.05～0.20％，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。