CN113981318B - 一种双重转变贝氏体钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双重转变贝氏体钢的制备方法，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；用于制备所述贝氏体钢主要合金组分包括：C:0.1～1.8wt％、Cr:0.6～3wt％、Mn:1.0～6wt％、Al：0.01～3.0wt％、Si：0.01～3.0wt％、Zn:0～5.0wt％、Ni:0～5.0wt％、Mo:0～2.0wt％、Cu:0～2.0wt％、V:0～5.0wt％、W:0～5.0wt％、B:0～0.5wt％、N:0～0.5wt％，余量为Fe。本发明把常规工艺中通过贝氏体淬火低温获取组织、稳定组织放在回火工艺中，倒置过来实施，奥氏体后孕育期到高温扩散获取组织，低温切变细化稳定，回火再次稳定组织的同时，将过饱和的碳原子从高温到低温进行扩散和配分，组织的稳定时间缩短几倍甚至几十倍，强化效应和韧化效应提高20～300％。

Description

一种双重转变贝氏体钢的制备方法
技术领域
本发明属于本发明涉及金属材料加工技术应用领域，具体涉及一种双重转变贝氏体钢的制备方法。
背景技术
超级贝氏体稳定钢广泛应用于结构钢和耐磨钢。结构钢需要高强和高韧还对碳当量有要求；耐磨钢需要高强，韧性其次，碳当量有要求但不严格。贝氏体分上贝氏体、下贝氏体和无碳化物贝氏体，获取贝氏体温度区域较窄，工艺时间长，获取组织基本上在下贝氏体区域，上贝氏体区域获取韧性差。贝氏体钢的稳定性上，清华与西工大从80年代至今总结出大量失败裂纹与成功案例，清华空冷与锰硼系贝氏体钢，西北工业大学的准贝氏体钢，英国剑桥09 年超级贝氏体等板条宽度厚度平均为20nm左右，贝氏体钢的发展备受关注。
我国是普钢的生产大国，工业大批量生产技术与国外高强钢技术还有差异。以贝氏体钢为例，89年清华大学专利号申请号：89109594.2空冷高淬透性贝氏体/马氏体复相钢碳 0.04～1.2％、锰2.1～3.5％、高硅0.1～6.0％％、高钨0.001～2.0％％、高钒0.001～0.3％％等空冷到室温工艺，获取贝马复相组织，率先打通便于生产掌控的高锰和空冷技术。
95年西北工业大学专利准贝氏体钢，申请号：95113726.3，公开(公告)号1172171A，碳 0.04～1.2％、锰1.0～3.5％、高铝0～2.8％％、高硅0～2.8％％、高钨0～1.2％％，其它元素都包含。空冷获取。在2009年金属学报，王六定、朱明等在第45卷第三期202～295页发表低合金超高强度钢亚结构超细化对韧性的影响，性能做到0.2碳强度1400兆帕，V型冲击功200J左右，采用控冷低温等温工艺，在300～500℃等温获取板条范围55～100nm，领先于国际技术。
09年英国剑桥和英国国防部专利CN102112644A利用碳0.6％～1.1％、硅1.5％～2.0％、锰0.5％～1.8％等合金组分，在低温条件下快冷，在190～250℃等温获取20～40nm的板条贝氏体与薄膜状残余奥氏体。此专利采用快冷和等温1～3周，低温等温获取采用低锰获取贝氏体时间8小时，板条宽度领先国际水平。
中国清华大学方鸿生主要通过空冷直接冷却到室温获取贝马复相组织，西北工业大学康沫狂的准贝氏体以控冷低温段加等温获取无碳化物贝氏体。贝氏体钢分上贝氏体、下贝氏体和无碳化物贝氏体，但在贝氏体钢的工程技术应用缓慢，原因在于易出现断裂，质量不稳定，
目前大家认知贝氏体钢，上贝氏体强度高、韧性差，无碳化物贝氏体在高温到室温片状奥氏体无法保证不转转变的可能，无碳化物在高温形成的组织却只能在低温段获取。
贝氏体组织既有高温扩散又有低温切变双重特征转变机制，目前高温扩散转变一直被忽略，都是在下贝氏体区低温切变获取组织。高温区扩散只是过渡，下贝氏体区域温度较低等温完全转变所需时间久，且不彻底，等温过程中少则小时多则几个月才能获取稳定的贝氏体组织，强化效应和韧化效应低。
发明内容
鉴于此，本发明目的在于提供一种贝氏体高温扩散低温切变双重相变机制转变，短时间获取稳定的贝氏体钢制备方法。
发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种双重转变贝氏体钢的制备方法，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；
用于制备所述贝氏体钢主要合金组分按质量百分比计，包括：C:0.1～1.8wt％、Cr:0.6～3wt％、Mn:1.0～6wt％、Al：0.01～3.0wt％、Si：0.01～3.0wt％、Zn:0～5.0wt％、Ni:0～5.0wt％、 Mo:0～2.0wt％、Cu:0～2.0wt％、V:0～5.0wt％、W:0～5.0wt％、B:0～0.5wt％、N:0～0.5wt％，余量为Fe。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述用于制备所述贝氏体钢的附加合金组分按质量百分比计，还包括Nb:0～1.0wt％、Re:0～1.0wt％、Ti:0～1.0wt％、 Ca:0～0.5wt％、Co:0～0.5wt％、Ce:0～0.5wt％、Zr:0～0.5wt％、Sb:0～0.5wt％、Bi:0～0.5wt％、 Sn:0～0.5wt％、Ga:0～0.5wt％、Mg:0～0.5wt％。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤S1)成型工序：冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品组织为珠光体或索氏体或屈氏体组织。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤S2)双重转变正火工序：
S21：加热到单一奥氏体区700～1150℃保温；保温时间根据工件厚度计算，1～3min/xd， xd为工件厚度，单位mm；
S22：保温结束后，采用空冷或加速冷却到MS点以上温度区等温；等温后冷却到室温，或等温后升温进入淬火工序。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述贝氏体钢的制备包括步骤3)淬火工序：
S31：通过加热到单一奥氏体区700～1150℃保温；
S32：保温结束后，采用空冷或慢冷或加速冷速或降温过程中的一温度点等温后到Bs点，孕育组织避免珠光体出现；
S33：从Bs点以上150℃慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过上贝区域，获取近平行组织；
S34：从下贝氏体起点慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过MS点到室温，细化和稳定组织；
S35：从室温再升到200～650℃之间的任一温度等温后保温回火一次或多次处理，再次稳定组织。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述步骤S33替换为：从Bs 点处慢冷或空冷到550～200℃任何一个温度点等温，等温后再提升到200～650℃间任何一个温度点等温，等温后空冷到室温。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述合金组分中，Al、Si总和占比在1％以下；获取主要组织大致平行含碳化物贝氏体，含有少量残奥。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述合金组分中，Al、Si总和占比在1％以上；获取主要组织大致平行为无碳化物贝氏体，含少量的碳化物。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述方法省略双重转变正火工序，冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品后，直接进入淬火工序。
根据本发明双重转变贝氏体钢的制备方法的一个实施方式，所述淬火工序温度上贝偏下为起点下压到Ms点以下还可以获取含碳化物的贝马复相组织钢和无碳化物的贝马复相钢。
本发明把常规工艺中通过贝氏体淬火低温获取组织、稳定组织放在回火工艺中，倒置过来实施，奥氏体后孕育期到高温扩散获取组织，低温切变细化稳定，回火再次稳定组织的同时，将过饱和的碳原子从高温到低温进行扩散和配分，组织的稳定时间缩短几倍甚至几十倍，强化效应和韧化效应提高20～300％。
本发明高强贝氏体钢的核心就是单一奥氏体保温后到上Bs点以上150℃冷却速度越慢越好预留出孕育期但是避免出现珠光体，高温扩散能获取近似平行的贫碳贝氏体组织结构，中温段切变细化和稳定的组织，低温段和回火稳定组织。常规贝氏体获取在下贝氏体偏下低温等温转变，一味追求细晶和短时间等温，低温段碳原子扩散缓慢，低温段贝氏体铁素体具有较高的碳过饱和度，互成一定角度，形状为针状或竹叶状，碳没有充分进行均匀扩散和配分造就高碳贝氏体铁素体及贫碳残奥，贝氏体组织稳定需要几天甚至几个月，低温短时造就了不稳定因素存在，所以目前贝氏体钢没有普遍大面应用的原因。
本发明采用碳-锰-铬主要元素和其它元素相互配合，碳主要提供强度，锰主要右移珠光体贝氏体和降低淬火冷却速度，铬使珠光体与上贝氏体线分离，铝和硅主要阻碍渗碳体析出，锌主要提高冲击韧性可以其它元素配合使用，镍主要增加奥氏体稳定镍钼配合提高疲劳极限辅助提高韧性，钼主要协助获取贝氏体和淬透性、铜主要提高腐蚀性和降低镍的含量可与磷配合使用，钒主要细化晶粒增加碳化物可与氮配合使用，钨主要形成固溶体和碳化物提高耐磨性，硼主要增加淬透性和协助获取贝氏体及减少贵重元素，氮主要增加强度可与铝、铌、钒配合减少不利影响减少铬使用量，其它元素辅助或相互制衡和置换作用，硅和铝在贝氏体组织中根据总含量1％来分隔2个体系，1％以下获取主要组织大致平行含碳化物贝氏体，含有少量残奥；1％以上获取主要组织大致平行为无碳化物贝氏体，含少量的碳化物。
冶炼成型后获取珠光体或索氏体组织破坏组织遗传，正火获取一次贝氏体组织增加相遗传特性，淬火采用奥氏体等温后采用空冷、慢冷、或某个点等温后到Bs点让碳高温充分扩散先形成部分铁素体或碳化物避免珠光体出现简称孕育期；Bs以下采用空冷或慢冷或某个温度点等温在上贝氏体温度区域采用扩散转变机制获取结构组织，上贝氏体形成大致平行组织结构；获取结构后采用空冷或慢冷或某个温度点等温在下贝氏体温度区域采用切变转变机制细化和稳定组织，然后再到室温和回火再次稳定组织。从高温到低温采用双重转变工艺获取超级稳定的贝氏体钢。淬火冷却过程中从上贝到下贝整个系统获取既有变温又有等温既有扩散机制还有切变机制获取大致平行稳定的含碳化物贝氏体或无碳化物贝氏体组织的过程，满足低硅/铝获取大致平行的含碳化物贝氏体的碳化物析出扩散均匀彻底，形成贫碳贝氏体铁素体和均匀分布的碳化物组织，短时间获取组织回火组织稳定的问题。高硅/铝获取大致平行的无碳化物贝氏体碳原子往奥氏体扩散和配方均匀，形成贫碳贝氏体铁素体和富碳奥氏体(残奥) 组织，短时间获取组织回火组织稳定的问题。替代低温获取组织稳定需要几天或几个月才能稳定贝氏体组织钢的特点，韧化效应、强化效应提高20-300％。
本发明的有益效果是：采用碳提供强度但是要走下线，铬让上贝和珠光体分离，锰右移珠光体降低淬火高温段的冷却速度高温段让碳充分扩散，钼等元素辅助提高淬透性和强度，先破坏遗传粗大基因，再增加贝氏体相的遗传特性，硅/铝含量进行有碳化物和无碳化物贝氏体的分类，高温扩散形成大致平行状组织，低温切变稳定组织，有碳化物贝氏体组织硅和铝越低越好，彻底从上贝到下贝一直析出，高温段让过饱和的碳原子扩散配分，渗碳体析出越多越均匀形成贫碳贝氏体铁素体含渗碳体复相组织；高碳奥氏体-无碳化物贝氏体硅和铝越多越好，彻底阻碍渗碳体析出，从上贝一直到下贝到让过饱和的碳原子从贝氏体铁素体往奥氏体扩散和配分，形成贫碳贝氏体和富碳残奥复相组织，从高温扩散获取近平行的组织，低温段切变稳定组织，从高温到低温双重转变模式来稳定整体贝氏体钢的组织。解决了常规贝氏体钢目前大家认知上贝氏体强高韧性差，无碳化物贝氏体在高温到室温片状奥氏体无法保证不转转变的可能，无碳化物贝氏体本是高温形成的组织却大家在低温段获取。贝氏体组织既有高温扩散又有低温切变双重特征转变机制，目前高温扩散转变一直被忽略，都是在下贝氏体区低温切变获取贝氏体组织。高温区扩散只是过渡，下贝氏体区域温度较低等温完全转变所需时间久，且不彻底，等温过程中少则小时多则几个月才能获取稳定的贝氏体组织，双重转变贝氏体钢强化效应和韧化效应均提高20～300％。
本发明与常规贝氏体钢、无碳化物贝氏体钢相比：
1、本发明淬火既有变温又有等温双重模式获取组织，高温段以扩散转变获取结构组织，低温段以切变转变细化和稳定组织，碳从高温-中温-低温都在扩散和配分，碳扩散和配分越均匀组织越稳定。常规贝氏体低温段采用等温切变机制获取组织，低温切变等温短时间转变来获取组织，低温段碳扩散和配分及其缓慢，温度越低碳扩散较慢，组织稳定性越差。
2、本发明高温段获取大致平行有碳化物贝氏体组织，从高温到低温均匀渗碳体析出，主要形成近平行板条状的贫碳贝氏体和均匀的渗碳体复相组织。常规贝氏体高温过渡低温段从渗碳体析出，形成是一定角度55-65°主要以针状或柳叶状高碳贝氏体和不均匀的渗碳体复相组织。
3、本发明高温段获取大致平行无碳化物贝氏体组织，从高温到低温碳原子往奥氏体配分，主要形成近平行条状贫碳贝氏体和富碳奥氏体复相组织。常规无碳化物贝氏体高温过渡低温段从碳原子往奥氏体配分，形成一定角度55-65°主要以针状或柳叶状高碳贝氏体和低碳奥氏体复相组织。
4、本发明高温形成组织的铁素体的碳含量高，贝氏体铁素体的形态近平行板条状，高温铁素体中的碳较长距离的扩散，而贝氏体铁素体中的过饱和的碳原子配分和扩散充足，固高温转变属于贫碳近平行板条贝氏体组织，稳定性高，韧化效应、强化效应高产品基体不变形优点。常规贝氏体由于温度低初形成的铁素体的碳含量高，贝氏体铁素体的形态已由板条状转变为透镜片状(针状或柳叶状)，低温铁素体中的碳较长距离的扩散难，而贝氏体铁素体中过饱和碳扩散不充足，固低温转变属于高碳贝氏体组织稳定性差，韧化效应、强化效应低。
附图说明
图1是本发明方法双重转变贝氏体钢转变流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
本实施例中所描述的一种双重转变贝氏体钢的制备方法，顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序。各实施例中双重转变贝氏体钢主要合金组分按质量百分比计，如下表1所示：
表1：
合金组分 C Cr Mn AI Si Mo Ni Cu W V Zn B N
1 0.1 0.6 1.0 0.8 0.8 0.003
1-1 0.1 0.6 1.0 0.5 0.6 0.8 0.02
1-2 0.1 0.6 5.0 0.5 0.6 0.8 0.02
2 0.3 0.9 2.5 0.3 0.5 0.002
2-1 0.3 0.9 4.0 1.6 0.3 0.5 0.05
2-2 0.3 0.9 2.5 0.5 1.0 0.3 0.6 0.2
3 0.6 1.5 3.5 0.25 0.3 0.8 0.002 0.05
3-1 0.6 1.5 3.5 1.0 1.0 0.5 0.3 0.2 0.01
3-2 0.6 1.5 2.0 1.0 1.0 0.5 0.3 0.2 0.01
4 0.9 2.0 4.5 1.5 0.5 0.2 0.003 0.02
4-1 0.9 1.5 4.5 1.0 1.5 0.2 1.5 0.5 0.2 0.08
4-2 0.9 1.5 1.5 0.2 1.5 0.5 0.2 0.08
5 1.2 2.5 5.0 0.8 0.5 0.5 1.5 0.002 0.06
5-1 1.2 2.5 5.0 1.5 2.5 0.5 1.0 0.2
5-2 1.2 2.5 2.0 0.5 0.5 1.0 0.2
注：合金组分中还可以包括以下一种或几种辅助合金元素，按质量百分比计分别为：Nb:0～1.0wt％、Re:0～1.0wt％、Ti:0～1.0wt％、Ca:0～0.5wt％、Co:0～0.5wt％、Ce:0～0.5wt％、 Sb:0～0.5wt％、Bi:0～0.5wt％、Sn:0～0.5wt％、Ga:0～0.5wt％、Mg:0～0.5wt％。
本实施例1
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分1、1-1、1-2为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造工艺成型，成型产品冷却到700℃保温48小时后，堆冷到室温获取珠光体组织。
正火工艺：
将产品加热到850℃，保温时间根据工件厚度计算，空冷到Ms点以上100℃保温时间2 小时后升温进入淬火工艺程序。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用雾冷到Bs点；
2、中温上段：将Bs点慢冷速到接近Ms点等温，
3、中温下段：Bs点到Ms点慢冷需要时间25小时；
4、低温段：Ms点以下空冷到室温。
回火工艺：
300℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分1获取近板条状有碳化物贝氏体组织，合金组分1-1、合金组分1-2获取近板条无碳化物贝氏体。
本实施例2
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分2、2-1、2-2为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造工艺成型，成型产品厚度为40mm，成型产品后慢冷却到室温再升到700℃保温48小时后，堆冷到室温获取索氏体组织。
正火工艺：
将产品加热到900℃，保温80min，保温时间根据工件厚度计算，2.0min/xd，xd为工件厚度，单位mm，空冷到Ms点以上30℃保温时间2小时后升温进入淬火工艺程序。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点；
2、中温上段：将慢冷速到接近Ms点等温，
3、中温下段：Bs点到Ms点慢冷时间5小时；
4、低温段Ms点以上50℃等温200分钟时间后空冷到室温。
回火工艺：
300℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分2、合金组分2-1获取近板条状有碳化物贝氏体组织，合金组分2-2获取近板条无碳化物贝氏体。
本实施例3
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分3、3-1、3-2为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造工艺成型，成型产品后慢冷却到室温，再升温到900℃保温，保温后炉冷到680℃保温48小时后堆冷到室温获取珠光体组织。
正火工艺：
将产品加热到950℃保温时间根据工件厚度计算，1.0min/xd，xd为工件厚度，单位mm，空冷到Ms点以上200℃保温时间2小时后空冷到室温。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点以上150℃等温20分钟；
2、中温上段：将慢冷速到接近Ms点等温，
3、中温下段：Bs点到Ms点慢冷时间15小时；
4、低温段Ms点以上100℃等温200分钟时间后空冷到室温。
回火工艺：
350℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分3获取近板条状有碳化物贝氏体组织，合金组分3-1、合金组分3-2获取近板条无碳化物贝氏体。
本实施例4
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分4、4-1、4-2为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造工艺成型，成型产品后慢冷却到室温，再升温到900℃保温，保温后炉冷到室温，再升到500℃保温48小时后堆冷到室温获取屈氏体组织。
正火工艺：
将产品加热到950℃保温时间根据工件厚度计算，3.0min/xd，xd为工件厚度，单位mm，空冷到Ms点以上300℃保温时间2小时后空冷到室温，在升到600℃保温5小时后空冷，。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点；
2、中温上段：将Bs点以下50℃等温1小时慢冷速到接近Ms点等温，
3、中温下段：Bs点到Ms点慢冷时间30分钟；
4、低温段Ms点以上100℃等温200分钟时间后空冷到室温。
回火工艺：
350℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分4获取近板条状有碳化物贝氏体组织，合金组分4-1、合金组分4-2获取近板条无碳化物贝氏体。
本实施例5
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分5、5-1、5-2为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造工艺成型，成型产品后慢冷却到室温，再升温到900℃保温，保温后炉冷到室温，再升到500℃保温48小时后堆冷到室温获取屈氏体组织。
正火工艺：
将产品加热到950℃保温时间根据工件厚度计算，3.0min/xd，xd为工件厚度，单位mm，空冷到Ms点以上300℃保温时间2小时后空冷到室温，在升到600℃保温5小时后空冷。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点以上100℃等温30分钟；
2、中温上段：将等温后炉冷到200℃，
3、中温下段：中温上端到200℃冷却时间48小时；
4、低温段：200℃以下后空冷到室温。
回火工艺：
300℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分5获取近板条状有碳化物贝氏体组织，合金组分5-1、合金组分5-2获取近板条无碳化物贝氏体。
本实施例6
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分1、2、3、4、5为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。
冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用锻造、轧制、铸造工艺成型，成型产品后慢冷却到室温，再升温到900℃保温，保温后炉冷到室温，再升到500℃保温48小时后堆冷到室温获取屈氏体组织。
正火工艺：
将产品加热到950℃保温时间根据工件厚度计算，2min/xd，xd为工件厚度，单位mm，空冷到Ms点以上300℃保温时间2小时后空冷到室温，在升到600℃保温5小时后空冷。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点；
2、中温上段：将Bs点空冷到Ms点，
3、中温下段：Ms点上下到升到上贝氏体区等温时间120分钟后空冷Ms点；
4、低温段Ms点以下后空冷到室温。
回火工艺：
380℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分1、2、3、4、5获取主要近板条状有碳化物贝氏体组织，还有部分残奥和马氏体及柳叶状贝氏体。
本实施例7
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分1-1、2-1、3-1、4-1、 5-1为原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。
冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用铸造、锻造、轧制工艺成型。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后采用空冷到Bs点以上100℃等温30分钟；
2、中温上段：将等温后炉冷到200℃，
3、中温下段：中温上段到200℃冷却时间48小时；
4、低温段：200℃以下后空冷到室温。
回火工艺：
350℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分1-1、2-1、3-1、4-1、5-1获取主要近板条状无碳化物贝氏体组织，含有部分马氏体及下贝组织和碳化物。
本实施例8
本实施例所述双重转变贝氏体钢的制备方法，分别以表1中合金组分每个分类的原料组分，按照成型工序(即冶炼工序)、双重转变正火工序、淬火工序和回火工序顺次处理完成。冶炼工艺：
将合金元素进行冶炼后采用铸造、轧制、锻造工艺成型。
淬火工艺：
1、高温段：将产品加热到950℃保温，保温后冷却到Bs点大于10分钟；
2、中温上段：将适当放冷速每分钟控制在0.1-50℃范围内，
3、中温下段：将适当放冷速每分钟控制在0.1-50℃范围内；
4、低温段：到Ms点上下100℃一个温度点等温5-48小时；以下后空冷到室温。
回火工艺：
300℃保温后到室温。
获取组织：
合金组分1、2、3、4、5、4-2、5-2合金组获取主要近板条状有碳化物贝氏体组织，1-1、 2-1、3-1、4-1、5-1、1-2、2-2、3-2合金组获取主要近板条状无碳化物贝氏体组织。
本发明双重获取贝氏体钢与常规低温切变获取贝氏体钢部分指标对比见表2、表3所示。
表2：专利有碳化物贝氏体与常规有碳化物贝氏体的对比
Figure BDA0003325228440000111
表3：专利无碳化物贝氏体与常规无碳化物贝氏体的对比
Figure BDA0003325228440000112
Figure BDA0003325228440000121
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述方法顺次包括成型工序、双重转变正火工序、淬火工序、回火工序；
用于制备所述贝氏体钢合金组分，按质量百分比计，分别为：C:0.1~1.8wt％、Cr:0.6~3wt％、Mn:1.0~6.0wt％、Al：0.01~3.0wt％、Si：0.01~3.0wt％、Zn:0~5.0wt％、Ni:0~5.0wt％、Mo:0~2.0wt％、Cu:0~2.0wt％、V:0~5.0wt％、W:0~5.0wt％、B:0~0.5wt％、N:0~0.5wt％、P:0~0.5wt％，S:0~0.05wt％；
用于制备所述贝氏体钢的附加合金组分，按质量百分比计，分别为：Nb:0~1.0wt％、Re:0~1.0wt％、Ti:0~1.0wt％、Ca:0~0.5wt％、Co:0~0.5wt％、Ce:0~0.5wt％、Sb:0~0.5wt％、Bi:0~0.5wt％、Sn:0~0.5wt％、Ga:0~0.5wt％、Mg:0~0.5wt％；
余量为Fe；
所述贝氏体钢的制备包括：
步骤S1）成型工序：冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品组织为珠光体组织；
步骤S2）双重转变正火工序：
S21：加热到单一奥氏体区700~1150℃保温；
S22：保温结束后，采用空冷或加速冷却到Ms点以上温度区等温；等温后冷却到室温，或等温后升温进入淬火工序；
S3）淬火工序和回火工序：
S31：通过加热到单一奥氏体区700~1150℃保温；
S32：保温结束后，采用空冷或慢冷或加速冷速或降温过程中的一温度点等温后到Bs点以上150℃、Bs点以上100℃或Bs点，孕育组织避免珠光体出现；
S33：从Bs点以上150℃、Bs点以上100℃或Bs点慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过上贝区域，获取近平行组织；
S34：从下贝氏体起点慢冷或空冷或降温过程中的一温度点等温后经过Ms点到室温，细化和稳定组织；
S35：从室温再升到200~650℃之间的任一温度等温后保温回火一次或多次处理，再次稳定组织。
2.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述合金组分中，Al、Si总和占比小于1%；获取主要组织为大致平行的含碳化物贝氏体，含有少量残奥。
3.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述合金组分中，Al、Si总和占比大于1%；获取主要组织为大致平行的无碳化物贝氏体，含少量的碳化物。
4.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述方法省略双重转变正火工序，冶炼后铸造、锻造、轧制成型，获取产品后，直接进入淬火工序。
5.根据权利要求1所述的双重转变贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述淬火工序温度上贝偏下为起点下压到Ms点以下还可以获取含碳化物的贝马复相组织钢和无碳化物的贝马复相钢。
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