一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢；按重量百分比，其组成包括：C?0.28~1.15%，Al?3.0~12.0%，Mn?6.9~27.6%，Si?0.01~2.0%；并包括以下元素中的一种或几种：Cr?0.01~0.80%，Ni?0.01~0.60%，Mo?0.01~0.30%，V?0.001~0.10%，Nb?0.001~0.06%，Ti?0.001~0.02%，且该组成的剩余部分为Fe和杂质；本发明的低密度钢的抗拉强度≥800MPa，密度≤7.4g/cm3，具有良好的强度和密度配合。本发明还公开了该低密度钢的制备方法。
【专利说明】—种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料领域。更具体地，涉及一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢。
【背景技术】
[0002]为了降低车辆、飞机等交通工具的自重，进而以减少CO2的排放量并节约能源，世界范围内开始关注新一代钢铁材料。主要是从两个方面来提高钢铁材料的性能。一方面是通过提高钢的强度、塑性和韧性以补偿构件尺寸的减小。目前这种钢的强度可达到800~2000MPa级别，但是这种钢的密度一般为7.8g/cm3，这使得通过减小构件尺寸来降低工具重量的程度很有限。另一方面是通过降低钢的密度，向钢中加入C、Al、Si等降低钢密度的元素。研究表明，当Al的含量达到8.5%时，钢的密度可以减至7.0g/cm3。但当钢的密度减小到一定程度时，钢的强度会降低。已经有公司申请了专利，例如，于西纳公司申请了 “很超高强度和低密度热轧薄钢板及其制造方法”(CN1688725A)，以及安赛乐米塔尔法国公司申请了“具有良好可压延性的低密度钢”(CN101755057A)，但是两个专利获得的钢的强度均在400~1000MPa级别之间，这使得通过减小钢件密度来降低工具重量的程度也受到了限制。
[0003]因此，需要提供一种既能保证强度密度又小的钢材料。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的第一个技术问题是提供一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢；本发明的低密度钢的抗拉强度> 800MPa，密度< 7.4g/cm3，具有良好的强度和密度配合；本发明采用的合金元素简单，符合我国的资源现状；本发明的低密度钢可以应用到车辆、飞机等交通工具减轻自重，符合我国节能减排的发展战略。
[0005]本发明要解决的第二个技术问题是提供一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢的制备方法。
[0006]为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案:
[0007]—种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢，按重量百分比，其组成包括:
[0008]
【权利要求】
1.一种超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢，其特征在于，按重量百分比，其组成包括: C 0.28-1.15%, Al 3.0~12.0%， Mn 6,9-27.6%? Si 0,01~2,0%? 并包括以下元素中的一种或几种: Cr 0,01-0.80%? Ni 0.01-0.60%, Mo 0.01-0.30%, V 0.00 卜 0.10%, Nb 0.001-0.06%, Ti 0.001-0.02%, 且该组成的剩余部分为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢，其特征在于，所述低密度钢中，所含Mn与Al的重量·百分比之比值不小于2.3。
3.根据权利要求1所述的超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢，其特征在于，所述低密度钢中，所含Al与Si的重量百分比之和不小于5%。
4.如权利要求1~3任一所述的超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)提供具有权利要求1~3任一所述的组成的钢； 2)在900~1200°C均匀化处理，然后水冷至室温； 3)在300~600°C时效处理2~50小时，然后水冷至室温，得到超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢。
5.根据权利要求4所述的超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中在900~1200°C均匀化处理I~4小时。
6.根据权利要求4所述的超高强度C-Al-Mn-Si系低密度钢的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中在300~600°C时效处理2~50小时。
【文档编号】C22C38/58GK103820735SQ201410069023
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】高古辉, 桂晓露, 白秉哲 申请人:北京交通大学