钼强化10Ni7Co二次硬化超高强度钢及制备方法
【专利摘要】一种钼强化10Ni7Co二次硬化超高强度钢及制备方法，属于合金钢【技术领域】。化学成分重量百分数为：C0.20-0.45％，Cr0.5-3.5％，Ni7.00-12.0％，Co5.00-8.00％，Mo1.0-4.0％，V≤0.30％，Nb≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。该合金可采用真空感应+真空自耗重熔或真空感应+电渣重熔冶炼工艺。优点在于，与现有技术相比综合性能良好，具有超高强度和良好塑韧性，热处理工艺性能优良，具有较高的回火稳定性和抗过时效能力，较低的淬火温度，较好的晶粒度和组织；节约了战略资源钴元素含量，提高了经济性。
【专利说明】钼强化10N i 7Co二次硬化超高强度钢及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合金钢【技术领域】，特别涉及一种钥强化10Ni7C〇二次硬化超高强度 Air310钢及制备方法，综合性能良好，具有较高抗拉强度和良好塑韧性，热处理工艺性能优 良，具有较高的回火稳定性和抗过时效能力，经济性强。
【背景技术】
[0002] 随着航空和宇航工业的发展，特别是航空构件采用耐久性/损伤容限设计准则 后，对材料提出了更高的要求，要求材料具有更高的强度、韧性及合理的屈服/强度比。尤 其是新型飞机发展的需求，目前对可用于耐久性损伤容限设计的2000MPa及以上级的超高 强度钢的需求日益迫切。最新的应用成果是美国的AerMetlOO钢，一种采用二次硬化强化 马氏体型超高强度钢，具有1930MPa以上的抗拉强度和110MPam 1/2的优良的断裂韧性，已经 广泛应用于先进飞机的起落架等领域。近年美国Carpenter公司在AerMetlOO钢的基础上， 又开发出了抗拉强度达到2172MPa的AerMet310钢。AerMet310的抗拉强度比AerMetlOO 高出200MPa，与Marage300钢相比，AerMet310的屈强比较小，因而可在断裂前吸收较多 的塑变能量。而AerMet310的比强度（27.9km)高于AerMetlOO和Marage300,甚至高于 Ti-6A1-4V 钛合金（25. 4km)。
[0003] 虽然AerMet系列材料性能优异，但由于大量采用钴、镍等贵重合金元素，存在经 济性差、回火稳定性差等问题，为了改善AerMet系列材料的经济性和回火稳定性，美国 Carpenter公司最新开发了 M54钢，并于2013年在世界范围内申请了专利，主要思路是采 用W、Mo复合析出强化、降低Co含量，其与AerMet系列材料的化学成分和力学性能对比见 表1和表2。
[0004] 表1典型二次硬化型超高强度钢的化学成分（wt. % )
[0005]
【权利要求】
1. 一种钥强化10Ni7Co二次硬化超高强度钢，其特征在于，化学成分重量百分 数为：C0. 20-0. 45 %，CrO. 5-3. 5 %，Ni7. 00-12. 0 %，Co5. 00-8. 00 %，Mol. 0-4. 0 %， V < 0. 30 %，Nb < 0. 20 %，余量为Fe和不可避免的杂质。
2. -种权利要求1所述超高强度钢的制备方法，采用真空感应或炉外精炼+真空自耗 重熔或真空感应或炉外精炼+电渣重熔冶炼工艺，其特征在于，控制的工艺参数如下： 钢锭进行1180?1230°C均匀化处理，5小时彡时间彡80小时；装炉温度彡650°C ; 合金在1180?850°C区间均能够热加工，加热温度：1160?1180°C，110(TC彡开锻温 度彡1150°C，80(rC彡终锻温度彡900°C ; 成品退火制度：正火：1035?1065°C，1小时彡保温彡3小时；回火：640?700°C，5小 时彡保温彡40小时。 最终热处理：淬火处理：加热到1050±35°C，热透后保温1-1. 5小时，油淬；或空冷或 者用惰性气体进行真空热处理；随后进行深冷处理，在_73°C保温1-8小时，然后在空气中 升到室温； 回火处理：加热到480?540°C，热透后保温5-8小时，空冷；或进行二次回火处理。
【文档编号】C21D8/06GK104087859SQ201410313147
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】王春旭, 厉勇, 刘宪民, 黄顺喆, 韩顺, 田志凌, 李伟, 李国兰, 戴意涛, 王俊乔, 李建新, 庞学东 申请人:钢铁研究总院