含有微合金添加剂的薄铸钢带制品及其制造方法
【专利说明】含有微合金添加剂的薄铸钢带制品及其制造方法
[0001 ] 本申请是申请号为200880023586.6、申请日为2008年5月6日、发明名称为"含有微 合金添加剂的薄铸钢带制品及其制造方法"的发明专利申请的分案申请。
[000引相关申请
[0003] 本PCT申请要求2007年5月6日申请的序列号为No. 11/744,881的美国专利申请的 优先权，而序列号为No. 11/744,881的美国专利申请又是2005年10月20日提交的序列号为 No. 11/255,604的申请的部分连续申请。本申请还要求2007年6月13日提交的序列号为 No. 60/943，781的美国专利申请的优先权。
【背景技术】
[0004] 本发明设及制造高强度薄铸钢带和用双漉连铸机制造运种铸钢带的方法。
[000引在双漉连铸机中，烙融金属注入一对反向旋转、内部冷却的铸造漉之间，从而金属 壳在移动的漉表面上凝固，并且一起被置于漉子之间的漉隙中，形成凝固的钢带制品，再从 铸造漉之间的漉隙向下传送。在此使用的术语"漉隙"是指铸造漉靠得最紧的大致区域。烙 融金属从钢水包（ladle)通过由诱口盘(tundish)和位于漉隙上方的中屯、喷嘴构成的金属 传送系统倾倒出，W形成支撑在漉子的铸造表面上、位于漉隙上方并且沿漉隙长度延伸的 烙融金属的铸造池。运种铸造池通常限定在与漉子端面保持滑动配合从而阻挡铸造池的两 端的耐火侧板或巧之间，使烙融金属不向外流。
[0006] 过去，通过对冷社钢带的恢复退火（recovery annealing)来制造带厚度小于 3.〇111111、屈服强度为4131?3(6043。和更高的高强度低碳薄钢带。为了形成理想的厚度需要 进行冷社。然后冷社钢带被恢复退火，W提高延展性，而不明显降低强度。然而，所获得的钢 带的最终延展性仍然相当低，钢带所达到的总延伸率水平不超过6%，而总延伸率水平超过 6%正是一些对结构部件的建筑规范要求结构钢达到的。运种恢复退火的冷社低碳钢通常 仅适用于简单的成形操作，例如，社制成形和弯曲。利用冷社和恢复退火的工艺流程W运样 的最终带厚生产具有高延展性的运种钢带在技术上是不可行的。
[0007] 过去，高强度钢是由通过诸如妮、饥、铁或钢的元素微合金(microalloy)并通过热 社达到理想的厚度和强度水平而制成的。运样的微合金要求昂贵和高水平的妮、饥、铁或 钢，从而形成一般具有10-20%的贝氏体的贝氏体一铁素体显微结构。参见美国专利No.6， 488,790。或者，显微结构可W是具有10-20%珠光体的铁素体。热社钢带导致运些合金元素 部分析出。结果，需要相当高合金水平的Nb，V，Ti或Mo元素，W为主要为铁素体转换的显微 结构提供足够的时效硬化，W达到要求的强度水平。运些高微合金水平明显提高所需的热 社负荷，并限制可W经济并实际生产的热社钢带的厚度范围。在酸洗(pickling)厚度大于 3mm的产品范围的较厚端的产品之后，运种合金高强度钢带可W直接用于电锻。
[000引然而，通过在普通钢(base steel)化学成分中利用师，V，Ti或Mo的添加剂制造厚 度小于3mm的高强度钢带是非常困难的，特别是宽钢带，原因是高社制负荷，而且在商业上 并非总是可行的。过去，需要大量的运些元素的添加剂来增强钢的强度，另外，又导致钢的 延伸性能的降低。过去的高强度微合金热社钢带在提高强度方面效率相当低，而且相当昂 贵，还经常需要补充其它合金元素的添加剂。
[0009] 此外，通常冷社是获得较薄厚度的钢带所需要的;但是，热社钢带的高强度使得运 种冷社很困难，因为需要高冷社负荷来减小钢带的厚度。运些高合金水平也显著地提高可 所需的再结晶退火溫度，需要花费很多钱来建设和运行能够完成冷社钢带的完全再结晶退 火所需的高退火溫度的退火作业线。
[0010] 简而言之，由于高的合金成本、元素添加剂的相当低的效率、在热社和冷社中高社 制负荷的困难、和所需的高再结晶退火溫度，W前所知的用Nb，V，Ti或Mo元素进行微合金操 作W生产高强度薄钢带的应用方法的不能用于经济的商业化生产。
[0011] 公开了一种钢制品，其包括按重量计小于0.25 %的碳、0.20和2.0 %之间的儘、 0.05和0.50 %之间的娃、小于0.01 %的侣、和大约0.01 %和大约0.20 %之间的妮，该钢制品 具有大部分由贝氏体与针状铁素体构成的显微结构，并在固溶体(solid solution)中具有 多于70%的妮。或者，妮可W少于0.1 %。该钢制品还可W包括选自由大约0.05 %和大约 0.50 %之间的钢、大约0.01 %和大约0.20 %之间的饥及它们的混合物组成的组中的至少一 项。
[001引该钢制品可W具有至少340M化的屈服强度，并可W具有至少410MPa的拉伸强度。 该钢制品可W具有至少485M化的屈服强度和至少520M化的拉伸强度。该钢制品具有至少 6%的总延伸率。或者，总延伸率可W为至少10%。
[0013] 该钢制品可W是薄铸钢带。可选择地，薄铸钢带可W具有平均颗粒尺寸小于50纳 米的、分布在钢显微结构中的娃和铁的细氧化物颗粒。
[0014] 该薄铸钢带可W具有小于2.5mm的厚度。或者，该薄铸钢带可W具有小于2.0mm的 厚度。在另一可替换实施例中，薄铸钢带具有大约0.5mm至大约2mm的范围内的厚度。
[001引还公开了一种小于3毫米厚度的热社钢制品，其包括:按重量计，小于0.25%的碳、 0.20和2.0 %之间的儘、0.05和0.50 %之间的娃、小于0.01 %的侣、和大约0.01 %和大约 0.20%之间的妮，该钢制品具有大部分由贝氏体与针状铁素体构成的显微结构，并能够在 20 %至40 %的压下率下提供至少410MPa的屈服强度。该钢制品可W具有至少485M化的屈服 强度和至少520M化的拉伸强度。或者，妮可W小于0.1%。
[0016] 可选择地，该热社钢制品可W具有分布在钢显微结构中、平均颗粒尺寸小于50纳 米的娃和铁的细氧化物颗粒。
[0017] 该热社钢制品具有至少6%的总延伸率。或者，总延伸率可W是至少10%。热社钢 制品可W具有小于2.5mm的厚度。或者，热社钢制品可W具有小于2.0mm的厚度。在另一可替 换实施例中，热社钢制品可W具有大约0.5mm至大约2mm范围内的厚度。
[0018] 还公开了一种成卷钢制品，其包括:按重量计，小于0.25 %的碳、0.20和2.0%之间 的儘、0.05和0.50%之间的娃、小于0.01 %的侣、和选自由大约0.01 %和大约0.20%之间的 妮、大约0.01%和大约0.20%之间的饥W及它们的混合物组成的组中的至少一项，所述钢 制品在卷取和冷却之后在固溶体中具有大于70%的妮和/或饥。或者，妮可W小于0.1%。
[0019] 可选择地，该成卷钢制品可W具有分布在钢显微结构中、平均颗粒尺寸小于50纳 米的娃和铁的细氧化物颗粒。
[0020] 该成卷钢制品可W具有至少340M化的屈服强度，并可W具有至少410MPa的拉伸强 度。该成卷钢制品具有小于3.0mm的厚度。该钢制品可W具有至少485M化的屈服强度和至少 520MPa的拉伸强度。
[0021] 或者，该成卷钢制品具有小于2.5mm的厚度。或者，该成卷钢制品可W具有小于 2.0mm的厚度。在另一可替换实施例中，该成卷钢制品可W具有从大约0.5至大约2mm范围内 的厚度。该成卷钢制品具有至少6%的总延伸率。或者，总延伸率可W是至少10%。
[0022] 还公开了一种时效硬化钢制品，其包括:按重量计，小于0.25 %的碳、0.20和2.0 % 之间的儘、0.05和0.50%之间的娃、小于0.01 %的侣、和选自由大约0.01 %和大约0.20%之 间的妮、大约0.01%和大约0.20%之间的饥及它们的混合物组成的组中的至少一项，所述 钢制品具有大部分由贝氏体和针状铁素体构成的显微结构，并在时效硬化之后延伸率增加 且屈服强度增加。或者，妮可W小于0.1%。
[0023] 此外，该时效硬化钢制品可W包括分布在钢显微结构中、平均颗粒尺寸小于50纳 米的娃和铁的细氧化物颗粒。
[0024] 根据需要，该钢制品可W具有至少340MPa、或至少380MPa、或至少410M化、或至少 450MPa、或至少SOOMPa、或至少550MPa、或至少eOOMPa、或至650MPa的屈服强度。根据需要， 该钢制品可W具有至少410M化、或至少450M化、或至少500M化、或至少550M化、或至少 eOOMPa、或至650MPa、或至少700MPa的拉伸强度。该时效硬化钢制品具有小于3.0mm的厚度。 或者，该时效硬化钢制品具有小于2.5mm的厚度。或者，该时效硬化钢制品具有小于2.0mm的 厚度。在一可替换实施例中，该时效硬化钢制品可W具有从大约0.5mm至2mm范围内的厚度。 该时效硬化钢制品具有至少6%的总延伸率。或者，总延伸率可W是至少10%。
[002引一种钢制品包括：按重量计，小于0.25 %的碳、0.20和2.0 %之间的儘、0.05和 0.50 %之间的娃、小于0.01 %的侣、和选自由大约0.01 %和大约0.20 %之间的妮与大约 0.01%和大约0.20%之间的饥组成的组中的至少一项，该钢制品具有大部分由贝氏体和针 状铁素体构成的显微结构，并包括分布在钢显微结构中、平均颗粒尺寸小于50纳米的娃和 铁的细氧化物颗粒。或者，妮可W小于0.1 %。可选择地，该钢制品可W包括大约0.05%和 0.50 %之间的钢。
[0026] 一种钢制品可W具有至少W0M化的屈服强度，并可W具有至少410M化的拉伸强 度。该钢制品可W具有至少485M化的屈服强度和至少520M化的拉伸强度。该钢制品具有至 少6%的总延伸率。或者，总延伸率可W是至少10%。
[0027] -种时效硬化钢制品包括：按重量计，小于0.25 %的碳、0.20和2.0 %之间的儘、 0.05和0.50 %之间的娃、小于0.01 %的侣、大约0.01 %和大约0.20 %之间的妮、该钢制品具 有大部分由贝氏体和针状铁素体构成的显微结构，并具有平均颗粒尺寸小于10纳米的妮碳 氮化物。在本说明书和所附权利要求中碳氮化物颗粒包括碳化物、氮化物、碳氮化物及其组 合。或者，妮可W小于0.1%。
[0028] 该时效硬化钢制品可W基本上没有大于50纳米的妮碳氮化物颗粒。该时效硬化钢 制品可W具有至少340MPa的屈服强度，并可W具有至少410MPa的拉伸强度。该时效硬化钢 制品可W具有至少6%的总延伸率。或者，总延伸率可W是至少10%。
[0029] 还公开了一种制备成卷薄铸钢带的方法，其包括W下步骤：
[0030] 内部组装冷却漉子连铸机，所述冷却漉子连铸机具有横向定位且在其间形成漉隙 的铸造漉，并形成位于所述漉隙上方、支撑在所述铸造漉上、并在邻近所述铸造漉的端部处 被侧巧限制的烙融钢的铸造池，
[0031] 反向旋转所述铸造漉，W随着所述铸造漉移动经过所述铸造池，在所述铸造漉上 凝固出金属壳，
[0032] 由所述金属壳向下通过所述铸造漉之间的所述漉隙形成钢带，W及
[0033] W至少10°C每秒的速度冷却所述钢带，W提供运样的成分，该成分包括：按重量 计，小于0.25%的