含有微合金添加剂的薄铸钢带制品及其制造方法_2

文档序号:9781143阅读:来源:国知局
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,所述钢带具有大部分由贝氏体与针状铁素体构成的显微结 构,并在固溶体中具有大于70%的妮和/或饥。
[0034] 该方法可W在卷取后的所述钢带中提供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。另外,该方法还可W包括W下步骤:热社所述钢带;和在 大约450和700°C之间的溫度卷取所述经热社的钢带。或者,该热社钢带的卷取可W在小于 650°C的溫度进行。
[0035] 该方法还可W包括在至少550°C的溫度时效硬化所述钢带的步骤,W增加拉伸强 度。或者,时效硬化可W在625°C和800°C之间的溫度进行。在另一可替换实施例中,时效硬 化在650°C和750°C之间的溫度进行。
[0036] 还公开了一种制备薄铸钢带的方法,其包括W下步骤:
[0037] 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,
[0038] 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,
[0039] 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,
[0040] 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,所述钢带具有大部分由贝氏体与针状铁素体构成的显微结 构,并在固溶体中具有大于70%的妮和/或饥,W及
[0041 ] 在625°C和800°C之间的溫度时效硬化所述钢带。
[0042] 该方法还可W包括时效硬化所述钢带的步骤,W增加拉伸强度。或者,时效硬化可 W在650°C和750°C之间的溫度进行。
[0043] 该方法可W提供具有平均颗粒尺寸小于10纳米的妮碳氮化物颗粒的时效硬化钢 带。或者,时效硬化钢带基本上没有大于50纳米的妮碳氮化物颗粒。
[0044] 该方法可W在卷取后的钢带中提供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。另外,该方法可W包括W下步骤:热社所述钢带;W及在低于 700°C的溫度卷取所述经热社的钢带。或者,所述经热社的钢带的卷取可W在低于650°C的 溫度进行。
[004引制备薄铸钢带的方法可W包括W下步骤:
[0046]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,
[0047] 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,
[0048] 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
[0049] 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,所述钢带具有大部分由贝氏体与针状铁素体构成的显微结 构,
[0050] 在625°C和800°C之间的溫度时效硬化所述钢带,在时效硬化之后延伸率增加且屈 服强度增加。
[0051] 该方法壳体在卷取的钢带中提供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。另外,该方法可W提供具有平均颗粒尺寸小于10纳米的妮碳氮 化物的时效硬化钢带。或者,时效硬化钢带基本上没有大于50纳米的妮碳氮化物颗粒。
[0052] 该方法可W包括W下步骤:热社所述钢带;和在低于750°C的溫度卷取所述经热社 的钢带。或者,所述经热社的钢带的卷取可W在低于700°C的溫度进行。
【附图说明】
[0053] 为了更详细地描述本发明,参照附图给出一些示例性例子,附图中:
[0054] 图1图示结合了在线(in-1 ine)热社社钢机和卷取机的钢带铸造设备;
[0055] 图2图示双漉钢带连铸机的细节;
[0056] 图3图示卷取溫度对具有和没有妮或饥添加剂的钢带的屈服强度的影响;
[0057] 图4a是妮钢带的光学显微图;
[005引图4b是标准的UCS SS等级380钢带的光学显微图;
[0059]图5是示出卷取后时效硬化(age hardening)对目前的钢带的屈服强度的影响的 曲线图;
[0060] 图6是示出卷取后模拟时效硬化周期对目前的钢带的屈服强度的影响的曲线图;
[0061] 图7是示出热社压下率对屈服强度的影响的曲线图;
[0062] 图8是示出屈服强度对延伸率的影响的曲线图;
[0063] 图9是示出低水平妮情况下妮量对屈服强度的影响的曲线图;
[0064] 图10a示出0.065%妮钢的第一样品在热社之后的显微结构的显微图;
[0065] 图10b示出0.065%妮钢的第二样品在热社之后的显微结构的显微图;
[0066] 图11是示出妮量对屈服强度的影响的曲线图;
[0067] 图12是示出卷取溫度对屈服强度的影响的曲线图;
[0068] 图13是示出低水平妮情况下卷取溫度对屈服强度的影响的曲线图;
[0069] 图14是示出热处理条件对屈服强度的影响的曲线图;
[0070] 图15是示出时效硬化热处理溫度对0.026%妮钢的屈服强度的影响的曲线图;
[0071] 图16是示出峰值时效溫度对0.065%妮钢的屈服强度的影响的曲线图;
[0072] 图17是示出峰值时效溫度和保持时间对0.065%妮钢的屈服强度的影响的曲线 图;
[0073] 图18是示出峰值时效溫度和保持时间对0.084%妮钢的屈服强度的影响的曲线 图;
[0074] 图19是示出在时效硬化之前和之后屈服强度对延伸率的影响的曲线图;
[0075] 图20是示出热处理导致的连续退火的曲线图;
[0076] 图21是示出时效硬化条件的曲线图;
[0077] 图22是示出溫度和时间对硬度的影响的曲线图;
[0078] 图23是示出热处理对目前的饥钢的屈服强度的影响的曲线图;
[0079] 图24是示出热社压下率对目前的饥钢的屈服强度的影响的曲线图;
【具体实施方式】
[0080] 下面的实施例描述利用双漉连铸机、通过连续铸造钢带形成的具有微合金添加剂 的高强度薄铸钢带。
[0081] 图1图示出用于连续铸造钢带的钢带连铸机的顺序的多个部件。图1和2图示连续 生产铸钢带12的双漉连铸机,其通过经过导向台13的输送路径10,到达具有夹紧漉14A的夹 紧漉架14。一退出夹紧漉架14之后,钢带立即进入具有一对的社制漉16A和支承漉16B的热 社社钢机16,在热社机中铸带被热社,W减小希望的厚度。热社过的钢带送到送出台17,在 送出台17中带可W通过对流和与经过水喷射器18(或其它合适的装置)供应的水接触W及 通过福射来冷却。然后,社制和冷却的钢带通过包括一对夹紧漉20A的夹紧漉台20,从而到 达卷取机19。铸钢带的最终冷却在卷取之后进行。
[0082] 如图2所示,双漉连铸机11包括主机架21,其支撑一对横向定位且具有铸造表面 22A的铸造漉22。在铸造操作期间,烙融金属从钢水包(未示出巧Ij诱口盘23,通过耐热套管 24进入分配器或可移动诱口盘25,然后从分配器25通过金属输送喷嘴26提供到漉隙27上方 的铸造漉22之间。在铸造漉22之间输送的烙融金属在漉隙上方形成铸造池30。铸造池30通 过一对侧封闭巧或板28在铸造漉的端部受到限制,所述侧封闭巧或板28通过连接至侧板保 持器的一对包括液压缸单元(未示出)的推进器被推压在铸造漉的端部上。铸造池30的上表 面(通常称为"弯液面"水平)一般升到输送喷嘴下端的W上,使得输送喷嘴的下端浸没在铸 造池30内。铸造漉22是内部水冷的,使得随着漉子表面经过铸造池金属壳凝固在移动的漉 子表面上,并且一起被置于铸造漉之间的漉隙27中,W形成铸钢带12,该铸钢带从铸造漉之 间的漉隙向下输送。
[0083] 双漉连铸机可W是美国专利No. 5,184,668和5,277,243或美国专利No. 5,488,988 中详细图示和描述的种类。适用于本发明实施例的双漉连铸机的合适结构细节的那些专利 可W作为参考。
[0084] 利用双漉连铸机可W生产高强度薄铸带制品,双漉连铸机克服了传统轻量型 (1 ight gauge)钢制品的缺陷,并生产高强度、轻量型钢带制品。本发明利用包括妮(Nb )、饥 (V)、铁(Ti)、或钢(Mo)的元素及其组合。
[0085] 钢中的微合金元素通常是指铁、妮、和饥元素。过去,运些元素通常的添加水平低 于0.1%,但是,在有些情况下,添加水平高达0.2%。经过可硬化性化ardenability)、晶粒 细化、和强化作用的组合,运些元素能够对钢的显微结构和性能发挥很强的效果(过去作为 碳氮化物形成体(carbonihide former))。钢一般不认为是微合金元素,因为其本身是相 当弱的碳氮化物形成体,但是,在运里的情况下是有效的,可W与妮和饥一起形成复合的碳 氮化物颗粒。如下面解释的,由于运些元素在热社钢带中碳氮化物的形成受到抑制。
[0086] 通过利用运些元素进行微合金,高强度薄铸带制品集合若干因素 W实现高强度轻 量型铸带制品。带厚可W小于3mm、小于2.5mm,或小于2.0mm,可W在0.5mm至2.0mm范围内。 铸带通过热社生产得到,而不需要冷社W进一步将带社制到理想厚度。因此,高强度薄铸带 制品覆盖(overlap)轻量型热社厚度范围与理想的冷社厚度范围两者。钢带可WW10°C每 秒和W上的速度冷却,仍然形成大部分为、且一般主要为贝氏体和针状铁素体的显微结构。
[0087] 通过制备运种高强度薄铸带制品获得的益处,与W前按传统方法生产微合金钢的 生产形成对比,其中传统的微合金钢生产导致相当高的合金成本、微合金过程中的低效率、 热社和冷社的困难、和由于传统连续电锻和退火作业线不能提供所需的高退火溫度而造成 的再结晶退火的困难。而且,克服了通过冷社和恢复退火加工工艺制成的钢带呈现相当差 的延展性。
[0088] 在W前按传统方法生产的微合金钢中,通过凝固、热社、卷取和冷却,诸如妮和饥 的元素不能保留在固溶体中。妮和饥在热卷取制造过程的各个阶段散布于显微结构中形成 碳氮化物颗粒。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。在W前按传统方法生产的微合金钢的热板巧和随后的卷取中,碳和氮颗粒的 形成和生长进
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