冷轧扁钢产品及其制造方法_2

文档序号:8323590阅读:来源:国知局
马氏体形式在根据本发明加工的钢里,可 以基于作者H.Bhadeshia发表于1981年出版的金属科学15(Metal Science 15)的第 178-180页的、题为"Thermodynamic Extrapolation and Martensite-Start-Temperature of Substitutionally Alloyed Steels"的文章中所描述的工序进行计算。
[0039] 在根据本发明的钢中,碳延迟了向铁素体/珠层体(pearlite)的转变,降低了 马氏体的开始温度MS并且有助于增加硬度。为了利用这些积极的效果,根据本发明的扁 钢产品的C含量可以被设置为至少0. 25重量%,特别是至少0. 27重量%或至少0. 28重 量%,由相对高的碳含量所取得的效果被特别可靠地加以利用是可能的,当C含量处于小 于0. 25-0. 5重量%的范围内,特别是0. 27-0. 4重量%或0. 28-0. 4重量%。
[0040] 铜增加强度的作用也可以被用在根据本发明的冷轧扁钢产品中。在这方面,最小 〇. 15重量%特别是至少0. 2重量%的Cu含量可出现在根据本发明的扁钢产品中。铜对于 强度贡献了特别有效的作用,如果其以至少〇. 55重量%的含量存在于根据本发明的扁钢 产品中;基于事实将Cu的含量限制在最多1. 5重量%而抑制Cu存在所产生的负面效果是 可能的。
[0041] 在根据本发明的钢中,至少0. 4重量%并且至多3重量%,特别是高达2. 5重量% 含量的Mn,促进贝氏体的形成,另外任选地存在的铜,铬和镍的含量同样有助于贝氏体的形 成。取决于根据本发明所加工的钢的相应的其它成分,在此也可以有益地限制Mn含量到最 多2重量%以下或者增加Mn的最小含量到1. 5重量%。
[0042] Cr的可选择性的添加也可以降低马氏体的开始温度并且抑制贝氏体转变成珠光 体或渗碳体的趋势。此外,正如根据本发明所预先定义的,当Cr含量被限制到1. 5重量% 时具有在根据本发明的冷轧扁钢产品里的Cr存在的可选的效果会升高,对于高达至多2重 量%上限的含量时,铬促进铁素体的转变。Cr的积极影响可以被特别有效地加以利用,如果 至少0. 3重量%的Cr存在于根据本发明的扁钢产品中。
[0043] Ti、V或Nb的添加同样是可选的,其可以支持细粒度微观结构的形成并且促进贝 氏体的转变。此外,这些微合金元素通过析出物的形成有助于硬度的增加。Ti、V和Nb的 积极效果可以以特别有效的方式,被利用在根据本发明的冷轧扁钢产品里,当这些元素的 含量处在0. 002-0. 15重量%的范围内,特别是不超过0. 1重量%。
[0044] 硅以0. 4-2. 5重量%的含量存在于根据本发明的扁钢产品中并且引起相当大的 固体溶液凝固。为了以特别可靠的方式利用这种效应,Si的含量可以被设置为至少1.0重 量%。同样地,为了避免负面影响,限制Si的含量为最多2重量%是有益的。
[0045] 在根据本发明加工的钢中,铝可以部分替代Si的含量。与此同时,与Si类似,铝 在钢铁生产过程中具有脱氧反应。为了这个目的,可以提供最小为0. 01重量%含量的A1。 较高的铝含量被证明是有利的,例如当A1的添加是为了将钢铁的硬度或抗拉强度设定为 低的值以利于改进的变形性。
[0046] Si和A1的另一个功能包括抑制贝氏体里碳化物的形成并且因此通过溶解C而稳 定残留奥氏体直到低的温度。
[0047] A1和Si的同时存在的积极影响因此可以被特别有效地利用,当Si和A1的含量 处在根据本发明预先定义的限制范围内以满足下述条件:〇.8% Si+0. 8% A1>1.2重量% (其中,%Si表征以重量%计的Si的含量,A1%表征以重量%计的A1的含量)。
[0048] 根据本发明的预先定义的微观结构的形成可以被确保,特别是由该事实即根据本 发明所加工的钢铁中的锰、铬、镍、铜和碳的含量以及根据本发明的扁钢中相应的锰、铬、 镍、铜和碳的含量满足下述条件:
[0049] 1<0.5%]^+0.167%0+0.125%附+0.125%铜+1.334%(:<2
[0050] 其中,%Mn表征以重量%计的相应Mn的含量,%Cr表征以重量%计的相应Cr 的含量,% Ni表征以重量%计的相应Ni的含量,% Cu表征以重量%计的相应Cu的含量 和% C表征以重量%计的相应C的含量。
[0051] 为了生产根据本发明的扁钢产品,由具有根据本发明的组成物的钢铸造的原始 或者初级产品首先被带到或保持在某温度,该温度足以结束热轧工艺,该热轧工艺从位于 830-1000°C范围内的热轧结束温度处的该温度开始执行加工。在其离开被用于热轧的最后 轧制机座后,所述热轧钢带在与轧制机相邻的辊台上被冷却。紧接着该辊台,该热轧钢带进 入卷绕装置里,在其中被缠绕以形成一个卷圈。
[0052] 卷绕温度必须是至少560°C,使得较软的、由铁素体和珠光体组成的热轧钢带微观 结构被形成。为此目的的优选温度曲线产生了,如果热轧结束温度处于850-950°C的范围 内,特别是在880-950°C的范围内。为此目的,通常初级产品被加热到位于1100-1300°C的 范围内的温度下或者保持在热轧之前该温度下。如此得到的热轧钢带的微观结构主要由铁 素体和珠光体组成。出现晶界氧化的风险可以凭借该事实被最小化,即该卷绕温度被限制 为最高750°C。
[0053] 卷绕后,该热轧钢带被进行冷轧,不言而喻地,热轧钢带可以在冷轧前通过化学或 机械手段被常规地除去氧化层。
[0054] 冷轧被实施到至少30%特别是至少45%冷轧的程度,以便在随后的退火过程中 加速再结晶和转变。通常更好的表面质量也可以通过观察冷轧的相对高的程度而获得。至 少50 %的冷轧程度已被证明用于该目的是特别有利的。
[0055] 在冷轧后,根据本发明所得到的冷轧钢带在连续通路里完成退火周期,在此期间, 其在第一退火阶段被加热到至少800°C,优选至少830°C的温度。该第一退火阶段持续至少 这样一段时间,从而该冷轧钢带被完全奥氏体化。为此通常需要50-150秒。
[0056] 在第一退火期阶段,该产品以冷却速度为至少8°C /秒特别是10°C /秒被淬火。为 此淬火的目标温度是最多470°C的保持温度并且其比马氏体开始温度MS要高,从该开始温 度,马氏体形式在的冷轧钢带的微观结构里。实践中,300-420 °C特别是330-420 °C的范围可 以被用来表明该保持温度所处的范围。
[0057] 从各自的保持温度开始加工,冷轧钢带在第二退火阶段被保持在保持温度范围 内,准确地说直到至少20体积%的冷轧钢带的微观结构已经转化为贝氏体。该保持在此可 以被执行如在冷却期间在所到达的保持温度下的等温保持或者在保持温度范围内的缓慢 降低温度。
[0058] 根据本发明生产的扁钢产品可以以常规方式被涂覆金属保护层。例如这可以通过 热浸涂覆来实现。如果在金属涂层施加之前需要退火,根据本发明所提供的热处理可以在 该退火的过程中进行。
【具体实施方式】
[0059] 本发明将在随后的示例性实施例的基础上进行更加详细的说明。
[0060] 五块钢S1-S5被熔化,其组分被标示在表1中。
[0061] 相应组分的钢熔体被以传统方式进行浇筑以形成坯料,从该坯料中分离出厚的 板。该厚的板然后以类似的常规方式被加热至再加热温度。
[0062] 被加热的厚板以类似的常规热轧站群被热轧以形成具有2_厚度的热轧钢带。
[0063] 在每种情况下,该热轧结束温度处在830_900°C的范围内。该热轧钢带被从该温度 冷却至位于560°C之上的卷绕温度并且随后被卷绕以形成卷圈。
[0064] 如此得到的该热轧钢带在卷绕之后被除去表层并且在除去表层之后被冷轧以形 成具有50 %冷轧程度的冷轧钢带。
[0065] 这些冷轧钢带的相对大量的试样然后经受热处理,在该热处理中,其在第一退火 步骤中以至少1. 9°C /秒的加热速率被加热到位于830-850°C范围内的第一退火温度。该 冷轧钢带在该温度被保持120秒的时间,直到它们已经完全加热透。
[0066] 随后进行的是淬火,在此期间,冷轧钢带以至少8°C /秒的冷却速率被淬火到处于 350-420°C范围内的保持温度T2。具体而言,在测试的第一批中,该保持温度T2为300°
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