[发明专利]含有微合金添加剂的薄铸钢带制品及其制造方法

说明书

相关申请

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

本发明涉及制造高强度薄铸钢带和用双辊连铸机制造这种铸钢带的方法。

在双辊连铸机中，熔融金属注入一对反向旋转、内部冷却的铸造辊之间，从而金属壳在移动的辊表面上凝固，并且一起被置于辊子之间的辊隙中，形成凝固的钢带制品，再从铸造辊之间的辊隙向下传送。在此使用的术语“辊隙”是指铸造辊靠得最紧的大致区域。熔融金属从钢水包(ladle)通过由浇口盘(tundish)和位于辊隙上方的中心喷嘴构成的金属传送系统倾倒出，以形成支撑在辊子的铸造表面上、位于辊隙上方并且沿辊隙长度延伸的熔融金属的铸造池。这种铸造池通常限定在与辊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坝之间，使熔融金属不向外流。

过去，通过对冷轧钢带的恢复退火(recovery annealing)来制造带厚度小于3.0mm、屈服强度为413MPa(60ksi)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轧。然后冷轧钢带被恢复退火，以提高延展性，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。这种恢复退火的冷轧低碳钢通常仅适用于简单的成形操作，例如，轧制成形和弯曲。利用冷轧和恢复退火的工艺流程以这样的最终带厚生产具有高延展性的这种钢带在技术上是不可行的。

过去，高强度钢是由通过诸如铌、钒、钛或钼的元素微合金(microalloy)并通过热轧达到理想的厚度和强度水平而制成的。这样的微合金要求昂贵和高水平的铌、钒、钛或钼，从而形成一般具有10-20％的贝氏体的贝氏体-铁素体显微结构。参见美国专利No.6,488,790。或者，显微结构可以是具有10-20％珠光体的铁素体。热轧钢带导致这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，以为主要为铁素体转换的显微结构提供足够的时效硬化，以达到要求的强度水平。这些高微合金水平明显提高所需的热轧负荷，并限制可以经济并实际生产的热轧钢带的厚度范围。在酸洗(pickling)厚度大于3mm的产品范围的较厚端的产品之后，这种合金高强度钢带可以直接用于电镀。

然而，通过在普通钢(base steel)化学成分中利用Nb，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，原因是高轧制负荷，而且在商业上并非总是可行的。过去，需要大量的这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轧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。

此外，通常冷轧是获得较薄厚度的钢带所需要的；但是，热轧钢带的高强度使得这种冷轧很困难，因为需要高冷轧负荷来减小钢带的厚度。这些高合金水平也显著地提高可所需的再结晶退火温度，需要花费很多钱来建设和运行能够完成冷轧钢带的完全再结晶退火所需的高退火温度的退火作业线。

简而言之，由于高的合金成本、元素添加剂的相当低的效率、在热轧和冷轧中高轧制负荷的困难、和所需的高再结晶退火温度，以前所知的用Nb，V，Ti或Mo元素进行微合金操作以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。

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％之间的锰、0.05和0.50％之间的硅、小于0.01％的铝、和大约0.01％和大约0.20％之间的铌，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％的铌。或者，铌可以少于0.1％。该钢制品还可以包括选自由大约0.05％和大约0.50％之间的钼、大约0.01％和大约0.20％之间的钒及它们的混合物组成的组中的至少一种。

该钢制品可以具有至少340MPa的屈服强度，并可以具有至少410MPa的拉伸强度。该钢制品可以具有至少485MPa的屈服强度和至少520MPa的拉伸强度。该钢制品具有至少6％的总延伸率。或者，总延伸率可以为至少10％。