[发明专利]热轧轻型马氏体钢板及其制作方法

说明书

一种热轧轻型马氏体钢板，其制造方法包括：(a)制备钢水熔体，其包括：(i)按重量计，0.20％至0.35％的碳，小于1.0％的铬，0.7％至2.0％的锰，0.10％至0.50％的硅，0.1％至1.0％的铜，小于0.05％的铌，小于0.5％的钼和含铝量低于0.01％的镇静的硅，以及(ii)余量的铁和由熔化产生的杂质；(b)在大于10.0MW/m²的热通量下使熔融熔体固化，并在非氧化性气氛中使熔融熔体以大于15℃/秒的冷却速度冷却到1080℃以下，Ar₃温度以上，得到厚度小于2.0mm的钢板；(c)将钢板热轧至厚度减小15％至50％，迅速冷却以形成至少75体积％为马氏体或马氏体加贝氏体的微观结构的钢板，屈服强度为700至1300MPa，拉伸强度为1000至1800MPa，伸长率在1％至10％之间。

背景技术和概述

该国际专利申请要求于2014年12月19日提交的美国临时申请No.62/094,572，以及于2015年2月12日提交的美国临时申请No.62/115,343的优先权。

本发明涉及热轧轻型马氏体钢板的制造以及采用双辊连铸机制造该钢板的方法。

在双辊连铸机中，熔融金属一对反向旋转的内部冷却的铸辊之间被引入，使得金属壳在移动的铸辊表面上固化，并且在它们之间的辊隙处被聚集在一起，以产生固化带产品，从铸辊之间的辊隙向下传送。术语“辊隙”在本文中用于指铸辊在一起最接近的一般区域。熔融金属通过金属输送系统从钢包浇注，该金属输送系统由位于辊隙上方的中间包和芯喷嘴组成，以形成熔融金属铸造池，支撑在铸辊上方的辊的铸造表面上并沿着辊隙的长度延伸。这种浇注池通常被限制在耐火侧板或与该辊的端面滑动接合的坝之间，以便防止浇注池的两端流出。

马氏体通过奥氏体的快速冷却或淬火形成在碳钢中。奥氏体具有称为面心立方(FCC)的特定晶体结构。如果自然冷却，奥氏体变成铁素体和渗碳体。然而，当奥氏体被快速冷却或淬火时，面心立方奥氏体转变为用碳过饱和的高应变的体心四方晶(BCT)形式的铁素体。导致的剪切变形产生大量的位错，这是钢的主要强化机制。当奥氏体达到马氏体开始转变温度并且母体奥氏体变得热力学不稳定时，马氏体在冷却期间开始反应。当样品淬火时，越来越多的奥氏体转变成马氏体，直到达到较低的转变温度，此时转变完成。

马氏体钢越来越多地用于需要高强度的应用中，例如在汽车工业中。马氏体钢提供汽车行业必要的强度需求，同时降低能源消耗，提高燃油经济性。

本发明公开了一种热轧轻型马氏体钢板，其特征在于包括以下步骤：(a)制备熔融钢熔体，其包括：(i)重量比为：0.20％至0.35％的碳，小于1.0％的铬，0.7％至2.0％的锰，0.10％至0.50％的硅，0.1％至1.0％的铜，小于0.05％的铌，小于0.5％的钼和含铝量低于0.01％的镇静的硅，以及(ii)剩余的铁和由熔化产生的杂质；(b)在大于10.0MW/m²的热通量下固化成厚度小于2.0mm的钢板，并在非氧化性气氛中将板材以大于15℃/秒的冷却速度冷却到1080℃以下，Ar₃温度以上；(c)将钢板热轧至厚度减小15％至50％，迅速冷却以形成至少75％体积为马氏体的微观结构的钢板，屈服强度为700至1300MPa，拉伸强度为1000至1800MPa，伸长率在1％至10％之间。本发明中的伸长率是指总伸长率，并且，通过“快速冷却”是指以大于100℃/秒的速率冷却到100和20℃之间。

如下所述，本发明的钢板不能以低于0.20％的碳水平制成，因为它对钢板的包晶开裂是不起作用的。

此外，钢板可以在150℃和250℃之间的温度下回火2至6小时。马氏体钢板还可以包含以重量计大于0.005％的铌或大于0.01％或大于0.02％的铌。马氏体钢板还可以包含大于0.05％的钼或大于0.1％或大于0.2％的钼。