專利名稱：鋼捆帶條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼捆帶條。
背景技術(shù)：
鋼捆帶條由冷軋鋼帶切割成需要的寬度而形成，其用于多種需要一系列性能的應(yīng)用。通常，生產(chǎn)鋼捆帶條時必須考慮的性能是拉伸強度，延展性，切口性能和功致硬化。這些性能取決于鋼的組成和施加于鋼帶的熱處理工藝。
鋼捆帶條的最小拉伸強度在500到1250Mpa之間。
申請人制造和銷售以Apex PlusTM為商品名的鋼捆帶條，其拉伸強度在500-800Mpa范圍。
申請人制造和銷售以MagnusTM為商品名的鋼捆帶條，其拉伸強度超過800Mpa。
Apex PlusTM鋼捆帶條通常由低碳鋼形成，可以冷軋和切割形式使用，在需要適當強度水平的應(yīng)用中不需熱處理，例如在獲得卡紙板至托板中。在某些情況下，Apex PlusTM鋼捆帶條由中碳鋼形成，為了提高延展性而需經(jīng)應(yīng)力消除退火處理或者發(fā)藍熱處理。
MagnusTM鋼捆帶條通常由中碳鋼形成，該鋼捆帶條需經(jīng)熱處理來提供所需的性能。MagnusTM鋼捆帶條用于需要中到高的拉伸強度和良好延展性、切割性能和功致硬化的載重應(yīng)用場合。使用包括將鋼管捆扎成束，將重載扎緊成板，及包括毛和棉的高密度打包。
MagnusTM鋼捆帶條的基礎(chǔ)生產(chǎn)步驟如下a)熱軋鋼坯形成鋼帶；b)冷軋鋼帶至所需鋼帶厚度；c)切割鋼帶成條；d)熱處理鋼帶以產(chǎn)生目標機械性能和微觀結(jié)構(gòu)。
美國專利4,816,090揭示了一種鋼帶熱處理工藝，包括
a)使用感應(yīng)加熱，快速加熱鋼帶到兩相溫度范圍而略為均熱保溫或者不進行均熱保溫；b)快速冷卻鋼帶，形成一種該微觀結(jié)構(gòu)，微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物。
說明書中所用的術(shù)語“兩相”應(yīng)理解為在相平衡區(qū)奧氏體相和鐵素體相共存。
該美國專利揭示了一種熱處理鋼捆帶條，其特征在于，它的微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物。
該美國專利揭示，鋼的組成最好包括少于0.2wt％的碳，其特征在于加入成合金元素，后者形成沉淀物，在熱處理過程中延緩再結(jié)晶。
該美國專利揭示，鈦和鈮是首選的成合金元素。
該美國專利揭示，鈦可以為0.06-0.15wt％，最好為0.08wt％，鈮可以為0.02-0.05wt％，最好約為0.04wt％。
該美國專利所揭示的鋼捆帶條在澳大利亞商業(yè)制造，通過熱軋鋼坯來形成鋼帶，典型地為2.0mm厚，冷軋鋼帶，典型地到0.8mm的最終鋼帶厚度，切割鋼帶成條，然后用感應(yīng)加熱單元將鋼帶熱處理。
在熱軋步驟中遭遇了嚴重的問題，其結(jié)果是成品率非常低。
現(xiàn)已確定，該問題是由于鋼中的鈦在熱軋機(hot strip mill)中產(chǎn)生不一致的再結(jié)晶行為所致。
鈦是鋼組成中的一種重要元素。鈦的重要是因為它形成鈦碳化物的沉淀物，如上所述，這些沉淀物在熱處理過程中延緩再結(jié)晶。這與在熱處理過程中的快速熱循環(huán)一起，引起在微觀結(jié)構(gòu)中相當大的冷加工保持力，這導致對于鋼捆帶條強度的實質(zhì)性作用。
如前所述，該美國專利揭示，鈦的范圍從0.06％-0.15wt％。當熱軋鋼所含鈦濃度為0.065wt％即趨近所述范圍下限時，就碰到嚴重的熱軋問題。這種鋼下文稱作XAK15供料鋼。
從鋼帶組成中減少或者完全去除鈦，雖然克服熱軋機問題，但會對鋼帶的機械性能特別是拉伸強度有重大不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的第一方面，提供具有如下重量百分比組成的鋼捆帶條，它的微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物C≤0.2Mn ≤2.0Si 0.2-0.4Ti 0.025-0.045V0.05-0.07Cr ≤0.25Ni ≤0.30Mo ≤0.10N≤0.005Cu ≤0.20Al ≤0.08Nb ≤0.005P≤0.035S≤0.020余量 鐵和附帶的雜質(zhì)具體地說，已發(fā)現(xiàn)上述鋼的組成不會遇到見于XAK15供料鋼的嚴重熱軋問題。
還發(fā)現(xiàn)，從上述鋼組合物所制造的鋼捆帶條，具有至少與從XAK15供料鋼所制成的鋼捆帶條可比的機械性能，如拉伸強度。
特別是，發(fā)現(xiàn)通過熱軋、冷軋，然后熱處理鋼組合物來形成包括冷加工回復退火鐵素體基體(該鐵素體包含馬丁體)以及遍布基體的彌散碳化物的微觀結(jié)構(gòu)，所制成的鋼捆帶條可獲得至少可比的機械性能。
據(jù)信，在鋼組合物中加入釩和減少組合物中的鈦濃度(與XAK15供料鋼中鈦濃度相比)防止了在熱軋機中熱軋易成型性的問題，釩的加入還導致好的機械性能。特別是，據(jù)信釩的加入和鈦濃度的減少使在熱軋機中(特別是在每臺熱軋機中)可達到鋼的再結(jié)晶一致。
優(yōu)選地，微觀結(jié)構(gòu)包括≤15vol％的碳化物。
優(yōu)選地，微觀結(jié)構(gòu)包括5-10vol％馬丁體。
優(yōu)選地，組合物中鈦的濃度為0.03-0.04wt％。
優(yōu)選地，組合物中錳的濃度為0.8-1.2wt％。
優(yōu)選地，組合物中鋁的濃度為0.015-0.08wt％。
優(yōu)選地，鋼捆帶條的拉伸強度至少為900Mpa。
優(yōu)選地，鋼捆帶條的拉伸強度至少為1000Mpa。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了制造鋼捆帶條的方法，包括如下步驟a)將鋼坯通過熱軋機的一系列軋機機座來熱軋鋼坯，減少鋼坯的厚度以形成鋼帶；b)在冷軋機中冷軋鋼帶，減少鋼帶的厚度；以及c)熱處理鋼帶以產(chǎn)生鋼捆帶條，該方法的特征在于通過選擇熱軋條件和鋼坯的組成，這樣在熱軋機的每個機座中產(chǎn)生鋼的再結(jié)晶。
上述方法基于這樣的認識，即通過確保在每個機座中至少有一些鋼的再結(jié)晶，可在一致的基礎(chǔ)上、高產(chǎn)量地生產(chǎn)具有所需機械性能的熱軋鋼。
優(yōu)選的熱處理步驟(c)包括i)使用感應(yīng)加熱，快速將鋼帶加熱到兩相溫度范圍而略為均熱保溫或者不進行均熱保溫；ii)快速冷卻鋼帶。
優(yōu)選地，本方法生產(chǎn)鋼捆帶條，其微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物。
優(yōu)選地，本方法進一步包括在熱處理步驟(c)前的縱向切分冷軋鋼帶的步驟。
如上所述的鋼的組成適于使用在上述方法中。
具體實施例方式
首選的鋼捆帶條組成和制造該鋼捆帶條的方法在下面概述。
1煉鋼1.1表1-鋼成分分析

2熱軋2.1鋼坯尺寸-熱軋機(Hot Strip Mill)所接收的230毫米厚度×1025毫米寬度×11.65米長度鋼坯重約為21.5噸2.2熱軋機運行溫度出口再熱爐1250℃熱軋機完成溫度900℃帶材繞卷溫度570℃熱帶厚度2.0毫米2.3熱軋結(jié)構(gòu)熱軋微觀結(jié)構(gòu)包括微小的等軸鐵素體和珠光體/貝氏體。
2.4機械性能熱軋后的引入供料(induction feed)的機械性能如下極限抗拉強度(MPa)典型地為600-650Mpa硬度典型地為55-S7RA延伸典型地為20％(SOmm)3酸洗作業(yè)線在酸洗之前，提供有效的鈦公式(％Ti-3.4×％N)0.020的最小值。
輸入鋼帶寬度為960毫米，切邊減少寬度至944毫米。
4冷軋4.1進料將2.0毫米厚、經(jīng)熱軋、酸洗和浸油的卷帶冷軋至0.805毫米厚度。
4.2微觀結(jié)構(gòu)厚度從2.0到0.80毫米的60％減少量導致在深度冷加工鐵素體基體中有細小碎片碳化物的微觀結(jié)構(gòu)。
4.3機械性能60％冷的減少和微觀結(jié)構(gòu)導致鋼帶具有如下典型的機械性能極限抗拉強度(MPa)1000-1050Mpa斷裂力(KN)16KN硬度65RA延伸(50毫米)4％彎曲測試(180deg)75切分隨后，將鋼帶切分成典型的寬度為12-32毫米的最終產(chǎn)物鋼捆帶條。
6.鋼捆帶條作業(yè)線6.1作業(yè)線條件運行感應(yīng)作業(yè)線，使鋼帶快速加熱到750℃，保持該溫度兩秒鐘，然后將鋼帶快速冷卻到環(huán)境溫度。
6.2機械性能上述鋼化學組成、引入的冷軋結(jié)構(gòu)和感應(yīng)加熱處理的結(jié)合，導致如下典型的機械性能極限抗拉強度970-1070Mpa斷裂力15.5KN％延伸10-14％(50毫米)硬度65-67HRA彎曲測試(180deg)13申請人對如上所述生產(chǎn)的鋼捆帶條和在相同的一般工藝條件下從XAK15料鋼生產(chǎn)的鋼捆帶條進行了測試。
得到的結(jié)果顯示，對于制造鋼捆帶條來說，如前所列表1中鋼的組成優(yōu)于XAK15料鋼，這是由于與XAK15鋼相比，大大改善熱易成形性。
另外，測試工作的結(jié)果顯示，從表1組合物制造的鋼捆帶條與源于XAK15的鋼捆帶條相比具有更高的(典型地為5％)拉伸強度。
而且，測試工作的結(jié)果顯示，從表1組合物制造的鋼捆帶條的拉伸強度與用來源于XAK15的鋼捆帶條所獲得的拉伸強度相比，更加一致，即各個測試結(jié)果之間的偏差更小。
另外，測試工作的結(jié)果顯示，從表1成分制造的鋼捆帶條與來源于XAK15的鋼捆帶條相比，具有更高的延展性(典型地為1％)。
對于如上所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以做出許多修改，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容和保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋼捆帶條，具有如下重量百分比組成，它的微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物C ≤0.2Mn≤2.0Si0.2-0.4Ti0.025-0.045V 0.05-0.07Cr≤0.25Ni≤0.30Mo≤0.10N ≤0.005Cu≤0.20Al≤0.08Nb≤0.005P ≤0.035S ≤0.020余量 鐵和附帶的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼捆帶條，其中所述微觀結(jié)構(gòu)包括≤15vol％的碳化物。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼捆帶條，其中所述微觀結(jié)構(gòu)包括5-10vol％馬丁體。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼捆帶條，其特征在于，所述成分中的鈦濃度為0.03-0.04wt％。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼捆帶條，其中所述組成中的錳濃度為0.8-1.2wt％。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼捆帶條，其中所述組成中的鋁濃度為0.015-0.08wt％。
7.如權(quán)利要求1所述的鋼捆帶條，其特征在于，所述鋼捆帶條的拉伸強度至少為900Mpa。
8.如權(quán)利要求7所述的鋼捆帶條，其中所述鋼捆帶條的拉伸強度至少為1000Mpa。
9.一種制造鋼捆帶條的方法，包括如下步驟a)使鋼坯通過熱軋機的一系列軋機機座來熱軋鋼坯，減少鋼坯的厚度以形成鋼帶；b)在冷軋機中冷軋鋼帶，減少鋼帶的厚度；以及c)熱處理鋼帶以產(chǎn)生鋼捆帶條，該方法的特征在于通過選擇熱軋條件和鋼坯的成分，這樣在熱軋機的每個機座中有鋼的再結(jié)晶。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述熱處理步驟c)包括i)使用感應(yīng)加熱，快速將鋼帶加熱到兩相溫度范圍而略為均熱保溫或者不進行均熱保溫；ii)快速冷卻鋼帶。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，用所述方法制造的鋼捆帶條其微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中還包括在熱處理步驟前的縱向切分冷軋鋼帶的步驟。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中料鋼具有如下wt％組成C ≤0.2Mn ≤2.0Si 0.2-0.4Ti 0.025-0.045V 0.05-0.07Cr ≤0.25Ni ≤0.30Mo ≤0.10N ≤0.005Cu ≤0.20Al ≤0.08Nb ≤0.005P ≤0.035S ≤0.020余量 鐵和附帶的雜質(zhì)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述組成中鈦的濃度為0.03-0.04wt％。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述組成中錳的濃度為0.8-1.2wt％。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述組成中鋁的濃度為0.015-0.08wt％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼捆帶條及其制造方法。所述鋼捆帶條具有如下重量百分比組成，它的微觀結(jié)構(gòu)包括含馬丁體的冷加工回復退火鐵素體基體和遍布基體的彌散碳化物C≤0.2;Mn≤2.0;Si0.2-0.4;Ti0.025-0.045;V 0.05-0.07;Cr≤0.25;Ni≤0.30;Mo≤0.10;N ≤0.005;Cu≤0.20;Al≤0.08;Nb≤0.005;P≤0.035;S≤0.020;余量鐵和附帶的雜質(zhì)。
文檔編號C22C38/00GK1521092SQ0310431
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者杰弗里·W·多南, 彼得·I·宇尼科姆, 羅伯特·K·阿姆斯特朗, K 阿姆斯特朗, I 宇尼科姆, 杰弗里 W 多南 申請人:伊利諾斯工具公司