CN1236076C - 由高锰含量的钢制造热轧带材的方法 - Google Patents
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Abstract
依照本发明，最大厚度为6mm的预制钢带(V)，由高于12%到30%重量的锰含量的钢在两辊铸造机(2)中接近最终尺寸地铸造。在铸造之后，预制钢带(V)继续连续地尤其是经过唯一的一个道次被热轧。本发明的方法能生产尽管锰含量高但仍具有良好的变形性能的钢带。
Description
技术领域
本发明涉及由锰的重量百分比含量为12到30的高锰含量的钢制造热轧带材的方法。这种钢的特点是具有特别高的强度。
背景技术
这种高锰含量的钢的制造和加工中的问题在于加工硬化性能，该性能与通常用于深拉的钢、例如中频(IF)钢或低碳钢是不同的。已经表明，在上述类型的通常的钢锭连铸(Brammenstrangguss)中浇铸的高锰含量的钢具有差的变形性能。
依照由DE 199 00 199 A1所知的方法，除去其它合金元素外，含7％到27％Mn的钢，能通过薄带铸造制造接近最终尺寸的钢带，并且加工成热轧带材。这样得到的材料特别适合用于汽车车身的制造。
发明内容
本发明的任务在于提供一种方法，该方法使即使具有高的锰含量，也具有良好变形性能的钢带的制造成为可能。
该任务通过由含有高于12到30重量百分比的锰的钢制造具有TWIP和TRIP特性的热轧带材的方法来解决，其中，熔液在两辊铸造机中被接近最终尺寸地铸成厚度最大为6mm的预制钢带，紧接着被连续加工成热轧带材，其中在唯一的一个热轧道次中将其轧制到热轧带材的最终厚度。
依照本发明高锰含量的钢被铸成预制材料，其尺寸接近热轧带材的最终尺寸。用这种方法在铸造过程中就制造出了这种薄材料，这样就能保证沿其全部横断面都基本均匀地硬化(Erstarrung)。令人惊奇的是，这种接近最终尺寸地铸造的预制材料和用常规方法制造的具有可比性的高锰含量的钢带一样，具有基本细晶粒的、均匀的组织。这种由预制材料制造的热轧带材具有TRIP(“相变诱导塑性”)和TWIP(“孪晶诱导塑性”)特性，并与此相应的具有很好的变形能力，这又是与高强度结合在一起的，使得它特别适合在车身制造中使用。
依照本发明所制造的材料的厚度应当尽可能的小。铸造的预制材料越薄，硬化组织就越细，硬化引起的缺陷对继续加工成热轧带材的干扰就越少。同时用薄的铸造的预制产品，硬化过程也容易有目的地控制。因此，预制钢带的厚度优选限制为最大4mm，更加优选限制为最大2.5mm。这样在一个控制的过程中考虑以下情况，即特别是在上述种类的钢中，硬化速度对微偏析的程度和分布有直接的影响。这还会再影响到晶粒生长和在硬化过程中出现的析出状态，如MnS、AlN和Ti(C，N)等。因而通过有针对性的控制铸造的预制材料的组织参数就能设定对最终产品的继续加工性能和使用性能有决定性影响的基础。
依照本发明钢的铸造在两辊铸造机中实现。这种已知的铸造机型能够制造特别薄的，极为接近热轧带材的最终尺寸的预制材料，该预制材料的硬化特性，特别是其硬化速度和硬化均匀性会形成最优的铸造组织以及与此相伴随的最优的变形性。
令人惊奇的是，由预制钢带只经一道工序就将热轧带材轧制到最终厚度，取得了特别好的工作结果。直接的、连续的紧接于铸造过程之后的一次热轧使铸造过程的热量能带到轧制过程中，这样就可以避免传统的钢锭铸件中的在热轧之前必需的连续不断的重新加热步骤。此外，铸造热量的“携带”避免了过度的晶体成长，因而附加地还支持在预制材料中形成细的组织。
由于硬化过程对最终产品的性能的特殊的影响，在把预制材料继续加工成热轧带材时，在紧接着铸造之后有一个被控制的冷却是有利的。这使从铸造辊子出来的预制材料能以得到对继续加工最佳的组织为目的而有针对性地冷却。此时的冷却通常比在空气中的冷却能达到更高的冷却速度。
试验表明，根据最终产品的成分和希望的性能，平均的开轧温度，即预制材料进入轧机机架时的温度，可以在1100℃和750℃之间。
此外，只要预制材料被热轧，热轧带材的性能就通过接着热轧的有控制的冷却被有目的地影响。
依照本发明得到的热轧带材“在线”例如继续加工成冷轧带材，原则上是可能的。然而在许多情况下，对于后续可能的加工步骤或要调整的热轧带材的性能，钢带在继续加工的过程中被卷绕成带材卷也是合乎目的的。
在把预制材料继续加工成热轧带材时，至少分段地在保护气氛下进行，可以避免钢带表面的氧化及由此造成的过度的氧化皮的生成。与此有关，如果预制材料至少在直到进入轧机机架之前处于保护气氛下是特别有利的。
依照本发明，要使用的钢在其它的合金元素之外还可以含有达3.5％重量的，特别是达3％重量的硅。此外可以含有达3.5％重量的，特别是达3％重量的铝。铁和铝以及铁和硅，在按本发明加工类型的钢中形成金属间相，该金属间相在热变形温度下出现并直到室温都是稳定的。
附图说明
下面借助一个实施例对本发明做更详细的说明。附图中：
图1用于制造热轧带材的设备结构的示意侧视图；
图表按图1所示的设备中的预制钢带和热轧带材的在加工时间中的温度变化；
照片1用按图1中的设备制造的热轧带材的边缘区域的放大的断面；
照片2用按图1中的设备制造的热轧带材的中间区域的放大的断面。
具体实施方式
图1示意地示出用于制造热轧带材W的设备1的结构，该设备包括铸造设备2、第一冷却段3、轧机机架4、第二冷却段5和卷绕设备6。
在根据已知的两辊铸造机(“双辊”)原理建造的铸造设备2中，在中间包7中的、在后边要详细说明其成分的熔液S在两个铸造辊子8和9之间形成的铸造缝隙10中铸成预制钢带V。铸出的预制钢带V离开铸造缝隙10以可以在小于1mm至6mm之间变动的厚度进入一个连续的输送过程。
预制钢带V在其路径上走向在铸造缝隙10的出口之下的轧机机架4和紧接着铸造缝隙10的出口的第一冷却段3，由其表面上所携带的冷却介质被有控制地冷却。
在铸造缝隙10的出口和轧机机架4之间，薄钢带V走过的输送段被均热段炉罩11围住，在均热段炉罩中保持有保护气体一气氛。以此避免钢带表面与周围空气中的氧气接触。
薄钢带V以开轧温度AT进入轧机机架4并且其中在一道工序中轧到最终厚度。
以终轧温度ET离开轧机机架4的热轧带材W直接穿过紧邻的第二冷却段5。在冷却段5中热轧带材W用合适的冷却介质被有控制地冷却到卷绕温度HT，以此温度最终在卷绕设备6中被卷绕成带材卷C。
在附带的图表中示出在钢带宽度内对应于浇铸之后加工时间的开轧温度AT、终轧温度ET和卷绕温度HT，这些温度都可根据要制造的热轧带材的成分和所期望的性能在依照图建造的设备上调定。通过沿着规定的边界曲线及随后的等温保温的合适的温度操作，轧制和淬火使热轧带材的细晶粒组织在从轧机机架出来后被凝结，这样在热轧之后获得的良好的使用性能就能被保留。特别是，预制钢带和热轧带材的温度分布接近图表中所示的下边界曲线时，就能达到这种效果。
在实施例中铸造的熔液除通常不可避免的杂质外，含有20％重量的Mn、0.003％重量的C、0.007％重量的S、3.0％重量的Si、3.0％重量的Al以及其余为铁。
照片1示出用图1所示的设备制造的热轧带材中的钢的边缘区域的放大断面，而照片2示出其中间区域的放大断面。它显示出，钢带中有枝晶构成的组织，该组织由奥氏体和可能是含碳的第二相所组成。向钢带的核心显示有明显的组织细化。
附图标记清单
1 设备 7 中间包 AT 开轧温度
2 两辊铸造机 8，9 铸造辊 C 带材卷
3 第一冷却段 10 铸造缝隙 ET 终轧温度
4 轧机机架 11 均热段炉罩 S 熔液
5 第二冷却段 V 薄钢带
6 卷绕设备 W 热轧带材
Claims (14)
1.一种由含有高于12至30％重量的锰的钢制造具有TWIP特性和TRIP特性的热轧带材(W)的方法，其特征在于，熔液(S)在两辊铸造机(2)中接近最终尺寸地被铸成厚度最大为6mm的预制钢带(V)，在铸造之后接着继续把预制钢带连续地加工成热轧带材(W)，通过在唯一的一个热轧道次中将其轧制到热轧带材(W)的最终厚度。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，把预制钢带继续加工成热轧带材的过程包括紧接在铸造后进行的有控制的冷却。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，该冷却相对于在空气中的冷却具有更高的冷却速度。
4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，平均的轧制开始温度(AT)，即预制钢带进入轧机机架(4)时的温度，在1100℃和750℃之间。
5.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，被轧制的热轧带材(W)在接着热轧之后有控制地被冷却。
6.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，热轧带材(W)在继续加工结束时被卷绕成带材卷(C)。
7.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，把预制钢带继续加工成热轧带材(W)至少分段地在保护气氛下进行。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，预制钢带(V)至少直到进入轧机机架(4)处于保护气氛下。
9.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，钢含有达3.5％重量的硅。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，钢含有达3％重量的硅。
11.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，钢含有达3.5％重量的铝。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，钢含有达3％重量的铝。
13.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，预制钢带的厚度最大为4mm。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，预制钢带的厚度最大为2.5mm。
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