用于制造铁素体不锈钢薄带的方法以及由此制得的薄带技术

涉及一种生产铁素体不锈钢薄带的工艺和不锈钢薄带，其中铁素体不锈钢薄带成分如说明书中所述，该薄带直接由液态金属在两相邻的、内部冷却、转向相反的辊隙间凝固，该双辊具有水平轴，其特征在于使薄带冷却或放置冷却从而避免使之处于奥氏体向铁素体和碳化物转变的区域，在于使薄带在６００℃和马氏体转变温度Ｍｓ之间进行盘卷，在于使盘卷薄带以最大冷却速度３００℃／小时冷却到２００℃和环境温度范围间，然后对薄带进行箱式退火处理。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不锈钢的冶金。更具体地，本专利技术涉及直接由液态金属铸造几毫米厚铁素体不锈钢带。几年来，对于直接由液态金属在称作“双辊连铸设备”上铸造几毫米厚(最大10毫米)钢带的工艺进行了研究。这些设备一般包括两个具有水平轴的辊，这两个辊并排放置，每个辊都具有导热良好的外表面，且内部进行剧烈的冷却，这两辊间的空隙决定了铸造间隙，这一间隙的最小宽度相应于被铸造带所要求的厚度，用两块装在这两辊端部的难熔的壁将该铸造间隙封闭。这两个辊以相对转动的方式驱动，并且该铸造间隙用钢水填充。钢“壳”在辊表面凝固，并且进入辊“隙”，即两辊间的最小距离处，以形成凝固的带，该带连续的从该设备中挤出。然后在卷盘之前将带自然冷却或强制冷却。使用该工艺可以铸造各种等级的钢(特别是不锈钢)，从而实现了这种研究的目的。在最普通的铸造条件下，其中在空气中自然冷却离开辊的钢带，钢带通常是在约700-900℃温度盘卷，这取决于其厚度和铸造速率。当然，该盘卷温度也取决于铸辊与卷盘机之间的距离。在将带卷进行冶金学处理之前将其自然冷却，这种冶金学处理与对由普通连铸坯制造的热轧带进行的处理相同。已经表明，将这种铸造工艺应用于AISI430标准铁素体不锈钢(这种钢含17％铬)时，由此得到的钢具有较差的韧性。因此，最薄的薄带(大约2-3.5毫米)极度易脆且不能承受以后的处理工艺，如在环境温度中进行的开卷和剪边，在这些操作中薄带边缘上会出现裂缝，或甚至在开卷过程中薄带被拉断。这种较差的韧性经常归因于以下几种因素-连铸薄带基本上具有由粗大铁素体晶粒构成的柱状晶组织(在薄带厚度中晶粒的平均尺寸大于300微米)，直接的原因是薄带在辊子上的快速凝固和离开辊子后仍保持高温，当它不进行强制冷却时；-该铁素体晶粒具有高硬度，这是由于填隙原子(碳和氮)的过饱和造成的；-高温下存在的奥氏体的硬化使马氏体的含量上升。为了解决此问题，已经尝试过对冷却后的带卷在低于Ac1温度下进行箱式退火处理，从而在二次加热过程中把铁素体转变成奥氏体。传统方法中该退火温度大约为800℃，时间最少4小时。其目的是为了在铁素体基体中析出碳化物，把马氏体转变为铁素体和碳化物，聚集铬碳化合物，从而软化金属。该处理能提高薄带的力学性能和韧性，尽管薄带中仍保留有由粗大铁素体晶粒构成的柱状晶组织。但是，工业规模上的测试表明该方法不足以获得合适韧性的薄带。经过箱式退火的薄带仍具有持久脆性是因为盘卷后的连铸坯带冷却非常缓慢，这是由于薄带的两个表面都和热金属接触而只有其边缘和周围空气接触可自由辐射换热。这种非常缓慢的冷却速度导致大量的碳化物从铁素体中析出，使部分奥氏体转变为铁素体和碳化物，其余的奥氏体冷却形成马氏体。虽然箱式退火处理使马氏体完全分解为铁素体和碳化物成为可能，但是毕竟该方法在连续膜带形成中促进了粗大碳化物的聚集。金属的脆性主要是由于约1-5微米大的粗大碳化物晶粒所致。这些晶粒构成裂缝的初始位点，这些裂缝延铁素体基体周围的裂缝扩展其不良后果与粗大晶粒柱状晶组织的不良后果相叠加。因此，已经进行了不同尝试来发展一种双辊连铸工艺，以生产具有高韧性的铁素体不锈钢薄带。各种尝试集中在改变薄带冷却中析出物特性或是“打碎”粗大铁素体晶粒的连铸坯组织。在这方面，JP-A-62247029文献提出了一种在线冷却方法1200-1000℃之间冷却速率大于或等于300℃/秒，其后在1000-700℃之间冷却。JP-A-5293595文献提出在700-200℃之间冷却，其使钢中的碳、氮含量为0.030％或更低，铌的含量为0.1-1％，作为稳定剂。其它文献(见JP-A-2232317、JP-A-6220545、JP-A-8283845、JP-A-8295943)提出在线热轧，其增加了以上碳、氮分析极限并且使铌和氮的稳定作用结合在一起。文献EP-A-0638653提出了一种对铬含量为13-25％、铌、钛、铝、钒的总含量为0.05-1.0％，碳和氮的含量最多为0.030％，钼的含量为0.3-3％的钢的方法，钢的各成分的重量组成满足条件“γp≤0％”.γp是代表析出奥氏体量的标准。它的计算公式为γp=420 ％C+470 ％N+23 ％Ni+9 ％Cu+7％Mn+11.5 ％Si-12 ％Mo-23 ％V-47 ％Nb-49 ％Ti-52 ％Al+189.另外，薄带必须在1150-900℃温度内热轧，其收缩比为5-50％，轧后冷却速率小于或等于20℃/秒、或在1150-950℃温度范围内放置最少5秒，最后在小于或等于700℃温度下盘卷。为了实施以上这些方法，因此下面的组合是必要的-如果是希望获得碳氮成分低或甚至合适理想的稳定元素成分，则用于连铸薄带的钢水费用高且其难熔；-连铸生产线上的热力学热处理是通过费用高的设备(在线热轧设备)实现的；-实施复杂的热量循环需要设备的特殊调整来获得高的冷却速率或必要的高温持续时间。本专利技术的目的就是提供一种生产AISI430和其类似型号铁素体不锈钢薄带的经济方法，采用双辊连铸设备，其能使所制的薄带具有足够的韧性来满足开卷、切边和冷变形(酸洗和轧制等)，且保证操作实施中不出现如薄带断裂或边缘裂缝的事故。为了获得经济效益，该工艺不包括另外需要的复杂设备来适应标准的双辊连铸设备，且其不应需要液态金属熔融来获得如碳和氮元素含量低的钢种，另外也不需要添加贵重的合金元素。本专利技术的主题是制备铁素体不锈钢薄带的工艺，其中铁素体不锈钢薄带碳含量最大为0.012％，锰含量最大为1％，硅含量最大为1％，磷含量最大为0.040％，硫含量最大为0.030％，铬含量为16-18％，该薄带直接由液态金属在两相邻的、内部冷却、转向相反的辊隙间凝固，该双辊具有水平轴，其特征在于使薄带冷却或放置冷却从而避免使之处于奥氏体向铁素体和碳化物转变的区域内，在于使薄带在600℃和马氏体转变温度Ms之间进行盘卷，在于使盘卷的薄带以最大冷却速率300℃/小时冷却到200℃和环境温度范围间，然后对薄带进行箱式退火处理。本专利技术的主题也为铁素体不锈钢薄带，其中铁素体不锈钢薄带碳含量最大为0.012％，锰含量最大为1％，硅含量最大为1％，磷含量最大为0.040％，硫含量最大为0.030％，铬含量为16-18％，特征在于通过以上工艺可制得该薄带。就已经的理解，本专利技术涉及到双辊连铸标准成分的铁素体不锈钢薄带，特殊条件下冷却和盘卷该薄带，以及最后的箱式退火处理。本处理工艺的目的为最大限度的限制引起脆性的粗大碳化物。为了达到这一目的，有必要限制碳化物的析出，连铸期促进奥氏体向马氏体转变，同时防止发生马氏体的转变，直到薄带盘卷。参照附图阅读下文，会进一步理解本专利技术附图说明图1绘制的简图说明了AISI430级钢的冷却转变曲线，薄带离开连铸辊后热学途径有4种情况A、B、C、D，其中本专利技术的薄带按情况C、D进行热处理；图2说明了取自薄带的金属薄片的透射电子显微图，该薄带经过了图1中热学途径A的冷却转变和箱式退火处理；图3说明了取自本专利技术的薄带的金属薄片的透射电子显微图，该薄带经过了图1中介于热学途径C和D间的冷却转变和箱式退火处理；在其余的说明中，认为钢的成分满足标准铁素体不锈钢AISI430级的标准，碳含量最大为0.012％，锰含量最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产厚度小于１０毫米的铁素体不锈钢薄带的工艺，其中铁素体不锈钢薄带碳含量最大为０．０１２％，锰含量最大为１％，硅含量最大为１％，磷含量最大为０．０４０％，硫含量最大为０．０３０％，铬含量为１６－１８％，该薄带直接由液态金属在两相邻的、内部冷却、转向相反的辊隙间凝固，该双辊具有水平轴，其特征在于使薄带冷却或放置冷却从而避免使之处于奥氏体向铁素体和碳化物转变的区域，在于使薄带在６００℃和马氏体转变温度Ｍｓ之间进行盘卷，在于使盘卷薄带以最大冷却速率３００℃／小时冷却到２００℃和环境温度范围内，然后对薄带进行箱式退火处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P帕拉迪斯，P马丁，
申请(专利权)人：于西纳公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]