制造双相钢板的方法
专利汇可以提供制造双相钢板的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且利用时间/ 温度 循环制造双相 钢 板，包括在约1340-1425℉进行均热，在850-920℉保温，其中该钢具有下述组成，以重量百分比计： 碳 ：0.02-0.20； 铝 ：0.010-0.150； 钛 ：最高0.01； 硅 ：最高0.5；磷：最高0.060；硫：最高0.030；锰：1.5-2.40；铬：0.03-1.50；钼：0.03-1.50；同时锰、铬和钼的含量应满足下述关系：(Mn+6Cr+10Mo)＝至少3.5%。该钢板优选为经过连续 镀 锌 或镀锌层扩散 退火 生产线处理的 钢带 形式，且该产品主要为 铁 素体和 马 氏体。，下面是制造双相钢板的方法专利的具体信息内容。
1. 一种制造初始双相钢板的方法，其中所述钢板具有下述组成，以重量百分比计，碳：0.02-0.20；铝：0.010-0.150；钛：最高0.01；硅：最高0.5；磷：最高0.060；硫：最高0.030；锰：1.5-2.40；铬：0.03-1.50；钼：0.03-1.50；同时锰、铬和钼的含量应满足下述关系：(Mn+6Cr+10Mo)＝至少3.5％，该方法包括：将所述钢板在从Ac1+45℉，但至少为1340℉(727℃)至Ac1+135℉，但不高于1425℉(775℃)的范围内进行20～90秒均热，以至少1℃/秒的速度将所述钢板冷却至850～920℉的温度范围，将所述钢板在850～920℉范围内保持20～100秒.
2. 如权利要求l所迷的方法，其中所述钢板为铜带，且所述方法 是对至少IOOO英尺长的钢带连续进行.
3. 如权利要求l所述的方法，包括：在所述保湿之前、过程中或 之后立即在处于850 ~ 920卞湿度范围内的熔融镀辟金属容器中，对所 述钢板进行徙教.
4. 如权利要求3所述的方法，其中，在所述铍敷过租中，所迷钢 板的温度保持在熔融金厲温度± 20"F范田内，以便使所述铜带和熔融 金属之间的热传遂最小化.
5. 如权利要求1所述的方法，在所述步樣后以至少5TC/秒的速度 使钢板冷却至环境湿度，此后所述双相在主要为铁素体和马氏体的显 徵组织中得到证明.
6. 如权利要求l所述的方法，其中包括对所述钢板进行嫂辟层扩 散退火处理，并以至少5C/秒的速度使经过嫂教的钢板冷却，此后所 述双相在主要为铁素体和马氏体的显稞组织中得到证明.
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述铜的破^i:为0. 03-0.12 % .
8. 在包括嫂辟橫的嫂辟生产线中对钢帝进行基本上连续铍辟的方 法，包括将具有下述组成的锎带巻供給所迷铍舞生产线中的加热区： 破:0.02-0.20; 48: 0. 010鋒0.150;钬:最高0.01;硅：最高0.5; 裤：最高0.060;碟:最高0. 030;佳:1.5-2.40;格:0. 03-1. 50; 钼：0. 03-1. 50;同时佳、铬和钼的舍量应满足下述关系：(Mn+6Cr+l糊o)至少为3.5%,将所述钢带连续穿过加热区使钢带加 热至1340-1425T，使钢带穿过均热区使其在1340- 1420"F范闺内保持20- 90秒，使所迷钢带穿过冷却区，以高于1C/秒的速度使其冷 却，当铜带溪度降至所迷镶姅橫湿度土30"F时中断冷却，将铜带在 850~ 920°F、并在铍姅橫豕度土30"F的湿度范闺内保湿20-100秒， 使铜带穿过所述梭姅橫，将该锎带冷却至环境溫度.
9. 如权利要求8所述的方法，其中所迷钢带在所述铍辟栅中的 停敏时间为3-6秒.
10. 如权利要求8所迷的方法，其中以5-40T/秒的速度在所迷 冷却区中进行所述冷却.
11. 如权利要求8所述的方法，其中所述钢带进入镶辟橫时的a度为该铍辟橫湿度的± 10卞范田内.
12. 如权利要求8所述的方法，其中， 一旦中断所述冷却就立即 使钢带进入所述铍舞槽中.
13. 如权利要求8所述的方法，其中，在所述20- 100秒期间的 终点附近，使所述铜带进入所述铁辟槽.
14. 如权利要求8所述的方法，其中如此制成的鎪辟钢带其显徵 组织主要为铁素体-马氏体、并含有少于5%其它形态的組分.
15. 如权利要求8所述的方法，其中所迷钢带中的破含量为0.03 - 0.12wtl
16. 如权利要求8所迷的方法，其中所述钢带冷却至环境湿度之前进行4t辟层扩散退火.
17. 制造显樣组织主要为马氏体和铁素体的钹辟钢带的方法，其 中所述铜具有下述組成，以重重百分比计：壤：0. 02-0. 20;鋁： 0.010-0.150;钛:最高0. 01;娃:最高0.5;鱗：最高0. 060;碟： 最离0. 030;银：1.5-2.40;格：0. 03-1. 50;钼：0. 03-1.50;该方 法包括：将所迷钢带在从Ac,+45卞但至少为1340°F,至Ac,+135T但 不离于1425"F进行至少20秒的均热，以至少ltJ/秒的速度将该钢帝 冷却，将该钢带在885卞±35卞保持20- 100秒，在该保湿期间的任 意时刻将所述铜带穿过嫂辟容器，在其中停留2 - 9秒对该钢带进行後教，将拔教后的钢帝冷却至环境a度.
18. 如权利要求17所述的方法，包括：在锎,冷却至环境溪度之 前对其进行4t辟屋扩散退火.
19. 如权利要求17所述的方法，其中铜带在所述镜辟客器内停窗 期间，铜,的溫度处于该镶辟容器溫度的土20"F范围内.
20.如权利要求17所述的方法，其中铜带在所迷梭舞容審内伴留 期间，钢帝的湿度处于该镀辟客器溫庋的土10T范围内.
制造双相钢板的方法
技术领域
背景扶术
本发明之前，对锎带进行热处理并鎪教金属在的镶辟处理已经是众 所周知的，并得到了高度发展. 一般，将冷轧铜板加热到临界区域（Ac, 和Ac，之间），以形成部分奥氏体，随后以能使部分奥氏体转变为马氏 体的方式冷却，获得铁素体和马氏体显徵組织.在钢中舍有如Mn、 Si、 Cr和Mo等合金元素以促进形成马氏体.为实现这一点，已有多种特定 工艺，其中之一如Offliya等人的美国专利6312536所述.在0迈iya等人 的该专利中，以冷轧钢板作为热浸鎪辟的基体，该锎板具有特定的组 成，在所述制造奈件下，该組成振称有益于形成主要由铁素体和马氏体 构成的显稞组织.0miya等人的该专利描述了一种嫂辟双相制品.
根据0miya等人的专利，双相铍姅钢板通过下述步壤制造：在冷轧 钢板进入460t! ( 860"F )的铍辟橫以前，以780T: ( 1436°F )或更高的 温度对其进行均热， 一般进行10-40秒，随后以至少5tl每秒的速度冷 却，更常采用20-4(PC每秒.Omiya等人的专利中所述的钢组成应如
下，以重童百分比计：
破：0. 02-0. 20 铝：0.010-0.150 钛：最高O.Ol 硅：最高0.04 瓣：最高0. 060 碟：最高0. 030 银：1.5-2.40 格：0.03-1.50 相：0.03-1.50
同时樣、格和钼的含量应满足下迷关系： 3Mn+6Cr+Mo:最高8.1%，以及 Mn+6Cr+10Mo:至少3. 5%
显然，Oniya等人的该专利中，要在至少780X3 U436卞）的滋度 下进行初始热处理（均热）步錄.见第5栏第64 - 67行；第6栏第2 -4行"为了获得所需显樣组织和穗定的可成形性，必领在780C或更 高的溪度加热銅板，该湿度比Ac,点高约501C.…加热应当持续10秒 以上，以获得所需的铁素体+奥氏体显徵组织."随后工艺说明继续描 迷了以高于lt:/秒的平均速度将该钢板冷却到使橫温度（通常为440-470TC，或824 - 878卞），并穿过铍橫.锒款后，以至少5C/秒的速度 冷却，可获得期望的主要为铁素体和马氏体的显徵组织.任选在金厲鎪 教后但在最终冷却前的合金化工序（通常称为锌铍展扩散退火处理） 中，该铍教板可以在冷却前加热.
显然，0坦iya等人并未意识到：无需其均热步樣的离湿也可以获得 双相产品，或者，在较低温度的均热后进行特定的保温步樣将有助于形 成所期望的显M织.
发明概述
本人发現，与上文所引用的Oaiya等人的专利相反，不仅无需将初 始热处理温度保持在780t: (1436°F)或更离的豕度，而且，所期望的 双相显樣組织可以通过下述手段获得：在初始热处理（均热）过程中使 温度保持在从Ac'+45"F但至少为1340°F (727C)至Ac,+135"F但不高 于1425卞（775TC)的范田内.与Omiya等人的专利相反，如果遵瓶本 发明的其它步稞，則无需将湿度保持在780TC或更高.为方便起见，下 文中将本发明中的初始热处理称为"均热".但是，本发明所迷方法并 不仅仅依賴于较O坦iya等人所述更低的均热a度；相反，所述（Ac,+45 °F) ~ 1425°F、通常为1340- 1420T的均热a度，还必须結合随后在 850~ 920°F( 454 - 493TC )进行的基本上等湿的热处理，称为保豕步棵. 在保温步壤中，当钢板冷却至重豕（环境温庋)之前，将铜板保持在850-920*F ( 454 -493TC )，有时表示为885°F ± 35°F,保持20 - 100秒.冷 却至环境温度应采用的速度至少应为5TC/秒.应当再次指出的是，0miya 等人的专利中并未记栽在其热处理过程中有在任何湿度或保持任何时 间的保湿步稞.而且，本人的工作表明，如果对Oiniya等人的专利中規 定的钢在其限定的、或更高的均热a度范两内（例如1475卞）进行均热， 并进一步进行包括如前所述的保温步錄（850- 920卞）的热循环，制成 的钢不会获得所需的以铗素体 一马氏体为主的显徵组织，而将包含大量
的、贝氏体和/或珠光体。
本发明将均热步猓的温度下限定为"Ad+45。F,但至少为1340°F (727t:)"，是由于事实上所有具有组成A的钢的Ac,都至少为1295。F。
该钢板的组成与0chiya等人的专利中所述的相似：
碳： 0. 02-0. 20 铝： 0. OIO-O. 150
钛： 最高0. 01 硅： 最高0. 04磁. 最高0. 060 疏： 最高0. 030
锰： 1. 5-2. 40 铬： 0. 03-1. 50
钼： 0. 03—1. 50
同时锰、铬和钼的含量应满足下述关系： Mn+6Cr+10Mo:至少为3. 5 %
根据本发明，硅含量至多为0. 5 % ,碳含量优选为0. 03 - 0. 12 % , 但也可以使用Omiya牟人的专利中所述的碳含量范围。下文中将上迷经 改进的组成称为组成A。
因此，本发明提出一种制造双相钢板的方法，包括将钢板在从Ad+45
。F但至少为1340。F ( 727t;)至Ac,+135。F但不高于"25。F ( 775匸)的 范围内进行20~ 90秒均热，以不低于11C/秒的速度将钢板冷却至454 ~ 493"C，将钢板在850 ~ 920°F ( 454 ~ 493*C )范围内保持20 - 100秒。 在所述保温之前、过程中或之后立即在处于454~ 493TC ( 850 ~ 920°F) 温度范围内的熔融镀锌金属容器中，对所述钢板进行镀敷。在所述镀敷 过程中，所述钢板的温度保持在熔融金属温度土20。F范围内，以便使所 述钢带和熔融金属之间的热传递最小化。保温步骤之后，无论钢板是否 镀锌，都可立即以至少5TC/秒的速度使钢板冷却至环境温度。或者，钢 板镀敷后，以常规方法进行镀锌层扩散退火处理，即，将钢板加热至通 常不高于约960。F的温度约5~20秒，随后以至少5TC/秒的速度冷却。 本发明所述镀锌层扩散退火和镀锌热循环列于图6中以作比较。
因此，本发明由包括镀锌槽的镀锌生产线中对钢带进行基本上连续 镀锌的方法组成，所述方法包括将具有下述组成的钢带巻供给所述镀锌 生产线中的加热区：碳：0. 02-0. 20;铝：0. OIO-0.150;钛：最高0. 01; 硅：最高O. 5;磷：最高0. 060;硫：最高0. 030;锰：1.5-2.40;铬： 0. 03-1.50;钼：0.03-1.50;同时铥、铬和钼的含量应满足下述关系： (Mn+6Cr+10Mo)至少为3.5%，将所述钢带连续穿过加热区使钢带加热 至1340 ~ 1425°F,使钢带穿过均热区使其在1340 "- 1420。F范围内保持 20~90秒，使所述钢带穿过冷却区，以高于l"C/秒的速度使其冷却， 当钢带温度降至所迷镀锌槽温度土30。F时中断冷却，将钢带在850 ~920 。F、并在镀锌槽温度土S0。F的温度范围内保温^-100秒，使钢带穿过 所述镀锌槽，将该钢带冷却至环境温度，其中以5-40。F/秒的速度在所 述冷却区中进行所迷冷却。按照本发明的优选实施，在所述保温期间的
最后60 -IOO秒，使所述钢带进入所述镀锌槽。
实际的热浸镀步骤基本上以常规方式进行，即，将钢与熔融镀锌金 属接触约5秒；但有些情况下更短的时间也已足够，也可以采用更长的 时间，但可能不会卢生更好的效果。钢带一般约0. 7mm"-约2.5min厚， 镀层一般约10微米厚。进行保温和镀敷步骤后，经镀敷的钢通过本文 中其它处记栽的方式冷却至环境温度，或者如上所述进行常规镀锌层扩 散退火。遵照上述规程，所得产品的显微组织将主要含有铁素体和马氏 体并含少于5%其它形态的组分。
商业生产中，通常采用一般为1000 ~ 6000英尺长的钢带巻，基本 上连续进行热浸镀锌。本发明对工艺的控制更为便利，这不仅是因为均 热步骤是在较低温度下进行，还由于钢带更易于保持与进入和离开的热 浸镀容器相同的温度，而几乎无需考虑钢带与锌罐之间发生会加热熔融 锌并限制产量的明显的热传递。
特定地应用于连续钢带镀锌的生产线，包括钢带供给装置和镀锌 槽，本发明包括将具有组成A的冷轧钢带巻供给镀锌生产线中的加热区，
使钢带连续穿过加热区，从而将其加热至从Ad+45。F但至少为1340°F (727匸）至Ac,+135。F但不高于1425°F ( 7751C )范围内，使钢带穿过均 热区，从而将其保持在从Ad+45。F但至少为1340°F ( 727*C )至ACl+135 。F但不高于1425°F ( 775*C )范围内，保持20~ 90秒，使钢带穿过冷却 区，以高于lX:/秒的速度使其冷却，当钢带温度降至885。F土35。F、但 仍在镀锌槽温度土30。F (优选20T土镀槽温度，更优选10。F土镀槽温 度）范围内时，中断冷却，将钢带在镀锌槽温度土30。F (仍然优选在20 。F土镀槽温度，更优选10。F土镀槽温度）范围内保持20~100秒，使钢 带穿过镀锌槽，任选地对镀敷过的钢带进行镀锌层扩散退火，将钢带冷 却至环境温度。镀锌槽一般处于约870°F ( 850 - 920°F )，可以设置在保 温区的开始，或者在保温区末端附近，或者在保温区内的其它任意位置， 或紧接其后。在镀槽中的一般停留时间为3~6秒，但可以稍作改变， 特别是对于其上限，可以高达10秒。如前所述，当钢浸入并离开锌镀 槽后，在冷却至室温以形成镀锌层之前，如果需要的话钢带可以通过常 规方式加热以形成镀锌层扩散退火的涂层。
附图说明
图1所示为本发明的一般热循环。
图2所示为极限抗拉强度作为与实施例1所述相关的均热温度和保 温时间的函数。
图3所示为屈强比作为均热温度的函数。
图4所示为在实施例2中所述的条件下，均热温度对屈强比的影响 情况。
实施例3所述的条件下，另一条屈强比曲线如图5所示。
本发明中的热循环范例如田6所示.
发明详述 实施例l
根振困1所示的一般热循环，采用不同"均热*湿度处理薄钢板试 样 - 依瓶田示曲线的一組试样在880T "保湿"35秒，另一组试样在880 "F保湿70秒.试样是具有前述组成A的冷轧钢，具体来说，C为0.67， Mn为1.81， Cr为0.18， Mo为0.19,都以重量百分比计.其它元素成 分通常为低破、Al镇静铜.均热豕度在1330-1510T范两内以递増20 T变化.冷却后，测定改良试样的机械性能和显徵組织.所得产品的极 限抗拉强度（"UTS")作为均热温度和保温时间的函数如田2所示. 对于这种特定材料，目标是最小UTS为600MPa，并通过两种保湿时间都 采用约135(TF- 1450"F的均热溪度范闺而实现.
实施例l的一个目的是获得主要为铁素体-马氏体的显徵组织.屈 强比即屈厥强度与极限抗拉强度的比值，是是否存在铁素体-马氏体双 相显稞組织的标志.进行如实施例1所述处理时，当屈强比为0.5或更 低时，表明存在铁素体-马氏体显徵组织.如果屈强比高于约0.5,显 徵组织中将存在很大体积分数的其它有害組分，如贝氏体、珠光体和/ 或Fe，C,田3显示了对于在35秒和70秒保湿区的试样，屈强比作为均 热溪度的函数.注意到两条曲线在从约1350~ 1430卞的湿度范两都获得 了非常低的屈强比，约为0.45，表明在该均热湿度范两内具有最佳双相 特性.对在该1350~ 1430卞均热范两进行了均热的钢制成的试样进行金 相学分析，证实了铁素体-马氏体显徵組织.对于在1390卞进行均热、 在880"F分別保湿70和35秒的钢，使用点算法进行的定量金相表明马 氏体含量分别为14.5和13.5X，显稞組织中未现察到其它组分.（困 像通过Lepera蚀刻扶术形成，其中铁素体显示为浅灰色，马氏体为白 色，如珠光体和贝氏体等为農色）.对于均热湿庋低于约1350卞时而言， 如所预见的，由于壤化物溶解不充分，导致破化铁（Fe,C)残訪在显徵 组织中，結果会在冷却过程中限制马氏体的生成.
但是，不希望均热湿度高于约1430卞时显樣组织中出现贝氏体.例 如，金相分析表明，在1510T均热、在880T保溫70秒的钢中含有8.5 %贝氏体.这一结果与Omiya的专利截然相反.根据Oniijra所迷，正是
在该均热湿度范田即必须高于1436T，期望获得铁素体-马氏体显徵组 织.本人的研究表明，当退火均热湿度处于Omiya所述的范围内、热处 理过程中的保湿区域处于880卞附近时，在显徵組织中会存在大量贝氏
体.对于本实施例中所使用的特定钢而言，获得铁素体-马氏体显橄组 织所必需的退火范圃为从约1350至1430°F.表1总结了本实施例中不 同均热湿度区域中热处理、屈强比和並徵组成之间的关系.
表l
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