[发明专利]制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的扁钢产品的方法及具有此特性的扁钢产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的扁钢产品的方法，其中细晶微结构具有10-10000nm范围内的晶粒尺寸，并且还涉及一种具有此类非晶态、部分非晶态或细晶微结构的扁钢产品。

根据方法的第一变体，钢水进而在铸造设备中被浇铸成铸带，并且以加速速率冷却。

根据方法的另一变体，为了制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的扁钢产品，除了包括出于制造相关原因无法避免的杂质和铁之外，钢水还包含属于“Si、B、C和P”组的其它元素，该钢水在铸造设备中被浇铸成铸带(caststrip)，铸造设备的铸造区域通过在浇铸方向上移动的墙而被形成在其至少一个纵向侧面上，并且墙在铸造操作期间被冷却。其中形成铸带的铸造设备的区域这里被称为“铸造区域”。

背景技术

WO2008/049069A2公开了通过带状铸造法制造上述类型的扁钢产品。在带状铸造过程中，利用铸造设备浇铸钢水，其中形成铸带的铸造区域或凝固区在其至少一个纵向侧面上由在铸造操作期间连续移动的墙限定。

这种用于制造扁钢产品的近净型连续铸造方法或铸造设备的示例被称为“双辊铸造设备”或“双辊铸造机”。在双辊铸造设备的情形中，两个铸造辊在轴向彼此平行对齐，并且在铸造操作期间彼此相对旋转，并且在它们彼此最靠近的区域中限定有定义了铸造区域的铸造间隙。在铸造操作期间，铸造辊被剧烈冷却，从而撞击它们的熔融材料凝固以形成相应的壳。铸造辊的旋转方向这里被选择使得熔融材料以及由其在铸造辊上形成的壳被传输进入铸造间隙。进入铸造间隙的壳在足够的带成形力之下被挤压形成铸带。

另一种用于带状铸造工艺的铸造设备是基于“带式铸造”技术的原理。在用于带式铸造方法的铸造设备的情形中，钢液通过馈送系统被倒入循环浇铸带。这里选择带的运行方向使得熔融材料从馈送系统被输运走。在下层的第一浇铸带之上可以布置有第二浇铸带，第二浇铸带在与第一浇铸带相反的方向上循环。

不论提供一个还是两个浇铸带，在上述方法的情形中，至少一个浇铸带限定模具，其中通过该模具形成了铸带。相应的浇铸带在本例中被剧烈冷却，从而与相关浇铸带接触的熔融材料在远离馈送系统的浇铸带反转点处凝固，从而形成可从浇铸带移除的铸带。

离开相应铸造设备的铸带被取出、冷却并且被传递用于进一步加工。该进一步加工可以包括热处理和热轧。这里带状铸造工艺的具体优点在于，可以连续无中断的顺序执行带状铸造工艺之后的工序。

在已经提及的WO2008/049069A2中提到了适于制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的钢带的钢可以是基于铁和来自组“B、C、Si、P和Ga”的一个或多个元素的合金，连同这些元素此外还可以具有Cr、Mo、W、Ta、V、Nb、Mn、Cu、Al、Co和稀土成分。此种组成的合金将被用来通过带状铸造工艺制造具有细粒度、纳米晶或几乎是纳米晶的微结构，其中90％晶粒的尺寸为铸带构成的钢的熔点在800-1500℃的范围内，钢的临界冷却速度小于105K/s，并且铸带包含-Fe和/或-Fe相。

WO2008/049069A2中表达的想法被限制在讨论方便制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的铸带的工序中。

除了上面讨论的现有技术，US6,416,879B1公开了一种厚度为10–100μm的铁基非晶薄带，其包含以原子百分比计78-90％Fe、2-4.5％Si、5–16％B、0.02-4％C和0.2-12％P，并且具有优化的磁特性。为了制造该薄带，相应组成的熔融材料在实验室条件下被倒在快速旋转的冷却辊上，在那里凝固，并且随后被从辊上取走。这样，实现了在约25m/s范围内的铸造速率。还提及该薄带的制造可在双辊铸造机中实现。然而并未给出进一步说明。该现有技术并未揭示该已知工艺如何在工业生产规模下实施，其中期望所获得的铸带具有更大的片材厚度以及其他特性。

US4,219,355公开了与上述现有技术类似的现有技术。其目的同样是制造薄的薄片状铸带，其具有30-100μm的厚度并且具有优化的磁特性。为此，同样在此例中，适当组成的熔融材料被倒在旋转辊上，在其上以105-106℃/s的速率冷却，以便制造非晶态微结构。不过同样如果想要制造具有更大厚度且不同要求的扁钢产品，其并未解决如何在工业生产规模下加以实施。