[发明专利]用于低温应用的中锰钢产品及其制造方法

说明书

一种用于低温应用的钢产品，其在‑196℃时在横向上具有≥50J/cm²的最小缺口冲击功，且具有如下化学组分(重量百分比)：C:0.01至<0.3、优选0.03至0.15；Mn:4至<10、优选4至<8；Al:0.003至2.9、优选0.03至0.4；Mo:0.01至0.8、优选0.1至0.5；Si:0.02至0.8、优选0.08至0.3；Ni:0.005至3、优选0.01至3；P:<0.04；S:<0.02；N:<0.02；剩余的铁，包括不可避免的钢伴随元素，其中，‑对于合金组分，满足方程6<1.5Mn+Ni<8，可选地添加一种或多种如下合金元素：Ti、V、Cr、Cu、Nb、B、Co、W、Zr、Ca和Sn；‑或者，对于合金组分，满足方程0.11<C+Al<3，可选地添加一种或多种如下合金元素：Ti、V、Cr、Cu、Nb、B、Co、W、Zr、Ca和Sn；‑或者，合金组分除了含有Ni外，还至少含有元素B、V、Nb、Co、W或Zr中的一种或多种，可选地添加一种或多种如下合金元素：Ti、Cr、Cu、Ca和Sn；具有由2至90体积％的奥氏体、不到40体积％的铁素体和/或贝氏体和剩余的马氏体或回火的马氏体构成的组织。该钢产品可成本低廉地制得，且在低温情况下具有强度特性与延展特性的有利组合，以及可选地具有TRIP/TWIP效应。本发明还涉及一种用来制造扁钢产品或无缝管材形式的钢产品的方法。

本发明涉及一种应用在低温情况下的含有中锰的钢产品及其制造方法，其形式为扁钢产品或无缝管。

本发明特别是涉及制造应用在直至少负196℃的温度范围内的、由含有中锰的钢构成的钢产品，其具有突出的低温韧性和/或高的强度，所述钢可选地具有TRIP(TRansformation Induced Plasticity(相变诱发塑性))和/或TWIP(TWinning InducedPlasticity(孪晶诱发塑性))效应。钢产品在下面是尤其指扁钢产品比如带钢(热轧或冷轧)或厚钢板以及由此制得的焊接管，但也可以是无缝管。

由欧洲公开文献EP 2 641 987 A2已知一种含有中锰的高强度钢和一种用于制造该钢的方法。该钢在-196℃时具有70J的缺口冲击韧性，并且由元素(重量百分比含量并以钢熔融物为参照)：C:至0.01至0.06；Mn:2.0至8.0；Ni:0.01至6.0；Mo:0.02至0.6；Si:0.03至0.5；Al:0.003至0.05；N:0.0015至0.01；P:至多0.02；S:至多0.01以及剩余的铁和不可避免的杂质构成。这种钢的特点是，它与目前用于此目的含有至多9重量％的镍的钢相比能够更成本低廉地制得。用来制造由前述高强度的含有中锰的钢构成的扁钢产品的方法包括如下工作步骤：-把钢板坯加热到1000℃至1250℃的温度；-以950℃或以下的终轧温度并以40％或以下的减薄率(轧制度(Walzgrad))轧制板坯；-以2°K/s或以上的冷却速度把轧制的钢冷却到400℃或以下的温度；-在冷却之后使钢材在550℃和650℃之间的温度下回火0.5至4小时。该钢的组织具有马氏体作为主相，且具有3至15体积％的残余奥氏体。

在专利文献US 5,256,219中公开了一种用于门加固管的含有中锰的钢，该钢除了含有铁外，还含有如下元素：C:0.15至0.25％；Mn:3.4至6.1％；P:至多0.03％；S:至多0.03％；Si:至多0.6％；Al:0.05％；Ni、Cr、Mo:0至1％；V:0至0.15％。该钢的组织成分未予介绍。

专利文献US 5,310,431公开了一种耐腐蚀的马氏体钢，该钢除了含有铁和杂质外，还含有如下元素：C:0.05至0.15％；Cr:2至15％；Co:0.1至10％；Ni:0.1至4％、Mo:0.1至2％；Ti:0.1至0.75％；B:<0.1％；N:<0.02％。此外，所述钢也可以例如含有<5％的Mn。