各向异性低的铬-镍基 热轧不锈钢薄板及其生产方法 本发明提供了一种各向异性低的Cr-Ni基热轧不锈钢薄板及其生产方法。
近年来已经开发了一种通过直接从钢水铸造而得到厚度为10mm或更小的铸造带材的技术，并且试验了所用的实际设备。采用该项新技术，就有可能简化或甚至去掉热轧过程。
按照惯例，厚度超过100mm的大板坯都需要用涉及大的能量消耗的热轧轧机进行热轧，因而简化或去掉热轧步骤的优点不仅包含降低生产成本，而且包含来自环保立场的好处。下面，称包括以钢水铸造厚度为10mm或更小的薄带材的步骤地方法为“新方法”，称包括将大板坯热轧为热轧带材的方法为“现有的热轧方法”。
惯常，当用现有的热轧方法生产Cr-Ni基不锈钢热轧退火钢板，其代表为18％Cr-8％Ni钢板时，98％左右或更大的轧制压下率导致形成强力的热轧组织，热轧钢板在退火之后形成(100)〔001〕组织。
在新方法中，通过铸造薄铸造带材而不采用热轧步骤，有可能防止形成作为热轧退火钢板的特征的(100)〔001〕组织，因而生产出各向异性低的钢带。但是，所得到的薄铸造带材强烈地形成作为固化组织的特征的(100)〔0vw〕组织。
也曾经企图用新方法热轧铸造带材。例如，在日本专利申请No.61-141433中，使Cr-Ni基不锈钢铸造带材在800℃或更高时受到热轧，其压下率为50％或更小，接着使其受到冷轧，以生产薄板产品，由此可以生产出具有卓越的表面品质的薄板；但是，并没有研究这种热轧钢板的各向异性。
本发明可以有效地生产各向异性低的Cr-Ni基不锈钢热轧带材，这种带材难以用传统方法生产。
本发明具有下列组成，它是为了达到上述目的而设计的。
本发明的要点为提供一种各向异性低的Cr-Ni基热轧不锈钢带材和一种用于生产各向异性低的Cr-Ni基热轧不锈钢薄板的方法。其中，该不锈钢带材具有(100)、(110)、(111)、(311)和(211)轧制平面法向(ND)的组织，该轧制平面法向ND在板厚1/4截面处测得的负极图象(inverse pole figure)中有一0.5至1.5的取向强度。该生产方法采用一连续铸造机将Cr-Ni基不锈钢钢水连续铸造成厚度为1.5mm至6mm的铸造带材，在连铸机中，结晶器壁与铸造带材同步移动，在铸造带材离开结晶器以后，将其在950～1150℃的温度范围内以25～35％的压下率在60秒之内进行热轧，以形成热轧带材，然后再进行热处理，此时，将热轧带材在950～1200℃的温度范围内保持5～60秒。
附图的简要说明
图1为一曲线图，示出了铸造带材的热轧温度与热轧压下率对热轧退火薄板的各向导性的影响。
图2为一曲线图，示出了在热轧铸造带材时热轧压下率对热轧退火薄板的各个结晶取向的影响的细节。
图3为一曲线图，示出了在热轧铸造带材之后的退火过程中，退火条件对热轧退火薄板的各向异性的影响。
在现有的热轧方法中，高的热轧压下率导致在热轧薄板中产生{110}(112)组织，这是一种具有典型的面心立方(FCC)金属的热轧组织。在热轧薄板退火时，有大量的累积的位错，而阻止再结晶的晶粒长大的夹杂物和沉淀物是粗的，这样，阻止晶粒长大的能力较弱；因此，再结晶的晶粒比较容易长大并且形成具有强烈地产生{100}(100)组织的再结晶组织。
另一方面，热轧用新方法生产的铸造薄板导致破坏在铸造带材中形成的是沿热轧方向比较不规则的组织的{100}(0vw)组织，并形成{110}(112)组织；但是，它有可能通过将热轧条件和退火条件设定在规定的范围内来遏制轧制组织的形成。还可能通过控制热轧条件来控制再结晶晶粒的长大。
换句话说，通过热轧温度和压下率在规定范围内的热轧，遏制了热轧组织{110}(112)取向的形成，使热轧后的组织为{100}(0vw〕取向略向轧制方向倾斜的组织。
还有，可以进一步地用控制铸造带材从铸造到热轧时的温度的方式来控制再结晶晶粒的长大。通过退火具有{100}(0vw)取向略沿轧制方向倾斜和有受到控制的沉积的组织的热轧薄板，以遏制再结晶晶粒的长大，就可以得到一种热轧退火薄板，其中在传统的热轧退火薄板中强烈地形成的{100}(001)、{112}(113)、{113}(322)等组织的形成最少，并在ND上和在轧制方向(RD)上具有结晶取向比较不规则的再结晶晶粒。
之所以可能通过控制铸造带材从铸造至热轧时的温度来控制再结晶晶粒的长大是因为它控制了诸如MnS的沉积物的沉积状态，而这些沉积物是在凝固后立即在较高的温度范围内沉积的。
现在说明限制本发明的组织方面的理由。
所用的钢是Cr-Ni基不锈钢，其代表为18％Cr-8％Ni钢。普通碳素钢或Cr基不锈钢与Cr-Ni基不锈钢有不同的组织形成机理，因此不能用于由本发明的方法生产各向异性低的热轧薄钢板。
做出厚度为6mm或更小的铸造带材的理由是得到一个常用于热轧薄钢板的薄板厚度，它在热轧时采用按照本发明的热轧压下率。还有，做出厚度为1.5mm或更大的铸造带材的理由是，这种铸造带材厚度通过铸造带材表面层中的急冷晶体的影响在铸造带材组织中产生除{100}(0vw)以外的较大比率的结晶取向，使之有可能得到一种具有低的各向异性的热轧薄钢板，优选的薄板厚度为2～5mm。
将铸造带材从它离开卷筒直至进入热轧轧机热轧的时间限定为60秒或更少，以便控制铸造带材中的沉淀物分布。在铸造带材中的沉淀物充分长大之前热轧，造成相当大的位移，形成这些沉积物的沉积点。如果在热轧之前的时间超过60秒，则沉积物在热轧之前就开始长大。这些沉积点成为由快速冷却和凝固形成的凝固空位以及凝固的晶柱的晶界。当将具有这种沉积物分布的热轧薄板退火时，产生再结晶组织，防止形成各向异性低的热轧薄钢板。优选的范围为20～40秒。
此处，将热轧退火薄板的各向异性的高或低定义为，各向异性低的材料是作为典型的结晶取向的(100)、(110)、(111)、(311)和(211)ND强度相对于不规则取向的材料为0.5～1.5倍的材料。
铸造带材的热轧温度和热轧压下量由下列实验确定。具体一些，板厚为4.3mm的304型铸造薄板是在实验室中铸出的，在铸造后60秒以不同的热轧温度和热轧压下率对它们进行热轧，然后在1100℃退火20秒，这时，观察其组织。
如图1所示，当热轧温度和热轧压下率超过按照本发明的范围时，就不可能建立其{100}(0vw)取向略向轧制方向倾斜的组织，因此，退火组织具有不良的各向异性。
图2示出了在热轧温度为1100℃时，热轧压下率与热轧退火薄板的结晶取向之间的关系。可以看出，在铸造带材中产生的{100}(0vw)取向随压下率的增大而减少，并在压下率为25～35％时为最小，从而给出一几乎为不规则的组织。当压下率进一步加大时，轧制组织形成{100}、{110}等等，这样就产生不良的各向异性。优选的范围为热轧温度980～1140℃，热轧压下率为28％～32％。
对热轧后的退火条件也采用了同样的试验。具体一些，板厚为4.3mm的304型铸造带材是在实验室中铸出的，并在铸造后30秒在1100℃以30％的压下率对它们热轧，然后在不同的条件下退火。图3示出了热轧退火薄板的组织与退火条件之间的关系。在退火条件超出本发明的范围时就产生不良的各向异性。
在本发明的范围内可获得满意的各向异性的理由为，在再结晶晶粒长大的过程中，轧制组织消失，阻止再结晶晶粒在形成再结晶组织的过程中长大，而所定的时间则为结晶取向几乎是最不规则的时候。优选的退火条件为退火温度1000～1150℃，5～10秒。
在热轧与退火以后，最好在600℃或更低的温度下完成卷取，以防止热轧薄板的敏化。在敏化状态的酸洗导致晶界的过度酸洗，从而损坏表面质量。
在热处理后的卷取温度最好为600℃或更低。
现在参考下面的例子详细描述本发明，但这些例子决不意味着限制本发明的范围。
例1
熔炼表1中列出的Cr-Ni基不锈钢并用于使用水内冷双筒立式连续铸造机制造厚度为1.5～6mm的铸造带材。用隔热的活套挑热轧该铸造带材，轧制时在5～60秒的范围内改变直至进入热轧轧机前的时间，并改变热轧温度，使其为950℃～1150℃，轧制压下率为25％～35％。在热轧以后，使薄板经过热处理炉，在1000℃～1150℃退火，持续5～60秒。在退火之后是喷雾冷却和在500℃的卷取。热轧退火薄板的组织由板厚的1/4截面处的负极图象确定，并认为在0.5～1.5的(100)、(110)、(111)、(112)和(113)ND平面取向强度时有满意的各向异性。
制备了关于热轧前的时间，和超出按照本发明的范围的热轧条件与热轧后的热处理条件的比较性材料，并将它们用于评价热轧退火薄板的各向异性。
如表1所示，用本发明的方法生产的热轧退火钢板有低的各向异性，而比较性材料则具有不良的各向异性。
表1(本发明的方法)No.钢的种类铸造带材厚度 (mm) 从铸造 至热轧 的时间 热轧条件热轧后的热处理条件各向异性的评价 温度 (℃)压下率 (％) 温度 (℃) 时间 (sec) 1 304型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 2 301型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 3 305型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 4 308型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 5 309型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 6 310型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 7 316型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 8 304型 3 10 1100 30 1100 10 良好 9 304型 5 10 1100 30 1100 10 良好 10 304型 6 10 1100 30 1100 10 良好 11 304型 4.3 10 1100 30 1100 10 良好 12 304型 4.3 5 1100 30 1100 10 良好 13 304型 4.3 20 1100 30 1100 10 良好 14 304型 4.3 60 1100 30 1100 10 良好 15 304型 4.3 10 950 30 1100 10 良好 16 304型 4.3 10 1000 30 1100 10 良好 17 304型 4.3 10 1150 30 1100 10 良好 18 304型 4.3 10 1100 25 1100 10 良好 19 304型 4.3 10 1100 35 1100 10 良好 20 304型 4.3 10 1100 30 950 10 良好 21 304型 4.3 10 1100 30 1000 10 良好 22 304型 4.3 10 1100 30 1200 10 良好 23 304型 4.3 10 1100 30 1100 5 良好 24 304型 4.3 10 1100 30 1100 20 良好 25 304型 4.3 10 1100 30 1100 60 良好
表2(比较性方法)No. 钢的 种类铸造带材厚度 (mm) 从铸造 至热轧 的时间 热轧条件热轧后的热 处理条件 各向异 性的 评价 温度 (℃) 压下率 (％) 温度 (℃) 时间 (sec) 26 304型 1.3 10 1100 30 1100 10 不良 27 304型 6.5 10 1100 30 1100 10 不良 28 304型 4.3 70 1100 30 1100 10 不良 29 304型 4.3 10 900 30 1100 10 不良 30 304型 4.3 10 1200 30 1100 10 不良 31 304型 4.3 10 1100 20 1100 10 不良 32 304型 4.3 10 1100 40 1100 10 不良 33 304型 4.3 10 1100 30 900 10 不良 34 304型 5 10 1100 30 1220 10 不良
本发明提供了一种各向异性低的Cr-Ni基不锈钢热轧薄板及其生产方法。此外，本发明在此技术领域内获得了工业上非常卓越的效果。