專利名稱：雙層盤管用鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于雙層盤管的冷軋鋼板及其制造方法，該雙層盤管這樣制造，將銅或類似銅的具有自焊性的金屬鍍覆在鋼板的表面上，在成形為管狀之后，進(jìn)行短時(shí)間的加熱，加熱到電鍍上去的金屬的熔點(diǎn)以上。
背景技術(shù)：
在各種壓縮機(jī)的連接管、汽車的制動(dòng)管等領(lǐng)域中，正在使用著所說的雙層盤管，它與銅管具有同樣的外觀，具有優(yōu)異的熱特性與美觀性，并且具有鐵的高強(qiáng)度與強(qiáng)韌性。
關(guān)于雙層盤管，例如在《鐵與鋼》第66年(1980)第1號(hào)第130頁中有詳細(xì)的說明。概述了雙層盤管的一般制造方法。以板厚約0.30mm程度的冷軋鋼板作為坯料，首先，在鋼板的兩面上進(jìn)行電鍍。然后，使鋼板的軋制方向成為管子的軸向地卷曲鋼板。這時(shí)，卷曲兩周使管壁成為兩層板厚。然后，加熱到銅的熔點(diǎn)以上，使銅熔化，因而將間隙填滿，進(jìn)行使鋼板互相接合的“自焊”。這樣，即獲得雙層盤管。然后，在冷態(tài)下進(jìn)行形狀矯正與尺寸精制等而成為制品。
另外，如前所述，從用途上考慮，對(duì)于雙層盤管來說，一般要求氣密性等的可靠性。
使用于雙層盤管的鋼板，是板厚在0.35mm以下的極薄冷軋鋼板，由于要求極高的成形性，以前，一般一直在使用低碳鋼的裝箱退火材料。
這種裝箱退火材料，在材質(zhì)上較軟并具有良好的成形性，因此可以足夠作為雙層盤管的坯料來使用。但是，由于制造工序需要數(shù)日，生產(chǎn)效率低。另外，存在著在盤管的縱長方向與寬度方向上的材質(zhì)不均勻性大的問題。另外，為了減輕管子成形用金屬模具的消耗以及為了提高制管(卷管)過程中的形狀定型性，正在尋求確保強(qiáng)度并且更軟質(zhì)因而形性優(yōu)異的材料。
近年，大幅度減少含碳量(0.020％以下)的極低碳鋼在一般的冷軋鋼板領(lǐng)域內(nèi)受到注目。極低碳鋼適合于生產(chǎn)效率高和材質(zhì)均勻性優(yōu)異的連續(xù)退火法。還具有軟質(zhì)并且在成形方面也優(yōu)異的特征。因此，欲要解決上述問題，應(yīng)用軟質(zhì)的極低碳銅連續(xù)退火材料是有希望的。
但是，在雙層盤管的制造過程中，在卷成管之后，由于拉拔加工，會(huì)產(chǎn)生約7～8％程度的冷變形。并且，可以說是短時(shí)間地，在銅的熔點(diǎn)(1083℃)以上的高溫下進(jìn)行為了完成自焊接的熱處理。因此，擔(dān)心的是由于加工與熱處理引起的鋼組織的粗大化。實(shí)際上可知在以極低碳鋼作為坯料制造雙層盤管時(shí)，屢屢會(huì)發(fā)生對(duì)強(qiáng)度與韌性有顯著不良影響的粗大晶粒。
因此，本發(fā)明的目的在于解決以往技術(shù)所存在的上述問題。即提供一種制造利用自焊性的雙層盤管所用的冷軋鋼板及其制造方法，其材質(zhì)比以往格外提高，并且，同時(shí)具有高生產(chǎn)效率與材質(zhì)均勻性。
本發(fā)明的具體目標(biāo)是提供具有以下特性的用于制造雙層盤管的冷軋鋼板及其制造方法。
1)在為了自焊接的熱處理中，不會(huì)發(fā)生由于特性惡化特別是粗大晶粒引起的強(qiáng)度與韌性的惡化。
2)謀求制管時(shí)變形阻力小，使金屬模具的磨損在最低限度內(nèi)，以延長壽命。
3)在制管時(shí)，材料軟質(zhì)而且形狀定型性優(yōu)異。
4)最終具有足夠的強(qiáng)度、延展性與韌性?；蛘哌€具有5)是板厚為0.35mm以下的極薄鋼板，而且鋼板(鋼帶)的縱長方向與寬度方向的材質(zhì)均勻性優(yōu)異，不會(huì)發(fā)生形狀不一。
發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述問題反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)與研究，結(jié)果與一直認(rèn)為控制析出物在防止晶粒成長上是有效的這一以往的見解相反，發(fā)現(xiàn)將未析出狀態(tài)的Nb或Ti確保一定量以上才是有效的。
并且，發(fā)現(xiàn)通過控制鋼的成分，精軋的終了溫度、卷繞溫度等熱軋條件，此外把退火條件控制在適當(dāng)范圍，能把上述一定量以上的Nb、Ti確保在未析出狀態(tài)(即固溶狀態(tài))，將結(jié)晶?？刂圃谧罴逊秶?，并在制管時(shí)的熱處理后也能確保穩(wěn)定的機(jī)械性質(zhì)，從而完成本發(fā)明。
發(fā)明的公開本發(fā)明是1)一種成形性優(yōu)異，并且成形一熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％，還含有
Nb0.003～0.40wt％，Ti0.005～0.060wt％。
的1種或2種，并且Nb、Ti中的至少一方是以固溶狀態(tài)存在0.005wt％以上，鐵素體組織的結(jié)晶粒徑為5～10μm(權(quán)利要求第1項(xiàng))。
2)另一種成形性優(yōu)異，并且成形一熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％，S0.02wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，并且假定TiN、TiS、TiC與NbC按此順序盡可能地形成，如此進(jìn)行計(jì)算，剩余的Nb、Ti量都不到0.005wt％，而且，Nb、Ti中的至少一方是以固溶狀態(tài)存在0.005wt％以上，鐵素體組織的結(jié)晶粒徑為5～10μm(權(quán)利要求第2項(xiàng))。
3)另一種上述1)或2)所述的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％Si0.10wt％以下Mn0.1～1.5wt％P0.02wt％以下，S0.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，并且其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分(權(quán)利要求第3項(xiàng))。
4)另一種1)或2)所述的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％Si0.10wt％以下Mn0.1～1.5wt％，P0.02wt％以下，
50.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040 wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，還含有從B0.0005～0.0020wt％，Cu0.5wt％以下Ni0.5wt％以下Cr0.5wt％以下，Mo0.5wt％以下中選出的任1種或2種以上，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分(權(quán)利要求第4項(xiàng))。
5)一種成形性優(yōu)異，并且成形-熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板的制成方法，其特征在于將含有C0.0005～0.020wt％還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種的鋼坯料在終了溫度為1000～850℃的條件下進(jìn)行熱精軋，在750C以下進(jìn)行卷繞，然后，冷軋，在650℃～850℃，20秒以下的條件下連續(xù)退火，以20％以下的壓下率進(jìn)行2次冷軋(權(quán)利要求第5項(xiàng))。
6)一種成形性優(yōu)異，并且成形-熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼坯料含有C0.0005～0.020wt％，S0.02wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，并且使TiN、TiS、TiC與NbC按此順序盡可能地形成，如此進(jìn)行計(jì)算，剩余的Nb、Ti量都不滿0.005wt％，將上述鋼坯料在終了溫度為1000～850℃的條件下進(jìn)行熱精軋，在750℃以下進(jìn)行卷繞，然后，冷軋，在650C～850℃、20秒以下的條件下連續(xù)退火，以20％以下的壓下率進(jìn)行2次冷軋(權(quán)利要求第6頁)。
7)按5)或6)所述的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼板含有C0.0005～0.020wt％．Si0.10wt％以下，Mn0.1～1.5wt％．P0.02wt％以下，S0.02 wt％以下，Al0.100wt％以下N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分(權(quán)利要求第7項(xiàng))。
8)按5)或6)所述的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼板含有C0.0005～0.020wt％，Si0.10wt％以下，Mn0.1～1.5wt％，P0.02wt％以下，S0.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040 wt％，Ti0.005～0.060 wt％的1種或2種，還含有從B0.0005～0.0020wt％，Cu0.5wt％以下，Ni0.5wt％以下，Cr0.5wt％以下，Mo0.5wt％以下中選出的任1種或2種以上，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分(權(quán)利要求第8項(xiàng))。
附圖的簡要說明

圖1是表示固溶狀態(tài)的Nb或Ti量與鐵素體的結(jié)晶粒徑的關(guān)系。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，說明本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)。
(1)關(guān)于鋼成分C0.0005～0.020wt％關(guān)于C，由于其極低化，提高制管時(shí)的成形性(減小變形應(yīng)力，改善形狀定型性)。但不足0.0005wt％時(shí)，結(jié)晶粒的粗大化變得顯著，難以確保必要的強(qiáng)度與韌性。再者，發(fā)生類似所謂橘皮狀現(xiàn)象的粗糙表面的危險(xiǎn)增大。另一方面，超過0.020wt％時(shí)，鋼板的延展性與形狀型性顯著惡化，更加劇了由于鋼板的薄化引起的加工性惡化的傾向。另外，過多的C量，冷軋制性也降低。因此，C量應(yīng)為0.0005～0.020wt％的范圍內(nèi)。再者，在需要更加高度的材質(zhì)穩(wěn)定性與優(yōu)異的延展性的情況下，最好是在0.0010～0.015wt％的范圍內(nèi)。
Si0.10wt％以下，關(guān)于Si，多量添加時(shí)，會(huì)引起表面處理性降低，耐腐蝕性降低，使鋼顯著地固溶強(qiáng)化，以致成形時(shí)的變形阻力增加。因此，將其上限定為0.10wt％。再者，在需要特別優(yōu)異的耐腐蝕性的情況下，最好限制在0.02wt％以下。
Mn0.1～1.5wt％Mn是防止由于s引起的熱裂紋的有效元素。尤其是在不添加Ti的鋼中，最好根據(jù)含有的S量添加Mn。另外Mn有結(jié)晶粒的微細(xì)化效果，尤其是對(duì)于處于保持高溫過程中的結(jié)晶粒有抑制其粗大化的效果，因此最好添加。
為發(fā)揮此等效果，至少要添加0.1wt％。但是，過度的添加，會(huì)使耐腐蝕性惡化，以及由于鋼板的硬質(zhì)化引起冷軋性惡化，因此，其上限為1.5wt％。再者，在需要更好的耐腐蝕性與成形性的情況下，最好在0.60 wt％以下的范圍內(nèi)進(jìn)行添加。
P0.02wt％以下P會(huì)使鋼硬質(zhì)化，使凸緣加工性與形狀定型性惡化。另外，是使耐腐蝕性也惡化的有害的元素，因此其上限為0.02wt％。再者，在特別重視這些特性的情況下，最好在0.01wt％以下。
S0.02wt％以下S是作為鋼中的夾雜物存在，是降低鋼板的延展性，使耐腐蝕性惡化的元素，因此，其上限為0.02wt％。再者，在要求特別良好的加工性的用途中，最好在0.01wt％以下。
Al0.100wt％以下Al是在鋼的脫氧中有用的元素。但含有量過多時(shí)，會(huì)招致表面性狀惡化，因此其上限為0.100wt％。再者，從材質(zhì)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮，最好在0.008～0.060wt％的范圍內(nèi)添加。
N0.0050wt％以下關(guān)于N，含有量增加時(shí)，會(huì)促進(jìn)鋼板發(fā)生內(nèi)部缺陷，另外在連續(xù)鑄造時(shí)還會(huì)引起扁鋼坯裂紋等。另外，會(huì)使鋼過分硬質(zhì)化，因此其上限為0.0050wt％。再者，從考慮整個(gè)制造過程中的材質(zhì)穩(wěn)定性、提高材料利用率的觀點(diǎn)考慮，最好在0.0030wt％以下的范圍內(nèi)。
Nb0.003～0.40wt5Nb對(duì)于鋼板組織微細(xì)化是有效的元素，其效果在管成形后的熱處理之后還持續(xù)。由于這樣的鋼組織的微細(xì)化，顯著改善作為管子使用時(shí)的2次成形性(即在管狀態(tài)下的彎曲、拉伸等成形性)，耐沖擊特性也得到改善。這樣的Nb的效果在添加0.003wt％以上時(shí)能發(fā)揮，但添加量超過0.040wt％時(shí)，容易發(fā)生鋼硬化與扁坯裂紋，并且熱、冷軋制性惡化。因此Nb添加量應(yīng)在0.003～0.040wt％的范圍內(nèi)。再者，材質(zhì)上更理想的范圍是0.020wt％以下。
Ti0.005～0.060wt％Ti也與Nb大致相同，具有組織微細(xì)化的效果。欲獲得這種效果，要添加0.005wt％以上，添加量超過0.060wt％時(shí)，會(huì)增加表面缺陷的發(fā)生。因此，Ti添加量要在0.005-0.060wt％的范圍內(nèi)。再者，材質(zhì)上更好的范圍是0.015％以下。再者，Nb與Ti，單獨(dú)添加或復(fù)合添加都不會(huì)使各自的效果互相抵消。
固溶狀態(tài)的Nb、Ti是本發(fā)明的非常重要的構(gòu)成必要條件之一。詳細(xì)的機(jī)理不一定清楚，固溶狀態(tài)的Nb、Ti中的至少一方存在0.005wt％以上時(shí)，則如圖1所示，能顯著防止雙層盤管經(jīng)過成形加工一熱處理的組織粗大化。再者，供圖1的試驗(yàn)所用鋼成分為0.0025C-0.02Si-0.5Mn-0.01P-0.010S-0.040Al-0.0020N-Nb，及同樣情況地，Ti是變化的，Nb是0.018％與0.015％、Ti為0.040％與0.060％，分別使用2種水準(zhǔn)。對(duì)熱軋條件與熱處理?xiàng)l件來說，熱軋終了溫度為950～870℃，卷繞溫度為720～540℃，退火條件為750℃～20sec，退火后進(jìn)行2％的二次冷軋。結(jié)果，出現(xiàn)了固溶Nb在0～0.015％的范圍內(nèi)變化。
此Nb與，或Ti至少存在一種以上是必要的，就兩者的合計(jì)而言，即使存在0.005wt％以上也不能獲得上述效果。另外，Nb、Ti的固溶量，即使都存在0.005wt％以上，其效果也不會(huì)互相抵消。因此，Nb、Ti中的至少一方在固溶狀態(tài)下存在0.005wt％以上是必要的。
另外，在此所說的固溶狀態(tài)的Nb、Ti定義為從鋼中所含的全部Nb、Ti的量中分別減去作為由電解提到分析而定量的析出物的Nb、Ti而獲得的量。另外，所謂電解提取法，是使用非水溶介質(zhì)類電解液定電位法所進(jìn)行的分析方法，是使用10％戊二酮-1％氯化四甲銨-甲醇電解液將試料電解，用0.2μm的核膜孔過濾器(nuclear porefilter)將殘?jiān)コ?，用光吸收測(cè)量光度法進(jìn)行各元素量的定量。
剩余的Ti與Nb如上所述，Ti與Nb是本發(fā)明的重要元素，另一方面，過量的添加根據(jù)下述理由有不好的一面。
即Ti、Nb在一般的冷軋鋼板中被視為對(duì)于提高成形性、特別是軟質(zhì)化、r值與延展性是理想的元素。但是，對(duì)于本發(fā)明這樣極薄的鋼板來說，在制造過程中需要極高的冷軋壓下率(即使是使用現(xiàn)有的最高的薄熱軋制造技術(shù)，也是最低70％以上，通常80％以上)，因此，存在著冷軋負(fù)荷大，Nb、Ti的過量添加，有使軋制時(shí)變形阻力顯著增加，表面性狀劣化的缺點(diǎn)，不合乎理想。另外，存在著強(qiáng)度、r值、延展性等各特性由于加工方向引起的差異，即各向異性大的缺點(diǎn)。為防止這一點(diǎn)，要避免Ti、Nb的過量添加。另外，從添加成本方面考慮也要求Ti、Nb都是必要最小量。
根據(jù)以上所述的理由，發(fā)明者從其析出過程對(duì)Ti、Nb的添加上限進(jìn)行研究的結(jié)果，查明以下述的添加量作為上限為宜。即必要利用鋼的成分值，假定TiN、TiS、TiC與NbC按照該順序盡可能地形成，并進(jìn)行計(jì)算，剩余的Ti與Nb必須各自不足0.005wt％。
具體地講，剩余的Ti(下面以Tiex表示)是形成TiN、TiS、TiC后殘余的Ti，因此按照各重量％，可由下式化學(xué)計(jì)量地計(jì)算。
Tiex＝Ti-(48/14)·N-(48/32)·S-(48/12)·C剩余的Nb(下面以Nbex表示)的計(jì)算分為以下的情形。
1)在未添加Ti的情況下，不能形成TiN、TiS、TiC，因此只考慮Nbc，可按下式求得。
Nbex＝Nb-(93/12)·C2)在添加有Ti，并Tiex≥0的情況下，不殘留為了形成NbC的C，因此可由下式求得。
Nbex＝Nb3)在添加有Ti，并且Tiex≤0的情況下，不殘留為了形成NbC的C，因此可由下式求得。
首先，計(jì)算出形成TiN、Tis的Ti(以下以TiNS表示)，TiNS＝Ti-(48/14)·N-(48/32)·S由此根據(jù)TiNS的值，分別3a)TiNs≤0的情況下，C全部形成NbC，因此Nbex＝Nb-(93/12)·C…………與1)相同3b)TiNs>0的情況下，對(duì)應(yīng)TiNS的量，形成TiC后，剩余的C形成NbC，因此可由下式求得Nbex＝Nb-(93/12)·(C-(12/48)·TiNS)再者，如上所述，在Ti、Nb添加量上設(shè)置上限的作法，具有難以確保固溶量的一面。然而本發(fā)明的意義就在于這樣的制約下，仍能確保固溶Ti、Nb有必要量，解決鋼板制造上的問題，使確保材質(zhì)特性與確保雙層盤管成形后的強(qiáng)度、韌性兩全。
另外，還可含有從B0.0005-0.0020wt％(A群)，Cu0.5wt％以下、Ni0.5wt％以下、Cr0.5wt％以下、Mo0.5wt％以下(以上B群)的群的1群或2群中選出的任1種或2種以上。
B0.0005-0.0020wt％B是在確保由制管后的組織微細(xì)化所獲得的強(qiáng)度上有效的元素。在添加量為0.0005wt％以上時(shí)能發(fā)揮這樣的效果，但添加超過0.0020wt％時(shí)，會(huì)增加鋼板的面內(nèi)各向異性，不符合理想。因此，B量應(yīng)在0.0005-0.0020wt％范圍內(nèi)、最好在0.0005～0.0010wt％范圍內(nèi)添加。
Cu0.5wt％以下、Ni0.5wt％以下，Cr0.5wt％以下，Mo0.5wt％以下這些元素都有提高鋼板強(qiáng)度的作用，特別是對(duì)于進(jìn)行制管焊接時(shí)的加熱處理后的強(qiáng)度，根據(jù)必要進(jìn)行添加。但是在添加量超過0.5wt％的情況下，會(huì)使冷軋性惡化，因此要在0.5wt％以下的范圍內(nèi)添加。
屬于上述選擇性添加元素的B群、Cu、Ni、Cr與Mo群的各元素，可各群單獨(dú)添加1種以上，也可跨越兩群復(fù)合添加2種以上。
(2)關(guān)于結(jié)晶組織等鐵素體的結(jié)晶粒徑為5～10μm。結(jié)晶粒徑不是5μm時(shí)，將會(huì)顯著發(fā)生鋼的硬質(zhì)化、管成形時(shí)形狀不良與工具磨損增加等缺點(diǎn)．另一方面，結(jié)晶粒徑超過10甲時(shí)，難以保持成形一熱處理后的組織均勻微細(xì)，作為制品的使用特性的強(qiáng)度與韌性降低。因此，鋼板的結(jié)晶粒徑應(yīng)為5～1Oμm。
另外，鋼板的硬度(調(diào)質(zhì)度)最好為T1～T3。調(diào)質(zhì)度超過T3時(shí)，成形性的劣化明顯化，并且工具短壽命化顯著。可以說若在管成形-熱處理后能確保足夠的強(qiáng)度，則坯料強(qiáng)度低是所希望的。
另外，與上述雙層盤管用鋼板的成形一熱處理后強(qiáng)度同樣，韌性也是重要的特性之一。作為其評(píng)價(jià)法有在管子狀態(tài)下通過加切口的拉伸或高速拉伸來進(jìn)行評(píng)價(jià)等。
(3)關(guān)于制造條件熱精軋熱軋的終了溫度低于850℃時(shí)，熱軋后的組織均勻性即降低，這在冷軋退火后也繼續(xù)保持，因此材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差增加，機(jī)械特性的可靠性降低，不符合理想。另一方面，超過1000℃時(shí)，由于鱗片引起的表面缺陷的發(fā)生明顯化。因此，熱精軋的終了溫度在1000～850℃的范圍內(nèi)為宜。又考慮到熱軋制性時(shí)，最好是在950～850℃的范圍內(nèi)。
另外，為使熱精軋終了后的Ti、Nb的析出機(jī)會(huì)減少，最好在精軋終了后1秒以內(nèi)以30℃/sec以上的速度進(jìn)行急冷。
再者，在對(duì)熱粗軋終了的薄板坯進(jìn)行精軋時(shí)，在精軋機(jī)進(jìn)入側(cè)，由于應(yīng)用薄板坯進(jìn)行接合的連續(xù)軋制(無接頭軋制)，在鋼帶的前端、后端的通板穩(wěn)定，在鋼帶的全長上進(jìn)行精軋后緊接著進(jìn)行的上述急冷變得容易，因此是合乎理想的。
熱軋后的卷繞熱軋后的卷繞溫度超過750℃時(shí)，所添加的鋼中的Nb與Ti難以在固溶狀態(tài)下殘留．因此，不能充分發(fā)揮利用固溶狀態(tài)的Nb、Ti進(jìn)行的抑制制管時(shí)結(jié)晶粒粗大化的效果。另外，在這一情況下，在縱長方向上獲得均一的材質(zhì)也是困難的。因此，熱軋后的卷繞溫度應(yīng)在750℃以下，最好是在650℃以下。
關(guān)于其后進(jìn)行的酸洗與冷軋條件沒有特別規(guī)定的必要，按照通常的極薄鋼板的制造方法即可。
冷軋后的退火退火溫度低于650℃時(shí)，組織的大半成為未再結(jié)晶組織，不能達(dá)到鋼板的軟質(zhì)化。因此，不能達(dá)到減輕制管時(shí)負(fù)荷的目標(biāo)。在650℃以上進(jìn)行退火時(shí)，雖然不成為完全的再結(jié)晶組織，但是，對(duì)于本發(fā)明的用途來說，達(dá)到了足夠的軟質(zhì)化。退火溫度為750℃以上時(shí)，大致成為再結(jié)晶組織，能確保極佳的加工性。但是，象在一般的加工用冷軋極低碳鋼板上所發(fā)生的那樣，在超過850℃而以高溫進(jìn)行退火的情況下，發(fā)生鋼組織粗大化與不均勻組織化，同時(shí)在退火中促進(jìn)Ti或Nb析出，不能達(dá)到制管一熱處理后的組織均勻而且微細(xì)化的要求。
因此，退火溫度以650～850℃的范圍為宜，考慮到材質(zhì)的穩(wěn)定性等時(shí)，最好在700℃～800℃的范圍內(nèi)。再考慮到經(jīng)濟(jì)性與熱處理后材質(zhì)的穩(wěn)定性時(shí)，最好在780℃以下。
退火的均熱時(shí)間也是重要的構(gòu)成必要條件之一。以往的退火，為獲得穩(wěn)定的再結(jié)晶組織，通常至少要進(jìn)行30秒程度的退火。但是這樣做，由于退火中Ti與Nb的析出，難以確保本發(fā)明所必要的固溶Ti、Nb。如上所述，使退火溫度在850℃以下，而且使均熱時(shí)間為20秒以下這樣的短時(shí)間，即能確保固溶狀態(tài)的Ti、Nb。對(duì)于這樣的短時(shí)間退火來說，以往，在以深拉深用途為前提的極低碳鋼中，可以認(rèn)為r值、延展性是不足的，但是對(duì)于本發(fā)明的用途來說沒有問題，能適用。
退火后的2次冷軋退火后進(jìn)行的2次冷軋，除調(diào)整表面粗度之外，還有減小板厚的作用。為此所進(jìn)行的2次冷軋的壓下率最好在1.0％以上。但是，超過20％地進(jìn)行2次冷軋時(shí)，由于機(jī)械特性中特別是屈服應(yīng)力增加，制管性劣化。因此，退火后的2次冷軋壓下率應(yīng)為20％以下。最好為1.0～10％。
經(jīng)上述過程能制造本發(fā)明的鋼板。該鋼板的最終厚度沒有特定，在0.35mm以下的范圍內(nèi)能更有效地發(fā)揮適用本發(fā)明的優(yōu)越性。
表面處理以上所說明的鋼板，是將象銅那樣具有自焊作用的金屬進(jìn)行鍍覆，在制管后的熱處理中進(jìn)行焊接處理。因此，基本上不要再進(jìn)行表面處理，但是可根據(jù)必要進(jìn)行化學(xué)的、電化學(xué)處理，以補(bǔ)足上述金屬鍍覆的作用。
實(shí)施例1以轉(zhuǎn)爐熔煉的鋼，其成分組成如表1所示，其余部分實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成，將該扁鋼坯以表2所示的條件進(jìn)行了熱軋(在熱軋終了后0.5秒以內(nèi)進(jìn)行50℃/sec的急冷)。熱軋是將260mm厚的扁鋼坯由7根軋道進(jìn)行粗軋，作成30mm厚的薄板坯，以7臺(tái)串列式軋機(jī)制成2.6mm厚度的熱軋基材。其后，進(jìn)行酸洗，在串列式軋機(jī)上進(jìn)行冷軋，進(jìn)行退火與2次冷軋。
在該鋼板上進(jìn)行30μm厚度的電鍍銅，按通常的方法成形為φ3.45mm的雙層盤管，在5％的拉撥加工后，進(jìn)行1120℃×20sec的熱處理，使鍍銅層熔融而完成焊接。
對(duì)這樣制成的鋼板與自焊處理完成的雙層盤管進(jìn)行了以下的考察。
1)橫剖面部的鐵素體結(jié)晶粒徑2)通過靜態(tài)拉伸試驗(yàn)獲得的拉伸強(qiáng)度3)由于低溫(-40℃)拉伸試驗(yàn)引起的剖面收縮(評(píng)價(jià)韌性)；與高速下的沖擊拉伸等效4)彎曲試驗(yàn)(彎曲180°)不論哪一種試驗(yàn)，就雙層盤管而言都是在保持管原封不動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行的，除此以外，與考察通常的機(jī)械特性的方法相同。
所得的試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。固溶狀態(tài)的Nb、Ti量在適宜的范圍內(nèi)，由本發(fā)明例可知，即使在高溫?zé)崽幚頃r(shí)也未招致結(jié)晶粒粗大化，具有足夠的強(qiáng)度與延展性，良好的低溫下的韌性(由拉伸試驗(yàn)引起的剖面收縮)、良好的彎曲加工性、良好的形狀定型性。
另外，對(duì)鋼12、13、14來說，由于鋼板為硬質(zhì)，在最終的冷軋鋼板階段不能確保良好的形狀，還有，彎曲加工性也差。
實(shí)施例2將表1中No。1的成分構(gòu)成的扁鋼坯按表4所示的條件進(jìn)行熱軋(冷卻條件與實(shí)施例1相同)、酸洗、冷軋后，進(jìn)行連續(xù)退火與2次冷軋，制成極薄冷軋鋼板。再者，用以往的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的裝箱退火材作為比較例。
接著，在該鋼板表面上進(jìn)行與實(shí)施例1相同的電鍍銅，制成雙層盤管。
用于評(píng)價(jià)的試驗(yàn)項(xiàng)目，除按實(shí)施例1進(jìn)行的試驗(yàn)之外，補(bǔ)充了制管所用的金屬模具的磨損量(金屬模具壽命)試驗(yàn)。金屬模具壽命的評(píng)價(jià)是以比較例(低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的裝箱退火材料)的壽命作為1，按其相對(duì)比進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在表4內(nèi)同時(shí)示出得出的試驗(yàn)結(jié)果。由表4可知，由于本發(fā)明例是軟質(zhì)材料，顯示出超過比較例的大致為1.5倍程度的優(yōu)異的金屬模具壽命。另外，查明在含有本發(fā)明范圍內(nèi)的固溶狀態(tài)的Nb、Ti的情況下，能有效地抑制制管后的組織粗大化。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上述那樣，按照本發(fā)明，在制管時(shí)，由于在軟質(zhì)，變形阻力大，減少金屬模的磨損，因此能延長其壽命。另外，按照本發(fā)明，不僅有優(yōu)異的成形性，而且經(jīng)管成形-熱處理工序也能抑制鐵素體粒徑的粗大化，因此，能制成強(qiáng)度、韌性等特性優(yōu)異的雙層盤管。
另外，按照本發(fā)明，由于采用連續(xù)退火法，能實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)效率與材質(zhì)均勻化。
因此，按照本發(fā)明，能高效、經(jīng)濟(jì)地制成質(zhì)量高、氣密性高的雙層盤管。
表1(wt％)

表2

權(quán)利要求
1.一種成形性優(yōu)異，并且成形-熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％。的1種或2種，并且Nb、Ti中的至少一方是以固溶狀態(tài)存在0.005wt％以上，鐵素體組織的結(jié)晶粒徑為5-10μm。
2.一種成形性優(yōu)異，并且成形-熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％，S0.02wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，并且TiN、TiS、TiC與NbC按此順序形成，Ti、Nb是作為消耗的元素進(jìn)行計(jì)算，剩余的Nb、Ti量都不到0.005wt％，而且，Nb、Ti中的至少一方是以固溶狀態(tài)存在0.005 wt％以上，鐵素體組織的結(jié)晶粒徑為5-10μm。
3.按權(quán)利要求1或2所述雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％Si0.10wt％以下Mn0.1～1.5wt％P0.02wt％以下，S0.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分。
4.按權(quán)利要求1或2所述的雙層盤管用鋼板，其特征在于含有C0.0005～0.020wt％Si0.10wt％以下MnO.1～1.5wt％，P0.02wt％以下，S0.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040 wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，還含有從B0.0005～0.0020wt％．Cu0.5wt％以下Ni0.5wt％以下Cr0.5wt％以下，Mo0.5wt％以下中選出的任1種或2種以上，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分。
5.一種成形性優(yōu)異，并且成形一熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于將含有C0.0005～0.020wt％，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種的鋼坯料在終了溫度為1000～850℃的條件下進(jìn)行熱精軋，在750℃以下進(jìn)行卷繞，然后，冷軋，在650℃～850℃，20秒以下的條件下連續(xù)退火，以20％以下的壓下率進(jìn)行2次冷軋。
6.一種成形性優(yōu)異，并且成形一熱處理后的管強(qiáng)度與韌性優(yōu)異的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼坯料含有C0.0005～0.020wt％，S0.02wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，并且TiN、TiS、TiC與NbC按此順序形成，Ti、Nb是作為消耗的元素進(jìn)行計(jì)算，剩余的Nb、Ti量都不足0.005wt％，將上述鋼坯料在終了溫度為1000～850℃的條件下進(jìn)行熱精軋，在750℃以下進(jìn)行卷繞，接著，冷軋，在650℃～850℃、20秒以下的條件下進(jìn)行連續(xù)退火，以20％以下的壓下率進(jìn)行2次冷軋。7.按權(quán)利要求5或6所述的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼板含有C0.0005～0.020wt％．Si0.10wt％以下，Mn0.1～1.5wt％．P0.02wt％以下，S0.02 wt％以下，Al0.100wt％以下N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分。
8.按權(quán)利要求5或6所述的雙層盤管用鋼板的制造方法，其特征在于鋼板含有C0.0005～0.020wt％，Si0.10wt％以下，Mn0.1～1.5wt％，P0.02wt％以下，S0.02wt％以下，Al0.100wt％以下，N0.0050wt％以下，還含有Nb0.003～0.040wt％，Ti0.005～0.060wt％的1種或2種，還含有從B0.0005～0.0020wt％，Cu0.5wt％以下，Ni0.5wt％以下，Cr0.5wt％以下，Mo0.5 wt％以下中選出的任1種或2種以上，其余部分是Fe與不可避免的不純物的鋼成分。
全文摘要
一種成形性優(yōu)異,此外在管成形－熱處理工序后,抑制鐵素體粒徑的粗大化,具有優(yōu)異的強(qiáng)度與韌性的雙層盤管用鋼板及其制造方法,是將含有C:0.0005～0.020wt%與Nb:0.003～0.040wt%、Ti:0.005～0.060wt%的1種或2種的鋼坯料,在終了溫度1000～850℃的條件下進(jìn)行熱軋,在750℃以下進(jìn)行卷繞,接著,冷軋,在650～850℃、20秒以下的條件下連續(xù)退火,以20%以下的壓下率進(jìn)行2次冷軋,Nb、Ti中至少一方以固溶狀態(tài)存在0.005wt%以上,鐵素體組織的結(jié)晶粒徑調(diào)整成為5～10μm。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1207142SQ97191590
公開日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月6日
發(fā)明者登坂章男, 奧田金晴, 荒谷昌利 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社