本发明专利技术公开了一种热轧双面搪瓷用高强钢，其化学元素质量百分比为：C：0.08～0.15％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.2～2.5％，Al：0.006～0.08％，Cr：0.15～0.65％，Ti：0.01～0.06％，Nb：0.01～0.10％，Cu：0.10～0.35％，Mo：0.03～0.15％，V：0.02～0.10％，P≤0.03％，S≤0.006％，N≤0.006％，余量为铁和其他不可避免的杂质。相应地，本发明专利技术还公开了一种双面搪瓷钢，其由上述热轧双面搪瓷用高强钢经搪烧后获得，该双面搪瓷钢的微观组织为粒状贝氏体。此外，本发明专利技术公开了上述热轧双面搪瓷用高强钢及双面搪瓷钢的制造方法。
【技术实现步骤摘要】
一种热轧双面搪瓷用高强钢、双面搪瓷钢及其制造方法
本专利技术涉及一种钢及其制造方法，尤其涉及一种搪瓷用钢及其制造方法。
技术介绍
众所周知，高强度双面搪瓷用钢板主要用于拼装罐用搪瓷钢的基板，这种搪瓷拼装罐可应用于大型水处理设施、化工设施、环保设施等领域，如城市垃圾渗液和生活污水处理、工业污水处理、淡水存储等方面的拼装罐；也可作为厌氧发酵拼装罐、搪瓷钢板沼气池、组装式搪瓷钢板粮仓拼装罐等等。拼装罐体积范围较大，从几十立方到几万立方均有。拼装罐用搪瓷钢板的加工工艺主要包括：首先将钢板进行一定弧度的弯折，再经酸洗或喷丸处理清除钢板表面氧化铁皮、锈斑等；然后采用湿法底釉和烧成，底釉的烧成温度一般为850～890℃，烧成温度及保温时间根据钢板厚度进行调整；底釉搪瓷后再进行一次湿法面釉和烧成，面釉的烧成温度一般为800～850℃，面釉烧成温度及保温时间也需根据钢板厚度进行调整。作为这类用途的钢板首先必须具有良好涂搪适应性，主要是指钢板经双面搪瓷后不出现鳞爆缺陷；同时，需要钢板在经过两次高温(800～890℃)搪烧后仍具有较高的屈服强度，以满足作为大型结构件的使用安全需要。钢板经搪瓷后产生鳞爆缺陷主要是由氢造成的，氢主要是在酸洗(金属溶解于酸中产生氢)和搪烧(粘土中含的结晶水与金属反应生成氢)过程中进入钢板的。钢板经双面搪瓷后较单面搪瓷更容易发生鳞爆，原因在于，双面搪瓷后钢板中贮存的氢更难逸出，当搪瓷制品在空气中冷却直到瓷釉凝固时，氢来不及逸出而在钢板中达到过饱和状态，进而形成一定压力，当压力增大一定的临界值，便造成鳞爆缺陷。所以，除了改进搪瓷工艺外，需要改善钢板本身的贮氢性能。如果钢板贮氢能力强，氢在钢板中的扩散就慢，在相同的搪瓷工艺下进入钢板中的氢就少,并且搪瓷结束后钢板容纳氢的能力也强，这将有利于防止搪瓷制品的鳞爆。钢中的晶界、位错、空穴、夹杂物和析出相等都是良好的贮氢陷阱，因此对于搪瓷钢，需要针对不同的搪瓷用途，调整钢的成分和生产工艺，以保证钢中有足够的贮氢陷阱，实现良好的抗鳞爆性能。对于这种用途钢板经搪烧后屈服强度的要求，业内主要参考拼装罐制造时对罐体结构安全的强度要求，即当静拉伸应力起控制作用的情况下，罐体壳体厚度由罐子的包含物所引起的应力计算，可由以下公式得出：公式中，t表示拼装罐壳体钢板的计算厚度(mm)；H表示液体从顶部最高液位到壳体某层钢板底部的设计高度(mm)；D表示罐体的直径(mm)；S表示螺栓的列到列之间的垂直距离(mm)；ρ表示储液密度(kg/m3)；Rel表示搪瓷钢板的屈服强度(kg/m3)；d表示表螺栓孔直径(mm)；γ代表分项系数。根据这一计算公式可知，当拼装罐壳体钢板厚度固定的情况下，钢板屈服强度与罐体内溶液液位高度、罐体直径呈正比关系，即钢板屈服强度越高，可设计罐体直径越大、越高。而当其它条件一定的情况下，钢板的屈服强度与钢板厚度呈反比关系，即钢板屈服强度提高时，其厚度可以适当减薄，从而降低制造成本、节约资源。考虑到拼装罐在拼装施工时的便利性及拼装时的设计要求，在拼装罐行业内，钢板最大厚度一般控制在13mm以内。目前现有的关于热轧双面搪瓷用钢的专利文献报道，其成份上普遍采用较低的S、N元素，并控制Ti与C元素比例，形成细小弥散的TiC析出相作为贮氢陷阱，实现双面搪瓷后钢板的抗鳞爆性能，同时依赖第二相强化及细晶强化的作用，实现搪烧后较高的强度性能。但这类钢板经高温(800～890℃)搪烧时，TiC析出相会随着搪烧温度的升高及保温时间的延长而发生不同程度的聚集长大，从而原有的第二相强化效果显著降低，导致钢板强度大幅下降，通常仅能达到280MPa以上，无法满足大容积拼装罐的结构安全需要。例如：公开号为CN1966753，公开日为2007年5月23日，名称为“一种热轧双面搪瓷用钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种热轧双面搪瓷用钢，其搪瓷后的Rel达到285～440N/mm2。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种热轧双面搪瓷用高强钢，其本身具有较高的屈服强度和抗拉强度，且制成的钢板经高温搪烧处理后依然具有优良的力学性能表现。此外，该热轧双面搪瓷用高强钢具备良好的双面涂搪性能及优良的抗鳞爆性能。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种热轧双面搪瓷用高强钢，其化学元素质量百分比为：C：0.08～0.15％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.2～2.5％，Al：0.006～0.08％，Cr：0.15～0.65％，Ti：0.01～0.06％，Nb：0.01～0.10％，Cu：0.10～0.35％，Mo：0.03～0.15％，V：0.02～0.10％，P≤0.03％，S≤0.006％，N≤0.006％，余量为铁和其他不可避免的杂质。本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢中各化学元素设计原理如下所述：C：适量的碳元素可以使钢的基体组织中生成适当比例的珠光体组织，是保证钢板经高温搪烧后在空冷的条件下即可发生贝氏体转变的重要条件。另外，碳与钛、铌、钒合金元素分别生成碳、氮化物Ti(C、N)、Nb(C、N)、V(C、N)或复合碳化物(Ti、Nb、V)C等第二相粒子，弥散分布在钢板的基体组织中，可以作为不可逆的贮氢陷阱，避免搪瓷后鳞爆缺陷的发生。但过高的碳含量也带来不利的影响，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢制成搪瓷钢钢板时，经高温底釉搪烧并空冷后，微观组织将转变为粒状贝氏体，当再进行面釉搪烧加热处理时又发生奥氏体相变，会因为不同组织的比容差异而导致钢板体积收缩，且体积效应⊿V随碳含量增加而线性增加。钢板这种体积收缩将导致涂覆的瓷釉层受到拉应力而产生橘皮皱缺陷，严重影响搪瓷钢表面质量。此外，过高碳含量还会降低钢板在搪瓷烧结过程中的稳定性，特别是在搪烧的后阶段仍生成大量的CO、CO2气体，导致瓷釉冷却凝固后在釉层中形成不良的气泡结构，影响搪瓷制品的质量及使用寿命。因此，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢将碳的质量百分比限定在0.08～0.15％。Si：硅元素可以溶入铁素体起到固溶强化的作用，另外，适量的硅可以使过冷奥氏体不易发生珠光体转变，而是在较低温度下形成粒状贝氏体。硅还可以提高本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢制成钢板在高温搪烧时的抗软化变形能力，减轻钢板经搪烧后的变形现象。但当硅的质量百分比高于0.5％时，钢的塑性变差，同时还会使钢板表面的活性变差，影响其与瓷釉间的密着性能。因此，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢将硅的质量百分比限定在0.15～0.50％。Mn：锰可以使C曲线右移，降低临界冷却速度，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢制成钢板时经高温搪烧后空冷时发生贝氏体转变有较大的促进作用，且成本低廉，是获得搪烧后高强度的最主要也是最经济的元素。因此，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢将锰的质量百分比控制在1.2～2.5％。Al：在本专利技术所述的技术方案中，铝主要作为强脱氧元素。另外，铝可以形成稳定弥散的AlN颗粒，有效细化奥氏体晶粒，但质量百分比过高的铝对钢的韧性有害，也不利于涂搪质量。因此，本专利技术所述的热轧双面搪瓷用高强钢将铝的质量百分比限定在0.006～0.08％。Cr：铬在奥氏体中扩散速度比较小，加之阻碍碳的扩散，因而可提高奥氏体的稳定性，使C曲线右移，可以明显降低临界冷却速度，有效地抑制奥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.08～0.15％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.2～2.5％，Al：0.006～0.08％，Cr：0.15～0.65％，Ti：0.01～0.06％，Nb：0.01～0.10％，Cu：0.10～0.35％，Mo：0.03～0.15％，V：0.02～0.10％，P≤0.03％，S≤0.006％，N≤0.006％，余量为铁和其他不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.08～0.15％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.2～2.5％，Al：0.006～0.08％，Cr：0.15～0.65％，Ti：0.01～0.06％，Nb：0.01～0.10％，Cu：0.10～0.35％，Mo：0.03～0.15％，V：0.02～0.10％，P≤0.03％，S≤0.006％，N≤0.006％，余量为铁和其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，各相关元素还满足下述公式：0.05≤C-(Ti-3.43×N-1.5×S)/4-Nb/7.75-V/4.25≤0.12；其中C、Ti、N、S、Nb和V分别表示相应元素质量百分比的数值。3.如权利要求1所述的热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，各相关元素还满足下述公式：(Si+Mn)×Cr>0.5；其中，Si、Mn和Cr分别表示相应元素质量百分比的数值。4.如权利要求1所述的热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，各相关元素还满足下述公式：0.7125N+3.125S+6.25Ti+5.65Nb+6.15V≥0.45；其中N、S、Ti、Nb和V分别表示相应元素质量百分比的数值。5.如权利要求1所述的热轧双面搪瓷用高强钢，其特征在于，还可以加入下述元素的至少其中之一：B：0.001～0.005％；Ni：0.10～0.35％。6.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王双成，孙全社，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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