一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其微观组织的基体为铁素体或者铁素体+珠光体，基体中弥散分布着Ti4C2S2析出相及Ti(C、N)析出相；该双面搪瓷用热轧高强度中厚板的化学元素质量百分比含量为：C：0.02～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.3～1.5％，S：0.006～0.035％，Al：0.01～0.08％，N：0.006～0.015％，Ti：0.08～0.20％，Cu：0.02～0.10％，余量为铁和其他不可避免的杂质。本发明专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板兼具较高的强度和延伸率。同时，该钢板具备良好的涂搪性能及优良的抗鳞爆性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法
本专利技术涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种搪瓷用钢及其制造方法。
技术介绍
目前，双面搪瓷用热轧中厚钢板主要应用于生产大型水处理设施、化工设施、环保设施等制造领域，例如，用于城市垃圾渗液和生活污水处理、工业污水处理的拼装罐，又例如，用于厌氧发酵拼装罐用钢、搪瓷钢板沼气池或组装式搪瓷钢板粮仓拼装罐用钢。双面搪瓷用热轧中厚钢板的主要用途是作为此类拼装罐用搪瓷钢的基板。拼装罐用搪瓷钢的加工工艺步骤为：首先将钢板进行一定弧度的弯折，再经酸洗、喷砂处理后清除钢板表面氧化铁皮、锈斑，最后采用湿法底釉和烧成。底釉的烧成温度通常为840～860℃左右，烧成时间取决于钢板厚度，对于厚度为5mm的钢板，烧成时间约为10～12min。在进行一次湿法面釉和烧成后，面釉的烧成温度一般为800～840℃，烧成时间取决于钢板厚度，对于厚度为5mm的钢板而言，烧成时间约为10～12min。因而，作为这类用途的钢板必须具有良好涂搪适应性，主要是兼具优良的抗鳞爆性能和较高的屈服强度，尤其是，要求此类钢板在经过两次搪烧工艺后仍保持较高的屈服强度。普通钢板难以作为搪瓷钢，其原因在于普通钢板容易产生鳞爆缺陷。导致搪瓷制品产生鳞爆是由氢造成的,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)过程中进入到钢板中的。特别是较之于单面搪瓷，当钢板经双面搪瓷后更容易发生鳞爆现象，这是因为经双面搪瓷后的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，进而形成一定的压力，当压力增大到能够使得搪瓷钢的瓷层脱落时，便会形成鱼鳞爆。为此，在改进搪瓷工艺的基础上,还需要改善钢板本身的贮氢性能。如果钢板贮氢能力强，那么氢在钢板中的扩散就慢，这样，在采用相同的搪瓷工艺条件下，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更强，从而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。对于搪瓷钢来说,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,从而令钢板获得良好的抗鳞爆性能。例如，公开号为CN1966753A，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搪瓷用钢，其各元素成分(wt.％)为：C：0.02％～0.06％，Si：≤0.50％，Mn：0.15％～0.40％，P：≤0.15％，S：≤0.006％，N≤0.003％，Ti：0.08％～0.20％，AlS：0.005％～0.055％，Ti/C：2.2～5，热轧状态下组织为晶粒直径在2μm～20μm的铁素体，在组织中均匀分布着直径在20nm以下的TiC粒子。但是该技术方案的扩孔率没有达到60％以上。又例如，公开号为CN101353758A，公开日为2009年1月28日，名称为“一种双面搪瓷用热轧高强度钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种双面搪瓷钢，其化学元素质量百分含量为(wt.％)的成份组成：C：0.05％～0.15％，Si≤1.00％，Mn：0.50％～2.00％，P≤0.05％，S≤0.05％，Al：0.01～0.10％，N：0.008％～0.015％，Ti≤0.05％，V：0.02～0.2％，其余为铁及不可避免的杂质。该中国专利文献所公开的技术方案适合生产厚度小于5mm的钢板，但是不适合生产厚度达到5mm以上的中厚钢板。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板，该钢板具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率。另外，本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板还具备良好的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双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其微观组织的基体为铁素体或者铁素体+珠光体，基体中弥散分布着Ti4C2S2析出相及Ti(C、N)析出相；该双面搪瓷用热轧高强度中厚板的化学元素质量百分比含量为：C：0.02～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.3～1.5％，S：0.006～0.035％，Al：0.01～0.08％，N：0.006～0.015％，Ti：0.08～0.20％，Cu：0.02～0.10％，余量为铁和其他不可避免的杂质。本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中的各化学元素的设计原理为：碳(C)：首先碳元素是确保钢板强度的关键元素，随着碳含量的增加，钢板的强度会上升，但其塑性会下降。其次，碳可以与钛或氮生成化合物Ti(C、N)，其还可以与钛和硫生成化合物Ti(S、C)，这些析出相弥散分布在钢板的微观组织中，可以作为贮氢陷阱，避免麟爆现象的发生。通常从成本及工艺控制等方面综合考量，由于钢板中不会加入过量的钛来完全固定碳、氮和硫，因此在钢板中通常会有自由碳的存在，达到一定条件时会在钢板中形成珠光体组织，以起到强化作用。但是当碳含量过高时，钢板中会出现较多量的珠光体，珠光体过多不仅会损害钢的塑性，而且在钢板的搪瓷烧成过程中容易产生大量的气泡，成为针孔缺陷。因此，在本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中碳的含量应当限定为0.02～0.15％。硅(Si)：硅元素在钢板中起到固溶强化的作用，同时，硅还可以提高钢板的抗高温变形能力，提高钢板在高温搪瓷烧成过程中的抗软化能力。可当硅含量过高时，钢板的塑性变差，还有可能影响钢板与瓷釉之间的密着性能。鉴于此，本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中的硅含量限定为0.10～0.50％。锰(Mn)：锰元素的加入可以提高钢板的强度。锰元素的加入量决定着钢的强度级别。锰元素过高会严重降低钢的塑性，锰元素过低则会降低钢的强度。锰元素在钢板中还可以和铝、硅元素共同起到脱氧作用，锰的脱氧作用还可以促进钛的有效作用。故而，将本专利技术的钢板中的Mn含量应当控制在0.3～1.5％范围之间。硫(S)：在不添加钛的钢板中，硫通常与锰化合形成MnS，这是一种塑性优良的夹杂物，它会随着钢坯的变形而延展，并最终严重损害钢板的横向塑性和韧性，因此在不添加钛的钢板中硫含量应当尽可能地低。然而，在添加钛的情况下，硫优先与钛元素形成化合物Ti(S、C)，其具有一定的贮氢作用，以此来提高钢板的抗鳞爆性能。由此，本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中的硫元素应当被限定为0.006～0.035％。铝(Al)：铝为强脱氧元素。为了保证钢中的氧含量尽量地低，本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中的铝含量应当控制在0.01～0.08％之间。钛(Ti)和氮(N)：钛是形成强碳氮化物的元素，加入适量的钛有利于固定钢板中的氮，形成的氮化钛能够使得钢坯加热时的奥氏体晶粒不过分长大，细化原始奥氏体晶粒。此外，钛在钢板中还可以与碳、硫化合生成Ti(C、N)、TiS、Ti4C2S2等细小析出相，它们以第二相粒子形式存在，均可以作为贮氢陷阱，从而提高钢板的抗鳞爆性能。然而，一方面钛含量过高会增加生产成本，另一方面也会对钢板的力学性能产生不利影响。为此，本专利技术所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板中的钛元素含量应当限定为0.08～0.20％，氮元素含量则应当限定为0.006～0.015％。铜(Cu)：铜的微量添加有利于钢板的表面沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其特征在于，其微观组织的基体为铁素体或者铁素体+珠光体，所述基体中弥散分布着Ti4C2S2析出相及Ti(C、N)析出相；所述双面搪瓷用热轧高强度中厚板的化学元素质量百分比含量为：C：0.02～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.3～1.5％，S：0.006～0.035％，Al：0.01～0.08％，N：0.006～0.015％，Ti：0.08～0.20％，Cu：0.02～0.10％，余量为铁和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其特征在于，其微观组织的基体为铁素体，所述基体中弥散分布着Ti4C2S2析出相及Ti(C、N)析出相，Ti4C2S2析出相的直径为100～250nm，Ti(C、N)析出相的尺寸为10～30nm；所述双面搪瓷用热轧高强度中厚板的化学元素质量百分比含量为：C：0.02～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.3～1.5％，S：0.006～0.035％，Al：0.01～0.08％，N：0.006～0.015％，Ti：0.08～0.20％，Cu：0.02～0.10％，以及B：0.001～0.005％，V：0.03～0.1％，Nb：0.02～0.30％的至少其中之一，余量为铁和其他不可避免的杂质；其中，其化学元素还满足：0≤C-(Ti-3.43N-1.5S)/4≤0.1，1≤1.185N+5.25S+10.25Ti≤2.5。2.如权利要求1所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其特征在于，铁素体的晶粒直径为10～30μm。3.如权利要求1所述的双面搪瓷用热轧高强度中厚板，其特征在于，所述不可避免的杂质中的P≤0.02％，Cr≤0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双成，孙全社，梅冰，王俊凯，张志超，
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