一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其包括基板和单面轧制复合于基板表面的不锈钢复层；所述基板的化学元素质量百分比为：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.20％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.02～0.06％、Ti：0.02～0.06％、Nb：0.005～0.020％，N：0.003～0.008％，余量为铁和其他不可避免的杂质。此外，本发明专利技术还公开了一种上述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的制造方法，包括步骤：(1)获得基板和复层；(2)组坯；(3)将复合坯加热；(4)复合轧制；(5)轧后快速冷却(6)卷取。该高强耐蚀用单面不锈钢复合板具有高强度、良好的塑性及耐蚀性，综合使用性能较好。

A Single-sided Stainless Steel Composite Plate for High Strength and Corrosion Resistance and Its Manufacturing Method

The invention discloses a single-sided stainless steel composite plate for high strength and corrosion resistance, which comprises a substrate and a stainless steel cladding rolled on the surface of the substrate; the chemical element mass percentage of the substrate is C:0.02-0.10%, 0

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板及其制造方法
本专利技术涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种复合板及其制造方法。
技术介绍
不锈钢复合板是将基层与复层在特定工艺技术条件下进行冶金结合，使之成为具有特殊复合性能的整体新材料。不锈钢复合板可替代不锈钢充分发挥其耐腐蚀、耐热、耐氢、耐磨、光亮等性能，同时又能兼具碳钢的强度、加工性、焊接性等特殊性能，在某些领域已成为不可替代的材料。通常复合钢板的工艺是指固-固复合的爆炸复合、轧制复合、爆炸-轧制复合法、扩散焊接法，液-固复合的铸造复合法、钎焊法、堆焊复合法、液-固相轧制复合法、反向凝固复合法等。相对其它方法而言，轧制复合可以实现更好的复合质量、更多的品种、更大的规格，理论上轧制复合法更易于实现大规模工业化生产。实际上自上世纪30年代开始，轧制复合技术就在不断的开发实践中。由于材料、设计、工艺技术发展的限制，国内大生产复合钢板主要还是以爆炸复合工艺为主。近年来，由于我国整体轧制装备水平的提升、技术研究的深入，采用轧制复合技术成功地进行了大厚度钢板、不锈钢与碳钢异质复合板等产品的生产。尤其是不锈钢复合卷板产品的生产开发，该类产品技术在国外鲜有报道，也未见有实际产品出现，而国内相关产品技术研究及产品生产已然迈进国际首创领域。在现有技术中的不锈钢复合板，有些存在由于生产工艺的不当而导致不锈钢复层有明显的碳化物析出，复层耐晶间腐蚀性能不足；而另一些则为了保证复层的耐蚀性，采用高温终轧等工艺导致材料出现屈服强度偏低的情况。同时，现有技术中，对于单面复合卷板的生产，目前较为常见的生产方法是利用对称组坯的方式进行，即将上下两块焊接好的单面不锈钢复合坯，通过对不锈钢复层喷涂分离剂，再叠加焊接，完成轧制、切边及分离。该方法生产工序复杂，且生产成本高、生产效率低、成材率也低，生产出的产品在市场上不具有充分的竞争力。现有技术有涉及到一种热连轧机组生产单面不锈钢复合板的制造方法，但该工艺主要针对基材为Q195的低碳钢种，其生产的复合材料屈服强度低于300MPa。基于此，期望获得一种单面不锈钢复合板，其采用单面复合轧制技术制得，该不锈钢复合板具有较高的强度、良好的塑性及耐蚀性，从而拓展不锈钢复合板应用领域，并且节省原材料合金资源，降低使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板，该不锈钢复合板通过合理设计复合板基层的各化学元素，使得所获得的不锈钢复合板强度高、耐蚀性强，适合应用于如建筑、管道、储罐、环卫车辆等领域。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其包括基板和单面轧制复合于基板表面的不锈钢复层；所述基板的化学元素质量百分比为：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.20％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.02～0.06％、Ti：0.02～0.06％、Nb：0.005～0.020％，N：0.003～0.008％，余量为铁和其他不可避免的杂质。在本专利技术所述的技术方案中，所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板包括基板和不锈钢复层，其中，不锈钢复层可采用现有技术中的满足国家或国际标准的不锈钢，其成分不做特殊限定。而本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板中基板的各化学元素设计原理如下所述：C：碳是确保钢板强度的关键元素之一。碳含量的提高能使钢的强度和硬度上升，塑性韧性下降。然而，在轧制所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的生产过程中既要考虑碳对基板性能的影响，又要考虑轧制复合时碳向不锈钢复层的扩散迁移所产生的影响。而对于需要良好耐蚀性的不锈钢复层而言，其自身碳含量较低，一般其质量百分比低于0.07％，所以基板的碳含量不宜太高。基于此，在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板中碳的质量百分比限定在0.02-0.10％，从而尽量减少碳对不锈钢复层耐蚀性的影响，同时也保证了基板的力学性能和焊接性能。Si：钢中添加硅能提高钢质纯净度和脱氧。此外，硅在钢中起固溶强化作用，但质量百分比过高的硅不利于焊接性能。此外，考虑到不锈钢复层内也具有一定量的硅，因而，在本专利技术所述的技术方案中，对硅的质量百分比限定在0＜Si≤0.20％，从而使得在该质量百分比范围内的硅不会对不锈钢复层耐蚀性有任何影响，且使得基板具备良好的焊接性能。Mn：在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板中加入锰的目的主要在于提高钢的强度，锰的加入量主要取决于钢的强度级别。但锰的质量百分比过高会降低钢的塑性。此外，锰在钢中还和铝一起起到脱氧的作用，并且锰的脱氧可促进钛的有效作用。因而，在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板中控制锰的质量百分比限定在0.2～1.0％。Al：在本专利技术所述的技术方案中，Al为强脱氧元素。此外，脱氧后多余的铝和钢中的氮元素能形成AlN析出物，有利于细化钢的奥氏体晶粒度，提高钢强度。为了保证钢中的氧含量尽量地低，本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板中对铝的质量百分比控制在0.02～0.06％。Ti：钛是强碳化物形成元素，钢中加入适量的钛有利于固定钢中的氮，形成的TiN能使复合板在板坯加热时基层奥氏体晶粒不过分长大，有利于细化原始奥氏体晶粒度。钛在钢中还可分别与碳和硫化合生成TiC、TiS、Ti4C2S2等，其以夹杂物和第二相粒子的形式存在。钛的上述碳氮化物析出对防止高温区轧制晶粒长大及焊接时阻止热影响区晶粒长大有明显作用。因此，在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板中对钛的质量百分比控制在0.02～0.06％。Nb：铌是强碳化物形成元素，基板中加入少量的铌主要是为了提高再结晶温度，配合生产工艺中的较高的终轧温度，使得基板在再结晶轧制结束后晶粒不能迅速长大，有利于基板的力学性能。因而，在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板中对铌的质量百分比控制在0.005～0.020％。N：氮主要与钛、铝生成第二相粒子，细化晶粒，提高强度。当N的质量百分比低于0.003％，则TiN或AlN析出物太少，达不到细化晶粒的要求。然而，当N的质量百分比过高时，则生成的TiN量太大且颗粒过于粗大，会影响本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板的基板的塑性。因此，基板对氮的质量百分比控制在0.003～0.008％。磷是钢中的有害元素，严重损害钢板的塑性和韧性。硫在钢中则与锰等元素化合形成塑性夹杂物硫化锰，尤其对钢的横向塑性和韧性不利，因此，对于本专利技术的技术方案而言，磷和硫均是不可避免的杂质元素，其质量百分比应该越低越好，考虑到钢厂实际的炼钢水平，因此，在本专利技术所述的技术方案中控制P、S的质量百分比在P≤0.02％、S≤0.015％。需要说明的是，在本专利技术所述的技术方案中，在基板与不锈钢复层复合界面在厚度方向上由于基板与不锈钢复层的元素含量的不同，因而导致含量较高的元素向含量较低的一侧扩散运动，因而，形成深入两侧各约0-50μm范围内的过渡层，过渡层各元素的平均成分介于此元素在相应的基层成分和复层成分中间，呈梯度过渡。例如：处于不锈钢复层侧的质量百分比较高的合金元素例如Cr、Ni向基层侧扩散，而基板内的质量百分比较高的碳元素向复层侧扩散，过渡层内的C、Cr、Ni元素的平均成分介于不锈钢复层和基板中间。进一步地，在本专利技术所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板中，所述不锈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其包括基板和单面轧制复合于基板表面的不锈钢复层；其特征在于，所述基板的化学元素质量百分比为：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.20％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.02～0.06％、Ti：0.02～0.06％、Nb：0.005～0.020％，N：0.003～0.008％，余量为铁和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其包括基板和单面轧制复合于基板表面的不锈钢复层；其特征在于，所述基板的化学元素质量百分比为：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.20％，Mn：0.2～1.0％，Al：0.02～0.06％、Ti：0.02～0.06％、Nb：0.005～0.020％，N：0.003～0.008％，余量为铁和其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其特征在于，所述不锈钢复层为奥氏体不锈钢。3.如权利要求1所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其特征在于，所述奥氏体不锈钢为Cr-Ni系不锈钢或Cr-Ni-Mo系不锈钢。4.如权利要求1所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其特征在于，所述不锈钢复层的厚度为0.3-2mm。5.如权利要求1所述的高强耐蚀用单面不锈钢复合板，其特征在于，所述基板的微观组织为铁素体+珠光体，其中珠光体的相比例≤30％。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治宇，焦四海，宋红梅，张华伟，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