一种高强度电梯钢板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电梯材料技术领域，尤其涉及一种高强度电梯钢板及其制备方法，所述钢板包含以下质量百分比的材料组分：8%‑12%的Ni、18.5%‑19%的Cr、0.03%‑0.05%的C、1.5%‑2%的Mn、0.01%‑0.02%的P、0.5%‑0.8%的Si、0.02%‑0.04%的Ti、0.03%‑0.06%的Al、0.0001%‑0.0002%的Pr及0.0001%‑0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质；所述钢板的厚度为0.8‑1.2mm。本发明专利技术得到的钢板力学性能优异，综合提高了钢板的屈服强度、抗拉强度和延伸率，具有良好的延展性、塑性和冲击韧性。

A kind of high strength elevator steel plate and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度电梯钢板及其制备方法
本专利技术涉及电梯材料
，尤其涉及一种高强度电梯钢板及其制备方法。
技术介绍
我国钢产量位居世界前列，钢材在化工、建筑、汽车等工业中被大量使用。近年，我国经济建设快速增长，为电梯行业带来了空前的机遇，目前箱体式电梯采用的金属钢板或钢化玻璃板都需要高强度的钢板，以保证人身安全，但是单纯提高钢板的强度容易引起钢板其它机械性能的改变，影响屈服强度、延伸率等指标，同时，现有技术生产钢板的工艺较复杂，生产成本较高。申请号为CN200810203707.7的专利提出一种“一种高强度18Cr-8Ni奥氏体不锈钢热轧中厚板及其制造方法”，通过限定钢板组织的成分，来控制结晶过程的组织均匀性，保证结晶的强度，但是采用的元素均为现有技术常用材料，控制强度有限，在韧性上不能很好的满足要求，容易导致钢板较脆。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的之一是提出一种高强度电梯钢板，通过合理搭配各个材料的配比得到综合力学性能优异的高强度电梯钢板。为达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种高强度电梯钢板，包含以下质量百分比的材料组分：8%-12%的Ni、18.5%-19%的Cr、0.03%-0.05%的C、1.5%-2%的Mn、0.01%-0.02%的P、0.5%-0.8%的Si、0.02%-0.04%的Ti、0.03%-0.06%的Al、0.0001%-0.0002%的Pr及0.0001%-0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质；所述钢板的厚度为0.8-1.2mm。铬是钢板的耐腐蚀材料，可以避免钢板生锈，镍作为合金元素，更使含有大量铬元素的钢板组织发生变化，进一步改善钢板的耐腐蚀性，并能稳定钢板的奥氏体结构，使钢板具有更好的强度和韧性。碳元素使决定钢板性能的主要元素，能提高钢板的强度，但是对其他力学性能并没有有利作用，少量增加钢板中的碳含量会使钢板中珠光体体量明显增大，屈服强度和抗拉强度随之增大，但是会降低钢板的延伸率，过量的碳还会使钢板焊接性能下降，在保证强度的前提下，本专利技术选择适当降低钢板中的碳含量；相比钢板中的其他元素，锰元素对钢板的力学性能影响最大，且锰对工艺条件的变化敏感性较小，本专利技术通过适当提高锰元素的含量来提高钢板的力学性能；磷对钢板延伸率和冲击韧性十分有害，高含量的磷还会使得钢板产生较强的磷偏析带，造成中部沿偏析带的催化，但是少量的磷磷对钢板的屈服强度和拉伸强度有显著的提升作用；1%含量以内的硅可以提高钢板的强度，且不影响钢板的塑性和韧性；铝元素是强脱氧剂，还能细化钢板的晶粒，有利于提升钢板的低温冲击韧性；钛元素能钢板中形成微细碳化物，适量的钛元素能细化晶粒和弥散强化，提高钢板强度和韧性的同时可以保持良好的塑形；稀土元素镨和钕在本专利技术中能发挥微合金化的作用，将条带状的非金属夹杂物变成更加细小和分散的球粒状，减少了有害夹杂的危害，增加钢板的抗氧化能力，并提高钢板的塑形、韧性及抗裂性，有效增加了钢板的强度。在搭配上，本专利技术合理控制锰、硅、磷的含量，这三者都是置换式固溶强化元素，它们除了自身能提升钢板的强度之外，能加速碳元素从过饱和固溶体中析出，改变钢板中渗碳体的形态，使得珠光体中的渗碳体颗粒弥散，大大提升钢板的强度；同时，本专利技术将钢板的厚度控制在0.8-1.2mm内，板厚对钢板的力学性能有最直接的影响，现有电梯钢板厚度较大，随着板厚的增加，钢板类晶粒尺寸增大，直接改变了钢板的屈服强度，同时，板厚过大，热轧总压量变小，易造成本专利技术钢板内奥氏体再结晶不完善，导致较为粗大的铁素体-珠光体再结晶，削弱钢板强度。进一步优选的，所述高强度电梯钢板包含以下质量百分比的材料组份：8%-12%的Ni、18.5%-19%的Cr、0.03%-0.04%的C、1.8%-2%的Mn、0.01%-0.015%的P、0.5%-0.6%的Si、0.02%-0.04%的Ti、0.03%-0.06%的Al、0.0001%的Pr及0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质，所述钢板的厚度为1±0.05mm。优选的，还可以添加质量百分比为0.1%-0.2%的Cu，铜元素的添加有利于提升钢板的焊接性能。本专利技术的另外一个目的是提出一种高强度电梯钢板的制备方法，相比于传统工艺，工艺简单，成本较低。为达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种高强度电梯钢板的制备方法：S1：将原料按比例加入高温炉冶炼，然后浇注成铸锭；S2：将铸锭加热至1200-1300℃保温1-2h，在1100-1150℃下进行一次热轧，然后在900-950℃下进行二次热轧，所述一次热轧的轧下量为50-60%，所述二次热轧的轧下量为20-25%；热轧完成后冷却至500±10℃，保温0.5-1h后水冷至常温得到热轧钢板；S3：将热轧钢板在900-1000℃下退火，持续1-3min，迅速水冷至常温，进行酸洗；S4：对酸洗后的钢板进行冷轧，控制变形量在10-20%，保温存放后，冷却至常温得到成品钢板。本专利技术通过冶炼、热压、退火再冷压的工艺制备钢板，在冶炼浇注成铸锭时，以锰元素促进钢板内形成奥氏体组织，硅元素和磷元素固溶于奥氏体中能够提高钢板的强度和硬度吗，而铝元素在铸锭中能抑制奥氏体向马氏体的转变，稳定钢板性能；通过两次热轧改善形成钢板的力学性能，热轧完成后，进行退火处理，稳定钢板内的晶型结构，将钢板软化，降低钢板的硬度，避免钢板出现脆硬，退火后迅速用水冷却，对钢板内的元素进行固溶处理，避免铬镍元素挥发析出和钢板走样，最后进行冷轧得到理想的厚度。进一步优选的，步骤S1浇注成铸锭后进行快速冷却，所述快速冷却的方法为：将浇注形成的铸锭，在结晶器自然冷却20-40min，然后将铸锭降入拉锭室，充入10-20KPa的惰性气体，气冷50-60min，然后抽去其中的惰性气体，继续充入10-20KPa的惰性气体，气冷60-80min，快速冷却完成。传统铸锭的冷却是一个漫长的过程，铸锭的冷却影响了钢材内部的组织构造，同时，如果铸锭冷却时间过长，会大大影响钢板的生产效率。本专利技术通过采用惰性气体对铸锭进行快速换热的方法达到快速冷却的目的，在拉锭室内充入10-20KPa的气体大大提高了铸锭的传热效率，而铸锭在本专利技术的快速冷却过程中，能得到更加细小均匀的宏观组织，枝晶组织发达，有利于后续钢板的压铸过程。进一步优选的，所述惰性气体为氩气，不与铸锭反应，同时有利于抑制热铸锭表面的氧化反应。进一步优选的，步骤S2所述热压完成后冷却的速度为10-20℃/s，缓慢冷却，有利于提升钢板的韧性。进一步优选的，步骤S3所述酸洗采用硫酸，酸洗的温度为75-85℃，在该温度下用硫酸酸洗，能在达到清除表面杂质目的的同时，避免产生酸洗气泡。进一步优选的，步骤S3所述退火时，采用真空炉进行退火，有利于改善钢板的表面质量。进一步优选的，步骤S4所述保温存放的温度为500±10℃，保温存放的时间为3-5h，稳定钢板内部的组织形态，得到稳定性和均一性好的钢板组织材料。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术得到的钢板力学性能优异，综合提高了钢板的屈服强度、抗拉强度和延伸率，具有良好的延展性、塑性和冲击韧性。（2）本专利技术采用的制备方法工艺简单，成本较低，工业可行性较高。具体实施方式本具体实施方法仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度电梯钢板，其特征在于，包含以下质量百分比的材料组分：8%‑12%的Ni、18.5%‑19%的Cr、0.03%‑0.05%的C、1.5%‑2%的Mn、0.01%‑0.02%的P、0.5%‑0.8%的Si、0.02%‑0.04%的Ti、0.03%‑0.06%的Al、0.0001%‑0.0002%的Pr及0.0001%‑0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质；所述钢板的厚度为0.8‑1.2mm。

【技术特征摘要】
1.一种高强度电梯钢板，其特征在于，包含以下质量百分比的材料组分：8%-12%的Ni、18.5%-19%的Cr、0.03%-0.05%的C、1.5%-2%的Mn、0.01%-0.02%的P、0.5%-0.8%的Si、0.02%-0.04%的Ti、0.03%-0.06%的Al、0.0001%-0.0002%的Pr及0.0001%-0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质；所述钢板的厚度为0.8-1.2mm。2.根据权利要求1所述的一种高强度电梯钢板，其特征在于，包含以下质量百分比的材料组份：8%-12%的Ni、18.5%-19%的Cr、0.03%-0.04%的C、1.8%-2%的Mn、0.01%-0.015%的P、0.5%-0.6%的Si、0.02%-0.04%的Ti、0.03%-0.06%的Al、0.0001%的Pr及0.0002%的Nd，余量为Fe和不可避免杂质，所述钢板的厚度为1±0.05mm。3.根据权利要求1所述的一种高强度电梯钢板，其特征在于：还可以添加质量百分比为0.1%-0.2%的Cu。4.一种如权利要求1所述高强度电梯钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将原料按比例加入高温炉冶炼，然后浇注成铸锭；S2：将铸锭加热至1200-1300℃保温1-2h，在1100-1150℃下进行一次热轧，然后在900-950℃下进行二次热轧，所述一次热轧的轧下量为50-60...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奕然，
申请(专利权)人：苏州默顿快速电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32