高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢及其制造方法技术

技术编号:24882566 阅读:112 留言:0更新日期:2020-07-14 18:09
本发明专利技术公开了一种高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢及其制造方法,各组分含量为,C:0.04‑0.06%,Si≤0.06%,Mn:1.0‑1.3%,Ti:0.10‑0.22%,Nb:0.015‑0.03%,Cu:0.2‑0.3%,Ni:0.08‑0.15%,P≤0.02%,S≤0.003%,Als:0.012‑0.04%,N≤50ppm,Ti/C:2.6‑4.5,H≤1.5PPm。其余为Fe和不可避免的杂质。按本方法生产的钢板具有较高的强度和优异的韧性。钢板搪玻璃性能优异,搪烧过程的抗蠕变性能好,与玻璃釉可充分密着,鳞爆发生率趋近零。

【技术实现步骤摘要】
高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢及其制造方法
本专利技术属于金属材料制造领域,具体涉及一种高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢及其制造方法,尤其涉及一种厚度规格10-40mm的高Ti、工艺性能优异的搪玻璃用钢。
技术介绍
由于需要严格控制材料中有害元素,化工领域用反应釜设备基本上采用搪玻璃结构,即在与反应介质接触的表面搪烧一定厚度的玻璃层,以隔离介质和金属基材的接触。普通钢难以作为搪玻璃用钢,主要原因是普通钢搪烧过程中容易产生碳爆和鳞爆;碳爆是指搪烧过程中(温度780-920℃)钢板中的碳与玻璃釉料中的水、氧等在高温下发生化学反应生产CO等气体,导致搪玻璃层出现气泡;鳞爆则是指钢板酸洗和搪烧过程中进入钢中过饱和的氢,在钢板冷却到室温后溢出的氢,在钢板和玻璃釉界面聚集形成H2,达到一定临界值后产生玻璃釉鳞爆缺陷。因此,搪玻璃性能优良的搪玻璃钢除要控制一定量的碳外,也要求具有足够的储氢能力。钢中晶界、位错、夹杂物和析出物都是良好氢陷阱,均有利于提高抗鳞爆性能。但是,在搪玻璃反应釜搪烧过程中,材料经历重新奥氏体化过程,原晶界、位错等缺陷在高温搪烧过程中容易消失,单纯靠其不能满足抗鳞爆目标。而夹杂物不但会损害钢的力学性能,也会诱发表面缺陷;同时,由于夹杂物与钢材易于形成大尺度自由界面,导致服役过程产生氢致裂纹,对结构服役的安全性造成影响。基于此,通常选择添加Ti、Zr等微合金元素,通过其析出形成的碳氮化物作为氢陷阱,以获得理想的抗鳞爆性能。目前,搪玻璃用钢仍面临着搪玻璃性能和搪后强韧性不能兼顾、高温搪烧形状稳定性不好等问题。另外,随着搪玻璃化工设备大型化及低温环境下反应的使用需求,还要求搪玻璃钢具有优良的低温冷成型性能及低温韧性,同时期望搪玻璃钢板具有易于生产、结合层耐涨压疲劳性好等特点。专利公开号为CN105331883A的现有技术中,公开了一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法,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;其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%;其还至少含有B(0.001~0.005%)、V(0.02~0.10%)、Nb(0.01~0.30%)一种元素。双面搪瓷用热轧高强度中厚板的强度较高,当钢板厚度为5~30mm的情况下,其屈服强度(Rp0.2或Rel)可达到345~545MPa,抗拉强度(Rm)可达到400~600MPa,延伸率≥26%。该专利采用增加S、N元素方式控制析出物,已不属于洁净钢范畴,精确控制较高的S、N含量也存在一定难度;同时,该专利还要求B、V及Nb中一种,微合金元素添加较多,且种类繁多。铜元素不仅会增加生产成本,而且会使得钢板的耐酸性能增强,不利于钢板在搪瓷前酸洗处理时获得良好的粗糙表面,从而影响钢板的涂搪密着性能。另外,添加Cu元素,适当添加一定量Ni也成为必须。当钢板中的珠光体组织过多时,不仅会损害钢板的塑性,而且会在搪瓷烧成过程中会产生大量的气泡或针孔缺陷,从而严重影响钢板的搪瓷表面质量。专利公开号为CN102796955B的现有技术中,公开了搪玻璃钢用热轧中厚板及其制造方法,采用C:0.10-0.20%,Mn:0.50-1.50%,P:≤0.03%,S:≤0.03%,Al:0.01-0.05%,N:0.008%,Ti:0.005-0.03%,V:≤0.10%,采用TMCP及轧后750℃-780℃保温脱碳退火工艺,生产厚度方向具备碳浓度梯度的5-20mm热轧搪瓷钢,其轧态屈服强度级别≥235Mpa、A5≥30%,0℃Akv>100J;搪瓷后,屈服强度级别≥235Mpa、A5≥30%,-40℃Akv≥100J。强度级别低,且额外增加退火工序;另外,其C含量偏高,对材料的强韧性不利。为增加抗碳爆能力,采用退火工艺对表面进行脱碳处理,成分及工艺设计具有一定局限性。专利公开号为CN109385581A的现有技术中,公开了一种具有优异的双面涂搪性能及搪后高强度性能的热轧钢板及其制造方法,其成分重量百分比为:C:0.13~0.20%,Si:0.15~0.50%,Mn:1.0~2.3%,P:≤0.03%,S:0.01~0.03%,Al:0.006~0.08%,N:≤0.006%,Cr:0.03~0.10%,Ti:0.15~0.25%,Nb:0.02~0.12%,Cu:0.02~0.10%。通过优化控轧及冷却工艺,所获得的钢板具备良好的双面涂搪性能及优良的抗鳞爆性能,且经780~920℃温度区间内共两次高温搪烧处理后,钢板仍有400MPa以上的屈服强度。卷取温度为580~640℃,厚度为5~13mm。该专利仅适合卷板,厚度规格局限于13mm及以下。较高的C含量,对搪烧过程不利,极易导致搪玻璃层出现气泡。另外,该专利Mn范围要求较宽且含量较高,另外加入微量的Cr和Cu,Mn的偏析,未加入Ni导致的Cu的热裂,对钢坯及钢板板质量的影响,均无法预估和控制。公开号为CN108950423A的现有技术中,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%。微观组织为粒状贝氏体,卷取温度为550~680℃。Si、Mn、Cr元素都可以降低临界冷却速度,提高钢的淬透性,而通过上述关系式将Si、Mn、Cr的质量百分比进行进一步限定,从而保证钢板高温搪烧后,在空冷速度下就能够发生贝氏体相变的重要条件。该专利也仅适合卷板生产;成分设计复杂,采用较低的Ti含量,但复合加入较多的合金元素Mn、Cr、Cu、Mo及微合金元素Nb、V,合金成本高;其轧态微观组织为空冷贝氏体,尽管正火后的性能(搪烧)强度偏高,偏析带如何控制,韧性如何保证,是否有应用价值,能否具备批量工业生产,均值得商榷。搪瓷钢板具有众多优点,对环境的适应性比较强,因而在地下空间的立面装饰上有着极其广泛的应用。在发达国家中,高端物业写字楼的建筑外墙装饰基本都是采用搪瓷钢板,但目前国内对其的关注度还不够,深入了解还需要一定的过程。随着城市化进程的不断推进,搪瓷钢板必将凭借其特性发挥更大的作用。搪瓷制品目标市场现在已经由传统的生活日用品行业延伸到建筑装饰,工业保护和城市公共服务设施等多个领域。这对搪瓷钢板的产量和质量都有了新的要求,尽管国内搪瓷钢板行业已经初具规模,但无论是在产量上或者是质量上都迫切需要很大地提高。本专利技术的钢板具有优异的搪玻璃性能和强度等级,且具有优良的冷加工成型性能和低温韧性,可满足大型搪玻璃构件,特别是要求低温加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢,其特征在于:包括如下质量百分比的各组分: C:0.040-0.060%,Si≤0.06%,Mn:1.0-1.3%,Ti:0.10-0.22%,Nb:0.015-0.03%,Cu:0.2-0.3%,Ni:0.08-0.15%,P≤0.02%,S≤0.003%,Als:0.012-0.04%,N≤70ppm,Ti/C:2.6-4.5,H≤1.5PPm,其余为Fe和不可避免的杂质;上述成分的钢,所用连铸坯厚度130-450mm;所轧钢板厚度10-40mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种高韧性厚规格搪玻璃性好的高Ti低合金钢,其特征在于:包括如下质量百分比的各组分:C:0.040-0.060%,Si≤0.06%,Mn:1.0-1.3%,Ti:0.10-0.22%,Nb:0.015-0.03%,Cu:0.2-0.3%,Ni:0.08-0.15%,P≤0.02%,S≤0.003%,Als:0.012-0.04%,N≤70ppm,Ti/C:2.6-4.5,H≤1.5PPm,其余为Fe和不可避免的杂质;上述成分的钢,所用连铸坯厚度130-450mm;所轧钢板厚度10-40mm。


2.根据权利要求1所述的低合金钢,其特征在于:所述Si≤0.045%;Ti:0.14-0.22%;Ti/C:2.8-4.5;Cu/Ni≤2.8。


3.一种如权利要求1或2所述的低合金钢的制造方法,包括转炉冶炼、炉外精炼、连铸和轧制过程,其特征在于:在连铸过程中,结晶器保护渣包括如下质量份数的各组分:碳≤10%、30%≤CaO≤36%、12%≤Al2O3≤18%、2%≤Ti02≤5%、Si02≤6%、(MnO+Na02)≤5%,其余为BaO和F,且碱度≥8。


4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:在轧制过程中,采用宽厚板轧机生产,所述轧制过程包...

【专利技术属性】
技术研发人员:曲之国宋欣王东明杨海峰于浩李延刚张友建王川梁健
申请(专利权)人:五矿营口中板有限责任公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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