專利名稱：：一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及熱軋高強度鋼板，具體地說，本發(fā)明涉及一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板及其制造方法。
背景技術：
：搪瓷鋼板在國民生活中發(fā)揮著十分重要的作用，廣泛應用于輕工、家電、冶金、化工、建筑等行業(yè)，制作廚房用具、衛(wèi)生潔具、燒烤爐、熱水器內(nèi)膽、建筑飾面板、化學反應罐等。搪瓷鋼板的種類很多，按生產(chǎn)工藝分有熱軋板、冷軋板和覆層板等；按搪瓷工藝分有一次搪瓷和兩次搪瓷、單面搪瓷和雙面搪瓷、濕法搪瓷和靜電干粉搪瓷等；從強度上可分為如255MPa、330MPa等不同的強度級別。雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板因具有可實現(xiàn)致密型釉料雙面搪瓷，良好的抗鱗爆性、酸洗性、涂搪密著性、焊接性和搪瓷后鋼板強度高等特點，成為搪瓷鋼系列中的高端產(chǎn)品，市場前景廣闊、經(jīng)濟效益顯著。目前國外已申請了不少有關雙面搪瓷用高強度鋼板及其制造工藝的專利，如表1及表2所示。表l國外雙面搪瓷用高強度鋼板的化學成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>表2國外雙面搪瓷用高強度鋼板的制造工藝條件<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>H本專利特開昭60-22152公開的鋼板是依賴氮化鋁的析出來提高其抗鱗爆性；美國專利US5906690描述了一種鋼板，它是添加鈦或釩或鈮或鋯，添加量按Ti或VSN，或Nb或Z&6N，其中氮含量幼.008%，成品鋼板的強度為200~420MPa，該鋼板主要是依靠氮和釩來提高其強度及抗鱗爆性能，但它采取的是冷軋工藝，得到的是冷軋高強度搪瓷鋼板；日本專利特開昭56-51553、昭58-1013、昭60-100622、昭61-117246和昭62-151546公開的鋼板主要采取在低碳鋼中提高錳和鈦的含量來提高鋼板的強度和抗鱗爆性，并輔以稀土、硼或銅元素，其中錳主要起著強化作用，硼或稀土的化合物起著貯氫陷阱的作用，從而提高鋼的抗鱗爆性能，而鈦不僅能起到強化作用而且還能與碳、氮和硫結合形成化合物，這些化合物在鋼中也成為了良好的貯氫陷阱，因此這些鋼板成分中均添加了0.05~0.3%的鈦以在鋼中生成足量的氮化鈦和碳化鈦，又如中國專利公開公報CN1966753A公開了一種熱軋雙面搪瓷用鋼板，其中加入了0.080.20%的鈦元素以控制Ti/C比，從而保證搪瓷性能。由于鈦是貴重金屬，鈦加入量越多成本越高，而且鈦加入量高，氮化鈦的析出溫度提高，析出的顆粒也變得粗大，因此上述加入較多鈦的搪瓷鋼不僅成本高而且不利于提高鋼板的成形性和表面質(zhì)量。為了解決上述問題，本發(fā)明者通過在鋼中加入適量的釩、氮元素，控制熱軋工藝和冷卻速率，開發(fā)出了一種雙面搪瓷用熱軋鋼板。該鋼板具有高強度，且其抗鱗爆性能和密著性能良好。本發(fā)明的一個目的在于提供一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板。本發(fā)明的另一個目的在于提供所述雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個方面提供一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板，具有如下化學成分C:0.05~0.15wt%、Si^l.0wt%、Mn:0.5~2.0wt%、P幼.05wt0/。、S《0.05wt%、Al:0.01~0.10wt%、N:O.008~O.015wt%、Ti《0.05wt%、V:0.02~0.2wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。下面，對本發(fā)明的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的化學成分作用作詳細敘述。C:確保鋼板強度的關鍵元素，碳含量增加，強度上升，塑性下降。碳分別與釩、鈦生成第二相粒子以確保鋼板的成形性、焊接性以及涂搪性。當碳含量低于0.05，寸，鋼的強度降低，當碳含量高于O.15%時，不僅鋼的塑性降低，而且在搪瓷過程中會產(chǎn)生大量的氣泡損害搪瓷質(zhì)量，因此碳含量應控制在0.050.15wt%。Mn:主要在于提高鋼的強度，它在鋼中還和鋁一起共同起到脫氧的作用，但錳含量過高會嚴重降低鋼的塑性。V和N:由于在高溫下，釩氮鋼中的V(CN)的溶解度很大，這意味著它的溶解溫度可以持續(xù)到比較低的溫度，或者說在給定的溫度下可以溶解更多的V。在高溫再結晶軋制后，軋制變形增加了V(CN)的析出形核，使得V(CN)在軋制以后才大量地析出，也更加有利于形成細小彌散的V(CN)粒子，既保證了析出相對基體的沉淀強化效果，又降低了熱軋的軋制負荷，縮短了軋制時間，同時細小彌散的V(CN)粒子有利于提高鋼板的抗鱗爆作用。釩先后與氮、碳結合析出大量的VN和一定量的VC，這些第二相粒子起著析出強化的作用，而且是有效的貯氫陷阱，在搪瓷過程中可防止鱗爆的發(fā)生。VC與VN的固溶度相差很大，VN的固溶度積比VC大約低兩個數(shù)量級，因此VN優(yōu)于VC先期形成，因此加N可以有效地增強它們的沉淀強化效果。Ti:加入微量的鈦會產(chǎn)生一種細小彌散分布而且十分穩(wěn)定的TiN粒子，它既可以有效地防止高溫奧氏體晶粒粗化，又對保證鋼的強度、塑性、抗鱗爆性和焊接性十分有利。Al:強脫氧元素，為了保證鋼中的氧含量盡可能地低，鋁的含量應控制在0.010.10wt%。本發(fā)明的第二個方面提供一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，該方法包括冶煉、連鑄或模鑄、熱軋、冷卻，其中在熱軋過程中，將連鑄坯或初軋鋼坯于iioo130(TC加熱，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為800~1050°C;在冷卻過程中，采用分段冷卻至巻取溫度，巻取溫度為550~700。C。在一個優(yōu)選實施方式中冶煉采用轉(zhuǎn)爐吹煉。在另一個優(yōu)選實施方式中冶煉后的鋼水采用真空脫氣處理。在另一個優(yōu)選實施方式中模鑄后的鋼錠需經(jīng)初軋成鋼坯。在另一個優(yōu)選實施方式中分段冷卻釆用兩段水冷或多段水冷，水冷前后允許空冷。在一個更優(yōu)選的實施方式中水冷的冷卻速率《5(TC/S。本發(fā)明提供的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法中，對各主要步驟的工藝要求分析如下-轉(zhuǎn)爐吹煉和真空處理目的是確保鋼液的基本成分要求，去除鋼中的氫等有害氣體，并加入釩、鈦等必要的合金元素，進行合金元素的調(diào)整。連鑄或模鑄保證鑄坯內(nèi)部成分均勻和表面質(zhì)量良好，模鑄的鋼錠需軋制成鋼坯。熱軋、冷卻連鑄坯或鋼坯在1100130(TC的溫度下加熱，一方面獲得均勻的奧氏體化組織，另一方面使釩和鈦的化合物部分或全部溶解。通過高溫再結晶軋制和控制冷卻來控制釩和鈦的第二相粒子(VN、VC、V(CN)和TiN等)的數(shù)量和尺寸，確保釩和鈦在鋼中生成細小彌散的第二相粒子，從而提高鋼板的抗鱗爆性和密著性，同時細小彌散的第二相粒子的析出有利于強化基體，且通過控制冷卻速率，鋼中的鐵素體組織得到細化，若冷速過高，不利于釩和鈦的化合物充分析出，也容易形成貝氏體或馬氏體轉(zhuǎn)變。本發(fā)明的有益效果為釆用本發(fā)明成分設計和工藝控制方法制造的熱軋高強度鋼板，用于以雙面搪瓷工藝制造搪瓷制品，如化工反應罐、水處理罐等，具有較高的強度、良好的塑性、良好的抗鱗爆性、密著性和焊接性，且經(jīng)過83(TC以上燒結20min以后，鋼板仍然保持較高的強度，更好地滿足搪瓷制品的耐壓要求。具體實施例方式以下用實施例對本發(fā)明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發(fā)明最佳實施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實施例1按如下化學成分冶煉鋼水C:0.12wt%、Si:0.80wt%、Mn:1.2wt%、P:0.015wt%、S:0.035wt%、Al:0.039wt%、N:0.0150wt%、Ti:0,050wt%、V:0.020wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行連鑄，所得連鑄坯于115(TC加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為820°C。然后經(jīng)兩段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，前段水冷速率為45°C/s，后段水冷速率為25'C/s，巻取溫度為57(TC。實施例2按如下化學成分冶煉鋼水:C:0.05wt%、Si:0.10wt%、Mn:1.8wt%、P:0.011wt%、S:0.008wt%、AI:0.018wt%、N:0.0080wt%、Ti:0.015wt%、V:0.045wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行模鑄，模鑄后的鋼錠經(jīng)初軋成鋼坯，所得鋼坯于1280'C加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為105(TC。然后經(jīng)多段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，水冷速率為35'C/s，巻取溫度為70(TC。實施例3按如下化學成分冶煉鋼水C:0.09wt%、Si:0.29wt%、Mn:1.3wt%、P:0.011wt%、S:0.017wt%、Al:0.019wt%、N:0.0085wt%、Ti:0.020wt%、V:0.090wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行模鑄，模鑄后的鋼錠經(jīng)初軋成鋼坯，所得鋼坯于125(TC加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為100(TC。然后經(jīng)兩段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，前段水冷速率為41°C/s，后段水冷速率為20°C/s，巻取溫度為640"C。實施例4按如下化學成分冶煉鋼水C:0.08wt%、Si:0.35wt%、Mn:1.6wt%、P:0.008wt%、S:0.005wt%、Al:0.010wt%、N:0.0100wt%、Ti:0.018wt%、V:0.060wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行連鑄，所得連鑄坯于120(TC加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率>50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為92(TC。然后經(jīng)兩段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，前段水冷速率為35°C/s,后段水冷速率為20°C/s，巻取溫度為62(TC。實施例5按如下化學成分冶煉鋼水C:0.10wt%、Si:0.90wt%、Mn:1.0wt%、P:0.012wt%、S:0.004wt%、Al:0.100wt%、N:0.0120wt%、Ti:0.016wt%、V:0.100wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行連鑄，所得連鑄坯于1200'C加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%,終軋溫度為87(TC。然后經(jīng)多段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，水冷速率為4(TC/s，巻取溫度為600°C。實施例6按如下化學成分冶煉鋼水C:0.05wt%、Si:0.05wt%、Mn:2.0wt%、P:0.009wt%、S:0.015wt%、Al:0.023wt%、N:0.0150wt%、Ti:0.016wt%、V:0.200wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行連鑄，所得連鑄坯于122(TC加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為95(TC。然后經(jīng)多段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，水冷速率為48'C/s，巻取溫度為580°C。實施例7按如下化學成分冶煉鋼水C:0.15wt%、Si:0.60wt%、Mn:0.5wt%、P:0.045wt%、S:0.008wt%、Al:0.080wt%、N:0.0100wt%、Ti:0.040wt%、V:0.130wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將按上述配比轉(zhuǎn)爐吹煉完成的鋼水經(jīng)真空脫氣處理后進行連鑄，所得連鑄坯于IIO(TC加熱后，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為80(TC。然后經(jīng)兩段水冷至巻取溫度，水冷前后為空冷，前段水冷速率為35°C/s，后段水冷速率為25°C/s，巻取溫度為550'C。試驗例對本發(fā)明實施例1-7的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板進行力學性能測試，測試結果見表3，再將上述鋼板經(jīng)過雙面施釉和83(TC燒結試驗，試驗結果見表3。表3本發(fā)明實施例1-7的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表3可見，釆用本發(fā)明成分設計和工藝制成的鋼板延伸率大于30%，具有較高的屈服強度和抗拉強度。經(jīng)雙面搪瓷后，沒有發(fā)生鱗爆現(xiàn)象，鋼板和瓷釉的密著性優(yōu)良，完全滿足制造搪瓷制品如化工反應罐、水處理罐等的成形、焊接、搪瓷等加工要求，且制品具有較高的耐壓能力。權利要求1、一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板，其特征在于，具有如下化學成分C0.05～0.15wt％、Si≤1.0wt％、Mn0.5～2.0wt％、P≤0.05wt％、S≤0.05wt％、Al0.01～0.10wt％、N0.008～0.015wt％、Ti≤0.05wt％、V0.02～0.2wt％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2、權利要求1所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，包括冶煉、連鑄或模鑄、熱軋、冷卻，其特征在于，在熱軋過程中，將連鑄坯或初軋鋼坯于11001300'C加熱，在奧氏體再結晶溫度范圍內(nèi)經(jīng)多道次軋制，總壓下率》50%，然后在奧氏體再結晶區(qū)或未再結晶區(qū)溫度范圍內(nèi)經(jīng)一道或多道次軋制，總壓下率》50%，終軋溫度為800105(TC;在冷卻過程中，釆用分段冷卻至巻取溫度，巻取溫度為55070(TC。3、根據(jù)權利要求2所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，其中所述冶煉采用轉(zhuǎn)爐吹煉。4、根據(jù)權利要求2或3所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，其特征在于，冶煉后的鋼水采用真空脫氣處理。5、根據(jù)權利要求2所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，其特征在于，模鑄后的鋼錠需經(jīng)初軋成鋼坯。6、根據(jù)權利要求2所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，其中所述分段冷卻采用兩段水冷或多段水冷，水冷前后允許空冷。7、根據(jù)權利要求6所述的雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的制造方法，其中所述水冷的冷卻速率《50'C/s。全文摘要本發(fā)明提供了一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板及其制造方法。所述雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板的化學成分包含C0.05～0.15wt％、Si≤1.0wt％、Mn0.5～2.0wt％、P≤0.05wt％、S≤0.05wt％、Al0.01～0.10wt％、N0.008～0.015wt％、Ti≤0.05wt％、V0.02～0.2wt％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。通過控制熱軋工藝和冷卻速率，確保釩和鈦在鋼中生成細小彌散的第二相粒子，從而提高鋼板的強度、抗鱗爆性和密著性，且經(jīng)搪燒后制品仍保持較高的強度，能更好地滿足各種搪瓷制品的耐壓要求，可用于以雙面搪瓷工藝制造化工反應罐、水處理罐等。文檔編號C22C38/12GK101353758SQ200710093979公開日2009年1月28日申請日期2007年7月23日優(yōu)先權日2007年7月23日發(fā)明者孫全社申請人:寶山鋼鐵股份有限公司