一種具有優(yōu)良綜合性能的冷軋雙面不銹鋼復(fù)合板及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不銹鋼復(fù)合板，具體涉及一種具有優(yōu)良綜合性能的冷乳雙面不銹鋼復(fù) 合板及制造方法，尤其涉及一種具有優(yōu)良綜合性能的經(jīng)濟(jì)型雙面冷乳不銹鋼復(fù)合板及制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 不銹鋼復(fù)合鋼板是一種以碳鋼或不銹鋼為基體、單面或雙面整體連續(xù)地包覆不銹 鋼的兩種金屬高效節(jié)能材料。它充分發(fā)揮兩種材料特性優(yōu)勢，既具有不銹鋼的耐腐蝕、耐磨 性和裝飾性；又具有碳鋼良好的力學(xué)及成形性能，因而它是一種多功能材料，既是不銹鋼的 替代品，又是不銹鋼的延伸品。同時(shí)它可節(jié)約鎳鉻等貴金屬，降低成本。
[0003] 目前，許多民用領(lǐng)域開始嘗試采用冷乳不銹鋼復(fù)合板取代原有的純304不銹鋼冷 乳板，以達(dá)到原有材料使用功能的基礎(chǔ)上降低原材料成本。比較典型的是電梯行業(yè)所使用 的冷乳不銹鋼復(fù)合板，該行業(yè)初期多嘗試采用雙金屬高分子機(jī)械加工膠粘復(fù)合或常規(guī)碳鋼 如Q235B、08A1與304不銹鋼爆炸乳制復(fù)合的冷乳復(fù)合板。膠粘復(fù)合板主要采用膠粘劑將 不同的金屬材料粘結(jié)在一起，是一種機(jī)械復(fù)合的方式，存在結(jié)合界面強(qiáng)度低、成形易分層、 不能焊接受熱、使用長時(shí)間后膠粘劑易老化導(dǎo)致復(fù)合板界面開裂等各種問題。
[0004] 為解決上述使用風(fēng)險(xiǎn)，采用乳制或爆炸乳制等冶金復(fù)合方法生產(chǎn)的冷乳不銹鋼復(fù) 合板是一種可行的方法。但這種冶金結(jié)合界面的不銹鋼復(fù)合板，冷乳后一般需進(jìn)行類似純 不銹鋼的連續(xù)固溶酸洗處理，這種后續(xù)處理，一方面軟化材料，均勻化組織，使得冷乳不銹 鋼復(fù)合板具有良好的力學(xué)性能，另一方面使得不銹鋼覆層具有較好的表面及耐蝕性。然而， 碳鋼的再結(jié)晶退火工藝與不銹鋼的固溶熱處理工藝相差較大，如常規(guī)冷乳普碳鋼的退火溫 度在700°C左右，而304不銹鋼的固溶溫度在1050°C左右。
[0005] 如按照碳鋼退火工藝制度對冷乳不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行熱處理，304不銹鋼會發(fā)生晶 間碳化物析出，影響材料的耐腐蝕性能；如按照304不銹鋼固溶熱處理工藝進(jìn)行熱處理，復(fù) 合板基板碳鋼組織及力學(xué)性能會明顯惡化。且對于板形要求較高的冷乳產(chǎn)品，必須通過平 整的工序?qū)崿F(xiàn)，而Q235B、08A1等碳鋼與304不銹鋼復(fù)合的冷乳板平整后極易產(chǎn)生表面屈服 花紋缺陷或平整過量導(dǎo)致延伸性能不足。
[0006] 對此，一些制造要求較高的面板及成形使用領(lǐng)域，冷乳不銹鋼復(fù)合板綜合性能要 求可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：（1)板形、表面良好，不銹鋼復(fù)層厚度及基層材料組織均勻；（2) 良好的成形性能，延伸率45%以上，板材90°折彎后變形處無開裂及桔皮缺陷；（3)表面具 有固溶態(tài)304奧氏體不銹鋼的同等耐蝕性；(4)具有良好的焊接性，焊后無分層。要實(shí)現(xiàn)上 述綜合目的，必須尋求合適的基層、復(fù)層材料設(shè)計(jì)及制造方法。
[0007] 日本專利JP1987110879(A)公開了一種滾壓成形用冷乳不銹鋼復(fù)合薄板，該復(fù)合 薄板通過限定碳鋼基材C、A1、N三種化學(xué)成分的重量百分比C:0. 03~0. 08%，A1 :0. 015~ 0. 04%，N:0. 008~0. 012%及最終熱處理溫度920~960°C來保證材料具有良好的滾壓成 形性，即滾壓成形后無"小型波紋"缺陷。但得到的1.Omm厚度冷乳304L不銹鋼復(fù)合板延 伸率只有30%，且根據(jù)其性能描述，平整后容易產(chǎn)生表面花紋缺陷，較難滿足上述提到的表 面性能及成形性能等要求。
[0008] 中國專利CN104309200A公開了一種雙面不銹鋼復(fù)合板及其生產(chǎn)方法，該復(fù)合板 采用Q195~Q235普碳鋼作為基材，SUS304~SUS316奧氏體不銹鋼作為面材，通過熱熔 的方式將不銹鋼澆覆在普碳鋼基材上下表面，待冷卻后通過連續(xù)冷乳生產(chǎn)加工的方式生產(chǎn) 出界面為原子間結(jié)合的不銹鋼復(fù)合板。該發(fā)明方法主要采用固液結(jié)合的復(fù)合方式，界面結(jié) 合力較強(qiáng)，成形及焊接后不易分層，但該方法得到的冷乳不銹鋼復(fù)合板復(fù)層厚度均勻性控 制較難，同時(shí)，由于碳鋼基材中碳含量較高，缺少穩(wěn)定化元素，界面結(jié)合處碳鋼一側(cè)會存在 明顯脫碳層，碳鋼基材組織不均勻，平整后容易產(chǎn)生表面缺陷。另外，以Q195~Q235普碳 鋼作為基材的不銹鋼復(fù)合薄板也很難達(dá)到延伸率45%的技術(shù)要求。
[0009] 綜上所述，目前還沒有一種能滿足上述用戶需求的經(jīng)濟(jì)型冷乳不銹鋼復(fù)合卷板。 因此，開發(fā)一種具有優(yōu)良綜合性能的經(jīng)濟(jì)型冷乳不銹鋼復(fù)合板顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良綜合性能的冷乳雙面不銹鋼復(fù)合板及制造 方法，該復(fù)合板表面質(zhì)量良好，碳鋼基材組織均勻，室溫延伸率達(dá)45 %以上，耐腐蝕性能優(yōu) 良，材料性能穩(wěn)定，既具有純不銹鋼的使用性能，又能大幅度降低成本，可作為304不銹鋼 的替代品，廣泛應(yīng)用于裝飾面板及成形要求較高的領(lǐng)域。
[0011] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0012] -種具有優(yōu)良綜合性能的冷乳雙面不銹鋼復(fù)合板，其包括基板與復(fù)板，基板上下 表面整體連續(xù)地包覆著復(fù)板，基板與復(fù)板通過原子擴(kuò)散冶金結(jié)合的方式形成冷乳雙面不銹 鋼復(fù)合板；其中，
[0013] 所述基板的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C:0. 0005~0. 004% ;Si彡0. 10%;Mn: 0· 05 ~0· 30%;A1 :0· 025 ~0· 055%;N:0· 0005 ~0· 005%;Ti:0· 01 ~0· 08%;Nb:0· 001 ~ 0. 05%;P:0. 007~0. 015%;S:0. 001~0. 010%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0014] 所述復(fù)板的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C彡0. 06% ;Si彡0. 75% ;Mn彡2. 0%;Cr: 17. 5 ~19. 5%;Ni:8· 0 ~12. 0%;N彡 0· 10%;P彡 0· 045%;S彡 0· 030%，余量為鐵和不 可避免的雜質(zhì)。
[0015] 進(jìn)一步，所述基板上下表面包覆的復(fù)板總厚占復(fù)合板全厚的10~30%，基板上下 表面的復(fù)板厚度對稱或不對稱。
[0016] 所述冷乳雙面不銹鋼復(fù)合板的室溫延伸率多45%。
[0017] 本發(fā)明所述基板為超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，該碳鋼基材成分限定理由如下：
[0018] C:碳鋼中，當(dāng)C含量較低時(shí)，低碳鋼屈服強(qiáng)度會出現(xiàn)明顯下降，難以保證用戶對強(qiáng) 度的要求。當(dāng)C含量較高，與不銹鋼復(fù)合時(shí)，在復(fù)合界面處容易產(chǎn)生脫碳層，形成異常過渡 組織，同時(shí)碳鋼基材容易產(chǎn)生屈服點(diǎn)延伸，影響不銹鋼復(fù)合板性能及表面質(zhì)量。因此，本發(fā) 明設(shè)計(jì)碳含量為0. 0005~0. 004%。
[0019] N:N與C的作用相似，本發(fā)明鋼中設(shè)計(jì)N含量為0· 0005~0· 005%。
[0020] A1 :A1是固定鋼中N并使之穩(wěn)定化的重要成分，將A1含量控制在0. 025%以上對 促進(jìn)低碳鋼力學(xué)性能穩(wěn)定及對冷乳不銹鋼復(fù)合板表面質(zhì)量改善有明顯作用。但A1含量超 過0. 055%時(shí)，材料成本增加，而且增加碳鋼基板原始連鑄坯制造階段的斷裂風(fēng)險(xiǎn)。因此，本 發(fā)明基材中控制A1含量為0. 025~0. 055%。
[0021] Ti、Nb:Ti、Nb是間隙碳原子的有效固定元素，減少碳鋼基材中固溶的碳含量，對 改善冷加工過程中冷乳不銹鋼復(fù)合板的表面質(zhì)量有明顯作用。將Ti含量固定在0. 01 %以 上、Nb含量固定在0. 001%以上，就對降低0. 0005%碳含量的碳鋼中的固溶碳起到了比較 好的改善作用?？紤]到碳鋼基材中碳含量上限為〇. 004%及合金成分成本等問題，將本發(fā)明 中Ti彡 0· 08%、Nb彡 0· 05%。因此，本發(fā)明控制Ti:0· 01 ~0· 08%、Nb:0· 001 ~0· 05%。
[0022] Si、Mn、P、S元素含量的控制主要依據(jù)現(xiàn)有常規(guī)超低碳鋼的成分體系及實(shí)際生產(chǎn)中 最優(yōu)控制要求而定。
[0023] 本發(fā)明所述的復(fù)材主要采用304不銹鋼成分體系，其中，對C含量作了限定，具體 為C< 0. 06%，因?yàn)檫^高的C含量，導(dǎo)致復(fù)合板在后續(xù)熱加工或處理過程中，鉻的碳化物容 易在奧氏體不銹鋼晶間析出或析出后完全固溶較困難，影響不銹鋼耐腐蝕性能。
[0024] 本發(fā)明復(fù)合板厚度配比方面，復(fù)合比（即復(fù)板厚度占復(fù)合板全厚的比例）太小，不 銹鋼復(fù)板太薄，生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生乳制孔洞及裂紋等表面缺陷，影響復(fù)合板表面質(zhì)量和使 用壽命，單面不銹鋼厚度比例宜控制在5 %以上；另一方面，復(fù)合比太大