一種雙面搪瓷用熱軋高強(qiáng)度中厚板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鋼材及其制造方法，尤其設(shè)及一種搪瓷用鋼及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，雙面搪瓷用熱社中厚鋼板主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型水處理設(shè)施、化工設(shè)施、環(huán)保 設(shè)施等制造領(lǐng)域，例如，用于城市垃圾滲液和生活污水處理、工業(yè)污水處理的拼裝罐，又例 如，用于厭氧發(fā)酵拼裝罐用鋼、搪瓷鋼板沼氣池或組裝式搪瓷鋼板糧倉拼裝罐用鋼。雙面搪 瓷用熱社中厚鋼板的主要用途是作為此類拼裝罐用搪瓷鋼的基板。
[0003] 拼裝罐用搪瓷鋼的加工工藝步驟為：首先將鋼板進(jìn)行一定弧度的彎折，再經(jīng)酸洗、 噴砂處理后清除鋼板表面氧化鐵皮、誘斑，最后采用濕法底釉和燒成。底釉的燒成溫度通 常為840~860°C左右，燒成時(shí)間取決于鋼板厚度，對于厚度為5mm的鋼板，燒成時(shí)間約為 10~12min。在進(jìn)行一次濕法面釉和燒成后，面釉的燒成溫度一般為800~840°C，燒成 時(shí)間取決于鋼板厚度，對于厚度為5mm的鋼板而言，燒成時(shí)間約為10~12min。因而，作為 運(yùn)類用途的鋼板必須具有良好涂搪適應(yīng)性，主要是兼具優(yōu)良的抗鱗爆性能和較高的屈服強(qiáng) 度，尤其是，要求此類鋼板在經(jīng)過兩次搪燒工藝后仍保持較高的屈服強(qiáng)度。
[0004] 普通鋼板難W作為搪瓷鋼，其原因在于普通鋼板容易產(chǎn)生鱗爆缺陷。導(dǎo)致搪瓷制 品產(chǎn)生鱗爆是由氨造成的，氨主要是在酸洗（金屬溶解于酸中產(chǎn)生氨）和搪燒（粘±中含 的結(jié)晶水與金屬反應(yīng)生成氨）過程中進(jìn)入到鋼板中的。特別是較之于單面搪瓷，當(dāng)鋼板經(jīng) 雙面搪瓷后更容易發(fā)生鱗爆現(xiàn)象，運(yùn)是因?yàn)榻?jīng)雙面搪瓷后的鋼板中膽存的氨更難逸出，當(dāng) 搪瓷制品在空氣中冷卻直到瓷釉凝固時(shí)，氨來不及逸出而在鋼板中達(dá)到過飽和狀態(tài)，進(jìn)而 形成一定的壓力，當(dāng)壓力增大到能夠使得搪瓷鋼的瓷層脫落時(shí)，便會形成魚鱗爆。為此，在 改進(jìn)搪瓷工藝的基礎(chǔ)上，還需要改善鋼板本身的膽氨性能。如果鋼板膽氨能力強(qiáng)，那么氨 在鋼板中的擴(kuò)散就慢，運(yùn)樣，在采用相同的搪瓷工藝條件下，進(jìn)入鋼板中的氨就少，并且搪 瓷結(jié)束后鋼板容納氨的能力也更強(qiáng)，從而有利于防止搪瓷制品的鱗爆。鋼中的晶界、位錯(cuò)、 空穴、夾雜物和析出相等都是良好的膽氨陷阱。對于搪瓷鋼來說，需要針對不同的搪瓷用 途，調(diào)整鋼的成分和生產(chǎn)工藝，W保證鋼中有足夠的膽氨陷阱，從而令鋼板獲得良好的抗 鱗爆性能。
[000引例如，公開號為CN1966753A，公開日為2007年5月23日，名稱為"一種熱社雙面 搪瓷用鋼板及其制造方法"的中國專利文獻(xiàn)公開了一種搪瓷用鋼，其各元素成分（wt. % ) 為：C:0. 02%~0. 06%，Si 0. 50%，Mn:0. 15%~0. 40%，P 0. 15%，S 0. 006%， N《0. 003%，Ti:0. 08%~0. 20%，Als:0. 005%~0. 055%，Ti/C:2. 2 ~5,熱社狀態(tài)下組 織為晶粒直徑在2μπι~20μπι的鐵素體，在組織中均勻分布著直徑在20皿W下的TiC粒 子。但是該技術(shù)方案的擴(kuò)孔率沒有達(dá)到60%W上。
[0006]又例如，公開號為CN101353758A，公開日為2009年1月28日，名稱為"一種雙面 搪瓷用熱社高強(qiáng)度鋼板及其制造方法"的中國專利文獻(xiàn)公開了一種雙面搪瓷鋼，其化學(xué)元 素質(zhì)量百分含量為0^.%)的成份組成：(：：〇.〇5%~〇.15%，51《1.〇〇%，111:〇.5〇%~ 2. 00%，P《0. 05%，S《0. 05%，A1 :0. 01 ~0. 10%，N:0. 008%~0. 015%，Ti《0. 05%，V:0. 02~0. 2%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。該中國專利文獻(xiàn)所公開的技術(shù)方案適合生 產(chǎn)厚度小于5mm的鋼板，但是不適合生產(chǎn)厚度達(dá)到5mmW上的中厚鋼板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板，該鋼板具有較高的屈 服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率。另外，本發(fā)明所述的雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板還具備良好 的涂搪性能及優(yōu)良的抗鱗爆性能。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板，其微觀組 織的基體為鐵素體或者鐵素體+珠光體，基體中彌散分布著TiACzSz析出相及Ti(C、腳析出 相；該雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板的化學(xué)元素質(zhì)量百分比含量為：
[0009]C:0. 02 ~0. 15%，
[0010]Si:0. 10 ~0. 50%，
[0011]Μη:0.3 ~1.5%，
[0012] S:0. 006 ~0. 035%，
[0013]A1 :0. 01 ~0. 08%，
[0014]N:0. 006 ~0. 015%，
[0015]Ti:0. 08 ~0. 20%，
[001引Cu:0. 02 ~0. 10%，
[0017] 余量為鐵和其他不可避免的雜質(zhì)。
[0018] 本發(fā)明所述的雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板中的各化學(xué)元素的設(shè)計(jì)原理為：
[0019] 碳（C):首先碳元素是確保鋼板強(qiáng)度的關(guān)鍵元素，隨著碳含量的增加，鋼板的強(qiáng)度 會上升，但其塑性會下降。其次，碳可W與鐵或氮生成化合物Ti(C、腳，其還可W與鐵和硫 生成化合物Ti(S、C)，運(yùn)些析出相彌散分布在鋼板的微觀組織中，可W作為膽氨陷阱，避免 麟爆現(xiàn)象的發(fā)生。通常從成本及工藝控制等方面綜合考量，由于鋼板中不會加入過量的鐵 來完全固定碳、氮和硫，因此在鋼板中通常會有自由碳的存在，達(dá)到一定條件時(shí)會在鋼板中 形成珠光體組織，W起到強(qiáng)化作用。但是當(dāng)碳含量過高時(shí)，鋼板中會出現(xiàn)較多量的珠光體， 珠光體過多不僅會損害鋼的塑性，而且在鋼板的搪瓷燒成過程中容易產(chǎn)生大量的氣泡，成 為針孔缺陷。因此，在本發(fā)明所述的雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板中碳的含量應(yīng)當(dāng)限定為 0. 02 ~0. 15%。
[0020] 娃（Si):娃元素在鋼板中起到固溶強(qiáng)化的作用，同時(shí)，娃還可W提高鋼板的抗高 溫變形能力，提高鋼板在高溫搪瓷燒成過程中的抗軟化能力?？僧?dāng)娃含量過高時(shí)，鋼板的塑 性變差，還有可能影響鋼板與瓷釉之間的密著性能。鑒于此，本發(fā)明所述的雙面搪瓷用熱社 高強(qiáng)度中厚板中的娃含量限定為0. 10~0.50%。
[0021] 儘（Μη):儘元素的加入可W提高鋼板的強(qiáng)度。儘元素的加入量決定著鋼的強(qiáng)度級 另IJ。儘元素過高會嚴(yán)重降低鋼的塑性，儘元素過低則會降低鋼的強(qiáng)度。儘元素在鋼板中還 可W和侶、娃元素共同起到脫氧作用，儘的脫氧作用還可W促進(jìn)鐵的有效作用。故而，將本 發(fā)明的鋼板中的Μη含量應(yīng)當(dāng)控制在0. 3~1. 5%范圍之間。
[002引硫做：在不添加鐵的鋼板中，硫通常與儘化合形成MnS，運(yùn)是一種塑性優(yōu)良的夾 雜物，它會隨著鋼巧的變形而延展，并最終嚴(yán)重?fù)p害鋼板的橫向塑性和初性，因此在不添加 鐵的鋼板中硫含量應(yīng)當(dāng)盡可能地低。然而，在添加鐵的情況下，硫優(yōu)先與鐵元素形成化合物 Ti(s、c)，其具有一定的膽氨作用，W此來提高鋼板的抗鱗爆性能。由此，本發(fā)明所述的雙面 搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板中的硫元素應(yīng)當(dāng)被限定為0. 006~0. 035%。
[0023] 侶（A1):侶為強(qiáng)脫氧元素。為了保證鋼中的氧含量盡量地低，本發(fā)明所述的雙面 搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板中的侶含量應(yīng)當(dāng)控制在0.01~0. 08%之間。
[0024] 鐵（Ti)和氮（腳：鐵是形成強(qiáng)碳氮化物的元素，加入適量的鐵有利于固定鋼板中 的氮，形成的氮化鐵能夠使得鋼巧加熱時(shí)的奧氏體晶粒不過分長大，細(xì)化原始奧氏體晶粒。 此外，鐵在鋼板中還可W與碳、硫化合生成11((：、腳、115、11必52等細(xì)小析出化它們^第二 相粒子形式存在，均可W作為膽氨陷阱，從而提高鋼板的抗鱗爆性能。然而，一方面鐵含量 過高會增加生產(chǎn)成本，另一方面也會對鋼板的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。為此，本發(fā)明所述的 雙面搪瓷用熱社高強(qiáng)度中厚板中的鐵元素含量應(yīng)當(dāng)限定為0. 08~0.20%，氮元素含量則 應(yīng)當(dāng)限定為0.006~0.015%。
[0025] 銅（Cu):銅的微量添加有利于鋼板的表面沉積，進(jìn)而提高其與瓷釉間的密著性 能，改善鋼板的抗鱗爆性能。但是，過高含量的銅元素不僅會增加生產(chǎn)成本，而且會使得鋼 板的耐酸性能增強(qiáng)，不利于鋼板在搪瓷前酸洗處理時(shí)獲得良好的粗糖表面，從而影響鋼板 的涂搪密著性能，因此，本發(fā)明中銅元素含量應(yīng)當(dāng)限定為化：〇. 02~0. 10%。
[0026] 鋼中的晶界、位錯(cuò)、空穴、夾雜物和析出相