CN106636903A - 一种耐高温钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢板制造领域，公开了一种耐高温钢板，该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.005‑0.008%、Mn占0.01‑0.03%、Cr占0.03‑0.05%、Ni占0.02‑0.04%、V占0.003‑0.005%、W占0.004‑0.006%、Co占0.005‑0.01%、Ti占0.02‑0.03%、Al占0.06‑0.09%，非金属元素含量为：C占0.2‑0.4%、N占0.004‑0.006%、Si占0.008‑0.01%、B占0.004‑0.006%、P占0.003‑0.005%、S占0.002‑0.004%。本发明通过金属中的强化机制理论，采用固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相（沉淀和弥散）强化，增大了位错运动的阻力，使制得的钢板充分利用了合金元素的强化作用，能够耐2800℃的高温，并且钢板的机械强度也很突出。

Description

一种耐高温钢板
技术领域
本发明涉及钢板制造领域，具体涉及一种耐高温钢板。
背景技术
钢板是用钢水浇注，冷却后压制而成的平板状钢材。钢板是平板状，矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成。钢板按厚度分，薄钢板<4毫米（最薄0.2毫米），厚钢板4-60毫米，特厚钢板60-115毫米。钢板按轧制分，分热轧和冷轧。薄板的宽度为500-1500毫米；厚的宽度为600-3000毫米。薄板按钢种分，有普通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等；按专业用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等；按表面涂镀层分，有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如应用在航天、铁路以及采矿领域的钢板，需要有很高的耐高温性能，而现有的碳钢已不能完全满足要求，很多钢板制造商为了提高其耐高温性能，在钢水中添加耐高温的材料，如硅、镍、铝、稀土元素等，这样做虽然在一定程度上提高了钢板的抗高温能力，却由于回火稳定性差的原因，导致钢板的脆性增大，易断裂，得到的钢板综合机械水平不高。
发明内容
为了解决背景技术提到的问题，本发明提供了一种耐高温钢板，能够耐2000度以上的高温，并且机械性能在较高的水平。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐高温钢板，按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.005-0.008%、Mn占0.01-0.03%、Cr占0.03-0.05%、Ni占0.02-0.04%、V占0.003-0.005%、W占0.004-0.006%、Co占0.005-0.01%、Ti占0.02-0.03%、Al占0.06-0.09%，非金属元素含量为：C占0.2-0.4%、N占0.004-0.006%、Si占0.008-0.01%、B占0.004-0.006%、P占0.003-0.005%、S占0.002-0.004%。
作为对上述方案的进一步描述，该钢板生产过程中满足以下条件：
（1）加热炉升至1500℃，形成钢坯厚度为25-30厘米，在1200-1400℃下粗轧，1100-1300℃下精轧得到厚度为10-12毫米厚的热轧钢板；
（2）空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行，冷却时长在8-12秒之间，钢板降低至600-700℃时进行卷取；
（3）卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗，酸洗后在35-40%的轧制率下冷轧，得到的钢板厚度尺寸为3-5毫米；
（4）将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火，退火温度保持为700-900℃，退火后经过3-5分钟冷却至200-260℃，经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中酸洗液为质量浓度为30-40%的盐酸、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液，使用量比例为：15-20%、6-8%、5-7%、3-5%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述，光轧后送入热处理炉中，经过锌锅进行锌镀后再送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
本发明的有益效果：传统的为了提高钢板的耐高温性是通过添加耐高温的材料，如硅、镍、铝、稀土元素等方式，而仅凭高的添加量并不能生成弥散分布的金属间化合物，因此耐高温性不稳定，并且增大了钢板的脆性，本发明改变了现有的方式，利用金属中的强化机制理论，采用固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相（沉淀和弥散）强化，增大了位错运动的阻力，加快奥氏体晶粒的长大速度，消除回火脆性，使制得的钢板充分利用了合金元素的强化作用，能够耐2800℃甚至更高的高温，并且钢板的机械强度也很突出，本发明的耐高温钢板在航空航天、机械制造、轨道铁路以及采矿领域将有很大的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐高温钢板，按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.005%、Mn占0.01%、Cr占0.03%、Ni占0.02%、V占0.003%、W占0.004%、Co占0.005%、Ti占0.02%、Al占0.06%，非金属元素含量为：C占0.2%、N占0.004%、Si占0.008%、B占0.004%、P占0.003%、S占0.002%。
作为对上述方案的进一步描述，该钢板生产过程中满足以下条件：
（1）加热炉升至1500℃，形成钢坯厚度为25厘米，在1200℃下粗轧，1100℃下精轧得到厚度为10毫米厚的热轧钢板；
（2）空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行，冷却时长在8-12秒之间，钢板降低至600℃时进行卷取；
（3）卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗，酸洗后在35%的轧制率下冷轧，得到的钢板厚度尺寸为3毫米；
（4）将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火，退火温度保持为700℃，退火后经过3分钟冷却至200℃，经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中酸洗液为质量浓度为30%的盐酸、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液，使用量比例为：15%、6%、5%、3%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述，光轧后送入热处理炉中，经过锌锅进行锌镀后再送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
实施例2
一种耐高温钢板，按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.006%、Mn占0.02%、Cr占0.04%、Ni占0.03%、V占0.004%、W占0.005%、Co占0.008%、Ti占0.025%、Al占0.075%，非金属元素含量为：C占0.3%、N占0.005%、Si占0.009%、B占0.005%、P占0.004%、S占0.003%。
作为对上述方案的进一步描述，该钢板生产过程中满足以下条件：
（1）加热炉升至1500℃，形成钢坯厚度为28厘米，在1300℃下粗轧，1200℃下精轧得到厚度为11毫米厚的热轧钢板；
（2）空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行，冷却时长在8-12秒之间，钢板降低至650℃时进行卷取；
（3）卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗，酸洗后在37%的轧制率下冷轧，得到的钢板厚度尺寸为4毫米；
（4）将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火，退火温度保持为800℃，退火后经过4分钟冷却至230℃，经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中酸洗液为质量浓度为35%的盐酸、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液，使用量比例为：18%、7%、6%、4%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述，光轧后送入热处理炉中，经过锌锅进行锌镀后再送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
实施例3
一种耐高温钢板，按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.008%、Mn占0.03%、Cr占0.05%、Ni占0.04%、V占0.005%、W占0.006%、Co占0.01%、Ti占0.03%、Al占0.09%，非金属元素含量为：C占0.4%、N占0.006%、Si占0.01%、B占0.006%、P占0.005%、S占0.004%。
作为对上述方案的进一步描述，该钢板生产过程中满足以下条件：
（1）加热炉升至1500℃，形成钢坯厚度为30厘米，在1400℃下粗轧，1300℃下精轧得到厚度为12毫米厚的热轧钢板；
（2）空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行，冷却时长在8-12秒之间，钢板降低至700℃时进行卷取；
（3）卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗，酸洗后在40%的轧制率下冷轧，得到的钢板厚度尺寸为5毫米；
（4）将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火，退火温度保持为900℃，退火后经过5分钟冷却至260℃，经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中酸洗液为质量浓度为40%的盐酸、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液，使用量比例为：20%、8%、7%、5%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述，光轧后送入热处理炉中，经过锌锅进行锌镀后再送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
性能试验
对本发明得到的钢板进行一系列性能测试，并与普通钢板（作为对比例）做一比较，将结果记录如下表所示：
项目 耐高温强度 抗拉强度（N/mm2） 延伸率（%） 冲击韧性（KJ/m）
实施例1 可耐2800℃高温 1520 19 950
实施例2 可耐2900℃高温 1560 21 980
实施例3 可耐2850℃高温 1530 20 960
对比例 可耐1350℃高温 870 16 670
通过比较发现：本发明制得的耐高温钢板可以耐2000多度高温，并且力学性能不受影响，抗拉强度达到1560N/mm2，延伸率以及冲击韧性都能够达到大型焊件的结构要求。

Claims (4)

1.一种耐高温钢板，其特征在于，按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成：Mo占0.005-0.008%、Mn占0.01-0.03%、Cr占0.03-0.05%、Ni占0.02-0.04%、V占0.003-0.005%、W占0.004-0.006%、Co占0.005-0.01%、Ti占0.02-0.03%、Al占0.06-0.09%，非金属元素含量为：C占0.2-0.4%、N占0.004-0.006%、Si占0.008-0.01%、B占0.004-0.006%、P占0.003-0.005%、S占0.002-0.004%。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温钢板，其特征在于，该钢板生产过程中满足以下条件：
（1）加热炉升至1500℃，形成钢坯厚度为25-30厘米，在1200-1400℃下粗轧，1100-1300℃下精轧得到厚度为10-12毫米厚的热轧钢板；
（2）空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行，冷却时长在8-12秒之间，钢板降低至600-700℃时进行卷取；
（3）卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗，酸洗后在35-40%的轧制率下冷轧，得到的钢板厚度尺寸为3-5毫米；
（4）将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火，退火温度保持为700-900℃，退火后经过3-5分钟冷却至200-260℃，经过平整机进行光轧。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温钢板，其特征在于，步骤（3）中酸洗液为质量浓度为30-40%的盐酸、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液，使用量比例为：15-20%、6-8%、5-7%、3-5%、剩余为水的含量。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温钢板，其特征在于，光轧后送入热处理炉中，经过锌锅进行锌镀后再送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
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