CN110066960A - 一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其化学元素质量百分比为：C：0.08～0.20％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.8～1.5％、S：0.002～0.035％、Al：0.015～0.06％、N：0.002～0.010％、Ti：0.10～0.25％、Nb：0.001～0.030％，并且还含有：Cu：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.20％、0＜Ni≤0.10％和0＜Mo≤0.10％的至少其中之一，余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；其中所述高强度搪玻璃用钢的微观组织基体为铁素体+珠光体，珠光体均匀、分散地分布在基体中，而不存在带状珠光体。此外，本发明还公开了一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法，包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)热轧；(3)轧后冷却。本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢具有较高的强度及优良的抗鳞爆性能。

Description

一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种钢及其制造方法，尤其涉及一种搪玻璃用钢及其制造方法。
背景技术
搪玻璃工艺是将含有高二氧化硅组份的玻璃质釉料涂覆在钢质基体表面，然后经过高温烧结后玻璃质釉料牢固地附着于钢质基体表面形成一种复合材料。以搪玻璃工艺制成的搪玻璃设备如搪玻璃反应釜、搪玻璃储罐等兼有玻璃的稳定性和金属的强度、韧性等双重优点，具有良好的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性，主要用于石化、医药、农药、食品等行业。
钢板是制作搪玻璃设备的关键材料之一，它既决定了整体结构的强度、韧性，又在很大程度上决定了搪玻璃的质量和整体设备的使用寿命。
现有技术中，搪玻璃专用钢板的品种很少，我国搪玻璃用钢绝大多数是Q235B、Q245R和Q345R等普通结构钢板和压力容器钢板，这些钢的成分特点是以碳锰为主，钢中很少或不添加钛、铌和钒等合金元素，因此钢中的碳主要以珠光体形式存在，其微观组织为珠光体+铁素体，其中珠光体的含量在15％～30％左右，而且大量的珠光体沿轧制方向呈带状分布。
在搪玻璃设备的制造过程中，加工后的钢板要在870～930℃左右的高温下经受6～8次的反复涂搪和烧成。在烧成过程中，一方面，钢中的珠光体会在高温烧成过程中发生分解并产生气体，集聚形成气泡。一般地，珠光体含量越高，烧成温度越高或时间越长，则产生的气泡越多，并且极容易在瓷层中形成过大、过多的气泡，造成气泡结构不良、表面气泡缺陷等，损害瓷层质量。另一方面，在经受反复的加热、冷却过程后，频繁地发生珠光体的分解和转变(固态相变)，极易产生钢板本体的变形，也影响搪玻璃设备及其配件的质量。因此，在碳锰钢中，选择碳含量较高的钢板来提高钢板强度的方法会影响涂搪后的瓷层或瓷面质量。
基于此，期望获得一种搪玻璃用钢，该搪玻璃用钢既具有较高的强度，又具有优异的涂搪性能和抗鳞爆性能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，通过合理的成分设计和制造工艺，使得该具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢既具有较高的强度，且能够同时具备良好的双面涂搪性能及优良的抗鳞爆性能。
为了实现上述目的，本发明提出了一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其化学元素质量百分比为：
C：0.08～0.20％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.8～1.5％、S：0.002～0.035％、Al：0.015～0.06％、N：0.002～0.010％、Ti：0.10～0.25％、Nb：0.001～0.030％，并且还含有：Cu：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.20％、0＜Ni≤0.10％和0＜Mo≤0.10％的至少其中之一，余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；
其中所述高强度搪玻璃用钢的微观组织基体为铁素体+珠光体，珠光体均匀、分散地分布在基体中，而不存在带状珠光体。
需要说明的是，上述方案中，其他不可避免的杂质元素主要包括P元素，可以控制P≤0.035％。
此外，在本发明所述的技术方案中，所述具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中的碳元素质量百分比为0.08～0.20％，进一步优选地，碳元素质量百分比为0.10～0.20％。
在本发明所述的技术方案中，所述具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的微观组织基体为铁素体+珠光体，珠光体均匀、分散地分布在基体中，而不存在带状珠光体。这样的微观组织不仅可以提高高温烧成后瓷层的内在质量和表面质量，还可以减少搪烧次数，此外还避免了单纯铁素体组织相变温度较高、难以稳定控制的缺点，有利于保证钢具有较高的强度。
在本发明所述的技术方案中，所述具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中的各化学元素的设计原理如下所述：
碳：碳是提高钢强度的有效元素，提高碳的质量百分比，会使钢的强度上升，但同时会使钢的塑性和韧性下降。碳主要以珠光体的形式存在，当钢中存在钛元素时，碳和钛易生成TiC粒子，TiC粒子的形成一方面起着析出强化的作用，成为有效的贮氢陷阱，提高钢板的抗鳞爆性能，同时TiC粒子还可以阻止铁素体晶粒在高温烧成时的长大，起到细化铁素体晶粒的作用；另一方面可以减少钢中的珠光体组织。在不加钛的条件下，钢中的珠光体多呈带状组织沿轧向分布，在高温搪烧时珠光体会发生分解，产生CO等气体，经过多次反复地进行高温搪烧时，产生的大量的气体会导致瓷层中气泡不良、表面针孔等缺陷，损坏瓷层质量；加入适量的钛后，碳和钛生成TiC粒子，并在珠光体形成之前析出，使得珠光体的含量大大减少，并且均匀、分散地分布在基体中，不仅提高了瓷层的内在质量和表面质量，而且还可以减少搪烧次数。因此本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的碳含量限定在0.08～0.20％。
硅：硅在钢中起固溶强化作用，同时硅还可以抑制钢板的高温变形，对于改善钢板和涂搪的瓷层间的耐温急变性能也有利。一般来说，含有适量的硅的钢板，在经过喷砂处理、搪底釉的正常前处理和涂搪工艺后，钢板和瓷层之间的密着不会受到影响。适量的硅完全可以保证涂搪时钢板具有优良的密着性能。但硅的质量百分比高于0.50％时不仅会降低钢板的塑性、韧性，也不利于提高涂搪的密着等。为此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中的硅的质量百分比控制在0.15～0.30％。
锰：锰是强化基体元素，加入锰的目的主要在于提高钢的强度，锰在钢中和硫反应生成硫化锰，一般钢的硫化锰呈发纹状，对钢板的横向塑性和韧性十分有害。然而，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，由于有适量钛的加入，锰主要以球状的(Mn,Ti)S析出，完全避免了单纯硫化锰的析出及其不利影响。但锰的质量百分比高于1.5％时，会降低钢的塑性，也会影响涂搪时的密着。因此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中的锰的质量百分比限定在0.8～1.5％。
硫：硫在含钛、锰钢中极易与钛、锰形成复合夹杂物，这些复合夹杂物也起着一定的贮氢作用，对提高钢的抗鳞爆性能有利，但这些夹杂物的尺寸较大，会降低钢板的塑性和韧性。因此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将硫的质量百分比限定在0.002～0.035％。
磷：磷是钢中不可避免的杂质元素，会损害钢板的塑性和韧性，因此本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将磷的质量百分比控制在P≤0.035％。
铝：铝是强脱氧元素，由于氧和钛极易在钢液中反应形成夹杂物，消耗有效的钛，因此，在加入钛合金之前需添加铝对钢水进行脱氧，从而降低钢中的氧含量，以便提高钛的收得率。因此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将铝的质量百分比控制在0.015～0.06％。
氮：氮在钢中极易和钛形成氮化钛化合物，并且钛和氮的溶度积越大，氮化钛的生成温度也越高，形成的颗粒直径也越大。细小、弥散分布的氮化钛颗粒在钢中是有益的贮氢陷阱，而粗大的氮化钛夹杂物不仅对限制钢板的贮氢能力，而且会严重地损害钢板的塑性和韧性。因此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将氮的质量百分比控制在0.002～0.010％。
钛和铌：钛和铌都是强碳、氮化物形成元素，铌可以提高钢的再结晶温度、细化铁素体晶粒。钛和铌在高温时都容易和氮形成氮化物即TiN和NbN，但NbN的生成会对铸坯的表面质量控制不利，因此，可以控制高钛、低铌的加入量，一方面可以避免生成NbN，使得铌主要以碳化铌和固溶形式存在，充分发挥铌的细化晶粒和固溶强化的作用，另一方面也可以节约合金成本，因为铌是贵重金属。因此，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将钛的质量百分比控制在0.10～0.25％，将铌的质量百分比控制在0.001～0.030％。
铜、铬、镍和钼：铜、铬、镍和钼均有利于提高钢板和瓷层之间的密着性，改善钢板的抗鳞爆性能。镍还可以提高钢板的耐低温冲击性能。但是，铜、铬、镍和钼都是贵重合金元素，含量过高时，不仅增加了成本，还会阻碍钢板与瓷层之间的界面反应，降低密着性能。因此，优选地，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将铜的质量百分比控制在0.01～0.20％，将铬的质量百分比控制在0.01～0.20％，将镍的质量百分比控制在0＜Ni≤0.10％，将钼的质量百分比控制在0＜Mo≤0.10％。
进一步地，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，所述珠光体的相比例≤10％。
更进一步地，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，所述微观组织具有析出的第二相粒子，所述第二相粒子包括TiC。
进一步地，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，还含有0.0030％以下的B元素。
在本发明所述的技术方案中，钢添加硼元素可以进一步改善钢的抗鳞爆性能，此外还可以提高钢的强度。然而，添加硼元素也提高了Ac3的温度，因此，优选地，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将硼的质量百分比控制在0.0030％以下。
进一步地，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，还含有Ca和/或Mg元素，其中Ca+Mg≤0.005％。
在本发明所述的技术方案中，钙和镁均可以起到对钢中的塑性夹杂物进行改性的作用，有利于改善钢板横向的塑性和韧性。因此，优选地，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢将钙和镁的质量百分比控制在Ca+Mg≤0.005％。
进一步地，本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其屈服强度≥345MPa，延伸率A50≥24％，氢穿透时间≥7min。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法，通过该制造方法所获得的钢强度高、且具备良好的双面涂搪性能及优良的抗鳞爆性能。
为了实现上述目的，本发明提出了上述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法，包括步骤：
(1)冶炼和铸造；
(2)热轧；
(3)轧后冷却。
需要说明的是，在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法中，步骤(1)中的冶炼可以采用转炉吹炼和精炼的方式，确保钢液的基本成分要求，去除钢中的氢等有害气体和杂质元素，并加入锰、钛等必要的合金元素，同时进行合金元素的调整。此外，步骤(1)中的铸造可以采用连铸的方式，保证铸坯内部成分均匀、表面质量良好。
进一步地，在本发明所述的制造方法中，在所述步骤(2)中，加热到1150～1220℃后充分保温，然后进行粗轧和精轧两个阶段轧制，其中粗轧终轧温度1050～1120℃，精轧开始温度为900～950℃，精轧终轧温度为820℃～870℃。
进一步地，在本发明所述的制造方法中，在所述步骤(3)中，进行冷却速度≤50℃/s的水冷，冷却终了温度550～750℃。
在其他实施方式中，轧后冷却的方式也可以是空冷或堆冷。
进一步地，在本发明所述的制造方法中，还包括步骤(4)正火：正火温度为930～980℃。
本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢及其制造方法与现有技术相比具有如下特点：
(1)本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢采用较高含量的碳和适量的锰，有助于提高钢的强度，此外，现有技术中绝大多数的碳(即使碳含量较低)会形成珠光体等，且珠光体的相比例在15-20％左右，呈带状分布。然而珠光体在高温搪烧时会发生分解，在钢板和瓷层界面会产生大量的气体，从而严重损害钢板的涂搪性能。本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢由于添加了适量的成本相对较低的强碳化物形成元素如钛，钛和碳的化合物(TiC粒子)在珠光体形成之前析出，可以有效地减少珠光体的形成，控制其含量在10％以下，并且析出的大量细小的TiC粒子还能够防止奥氏体晶粒的粗化、细化铁素体晶粒，有效地阻止高温搪烧后钢板的软化，从而提高钢板的涂搪性能和抗鳞爆性能。
(2)本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的微观组织基体为铁素体+珠光体，珠光体均匀、分散地分布在基体中，而不存在带状珠光体，不仅有利于提高涂搪质量，还避免了单纯铁素体组织相变温度较高、难以稳定控制的缺点，从而保证了钢板具有较高的强度。
(3)本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法通过合理的工艺设计，使制得的钢中具有细小的铁素体晶粒、均匀分布的珠光体组织以及细小和弥散分布的析出相(如TiC粒子)，确保了钢板具有足够的贮氢陷阱、涂搪时良好的气泡结构和优良的抵抗高温变形能力，同时也具有较高的强度、良好的塑韧性和焊接性能。同时，制造工艺简单易操作，降低了生产成本，广泛适用于各种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的生产。
附图说明
图1为实施例2的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢未经5次模拟高温烧成的微观组织的金相照片。
图2为实施例2的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢经过5次模拟高温烧成后的微观组织的金相照片。
图3为对比例1的常规钢未经5次模拟高温烧成后的微观组织的金相照片。
图4为对比例1的常规钢经过5次模拟高温烧成后的微观组织的金相照片。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例和对比例对本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-6及对比例1
表1-1和表1-2列出了实施例1-6的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢以及对比例1的常规钢中各化学元素质量百分比。
表1-1.(wt％，余量为Fe和其他除了P以外的不可避免的杂质元素)
C Si Mn P S Al Ti Nb
实施例1 0.085 0.21 1.01 0.009 0.017 0.023 0.18 0.001
实施例2 0.10 0.21 0.95 0.009 0.002 0.018 0.15 0.010
实施例3 0.12 0.20 1.50 0.021 0.025 0.045 0.10 0.030
实施例4 0.15 0.18 1.15 0.035 0.018 0.058 0.19 0.001
实施例5 0.15 0.30 0.80 0.012 0.035 0.035 0.25 0.003
实施例6 0.18 0.15 0.90 0.010 0.008 0.030 0.21 0.001
对比例1 0.15 0.21 0.86 0.011 0.009 0.034 <u>0.010</u> 0.001
表1-2.(wt％，余量为Fe和其他除了P以外的不可避免的杂质元素)
实施例1-6的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢以及对比例1的常规钢的制造方法包括以下步骤(各实施例和对比例的具体参数列于表2中)：
(1)冶炼和铸造：按照表1-1和表1-2中所列的各化学元素配比采用转炉吹炼和精炼的方式进行冶炼，再用连铸法进行铸造；
(2)热轧：将步骤(1)制得的板坯加热到1150～1220℃后充分保温，然后进行粗轧和精轧两个阶段轧制，其中粗轧终轧温度1050～1120℃，精轧开始温度为900～950℃，精轧终轧温度为820℃～870℃；
(3)轧后冷却：进行冷却速度≤50℃/s的水冷，冷却终了温度550～750℃；或者是空冷或者堆冷；
(4)正火：进行正火处理，正火温度为930～980℃。
表2.实施例1-6的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢以及对比例1的
常规钢在各步骤中的具体工艺参数
对实施例1-6的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢以及对比例1的常规钢进行以下性能测试，测试结果列于表3中。
(1)拉伸性能测试：沿制得的成品钢板的横向切取测试样品，分别测试样品的屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、断裂延伸率(A50)。
(2)冲击试验：沿制得的成品钢板的横向切取测试样品，测试样品在0℃时的冲击功(KV2)。
(3)冷弯性能测试：沿制得的成品钢板的横向切取测试样品，将样品弯曲180°，检查试样弯曲处外侧有无裂纹或分层缺陷，若没有，即为完好。其中，d表示弯曲直径，a表示样品厚度。
(4)抗鳞爆性能测试：采取BS EN 10209标准测试成品钢板的氢穿透时间(TH2)作为衡量钢板抗鳞爆性能好坏的评价依据。由于钢板的厚度远超过标准所规定的3mm上限，无法直接按原始钢板厚度来测量，因此，测试的是钢板1/4厚度位置的氢穿透时间，即沿钢板1/4厚度的位置切取1mm厚度左右的薄片进行测量。
表3.实施例1-6的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢以及对比例1的常规钢的性能测试参数
由表3可以看出，实施例1-6中的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的屈服强度均大于350MPa，延伸率均大于25％，氢穿透时间均大于7min，也就是说，实施例1-6中的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢均具有较高的屈服强度，良好的塑性和0℃冲击韧性以及较好的抗鳞爆性能。相比之下，对比例1的常规钢的屈服强度较低，氢穿透时间较短，也就是说，抗鳞爆性能较差，无法满足双面涂搪时的抗鳞爆性能要求。
图1为实施例2的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢未经5次模拟高温烧成的微观组织的金相照片。
图2为实施例2的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢经过5次模拟高温烧成后的微观组织的金相照片。
图3为对比例1的常规钢未经5次模拟高温烧成后的微观组织的金相照片。
图4为对比例1的常规钢经过5次模拟高温烧成后的微观组织金相照片。
需要说明的是，上述5次模拟高温烧成的具体工艺参数如表4所示。
表4.5次模拟高温烧成的具体工艺参数
高温烧成温度(℃) 高温烧成时间(min) 冷却方式
第一次 900 10 空冷
第二次 940 10 空冷
第三次 870 10 空冷
第四次 870 10 空冷
第五次 870 10 空冷
由图1、图2、图3和图4可以看出，实施例2的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中的珠光体组织比例小于5％，其经过5次模拟高温烧成后的珠光体组织比例更低，而对比例1的常规钢中的珠光体组织比例在10％以上，呈带状分布，在经过同样的5次模拟高温烧成后，其中的珠光体组织仍呈带状分布，并且表层的部分珠光体明显发生了分解。由于珠光体是由铁素体和渗碳体组成，在高温烧成时，珠光体中的渗碳体会和釉料中的水等发生如下反应：
Fe3C+H2O→FeO+CO+H
上述反应中生成CO气体，珠光体含量越高则产生的CO气体也越多。CO气体会在搪玻璃层集聚形成气泡或冲出玻璃层表面形成针孔等缺陷，导致严重损害搪玻璃层的耐腐蚀性能和瓷层质量。而在本发明所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢中，由于珠光体含量很低，因此不会出现严重损害搪玻璃层的耐腐蚀性能和瓷层质量的情况，同时由于产生的CO气体较少，且气泡细小又均匀，不仅提高了搪玻璃的表面质量和耐蚀性，还可以减少涂搪和烧成的次数，有利于节约能源、节省原材料和提高生产效率。
需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：
C：0.08～0.20％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.8～1.5％、S：0.002～0.035％、Al：0.015～0.06％、N：0.002～0.010％、Ti：0.10～0.25％、Nb：0.001～0.030％，并且还含有：Cu：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.20％、0＜Ni≤0.10％和0＜Mo≤0.10％的至少其中之一，余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；
其中所述高强度搪玻璃用钢的微观组织基体为铁素体+珠光体，珠光体均匀、分散地分布在基体中，而不存在带状珠光体。
2.如权利要求1所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，所述珠光体的相比例≤10％。
3.如权利要求1所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，所述微观组织具有析出的第二相粒子，所述第二相粒子包括TiC。
4.如权利要求1所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，还含有0.0030％以下的B元素。
5.如权利要求1所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，还含有Ca和/或Mg元素，其中Ca+Mg≤0.005％。
6.如权利要求1所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢，其特征在于，其屈服强度≥345MPa，延伸率A50≥24％，氢穿透时间≥7min。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的具有优异抗鳞爆性的高强度搪玻璃用钢的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(1)冶炼和铸造；
(2)热轧；
(3)轧后冷却。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，加热到1150～1220℃后充分保温，然后进行粗轧和精轧两个阶段轧制，其中粗轧终轧温度1050～1120℃，精轧开始温度为900～950℃,精轧终轧温度为820℃～870℃。
9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，进行冷却速度≤50℃/s的水冷，冷却终了温度550～750℃。
10.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，还包括步骤(4)正火：正火温度为930～980℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113373385A (zh) * 2020-02-25 2021-09-10 宝山钢铁股份有限公司 一种搪玻璃用钢及其制造方法
CN114182163A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 宝山钢铁股份有限公司 一种低成本高强度搪玻璃用钢及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02156040A (ja) * 1988-12-08 1990-06-15 Kobe Steel Ltd 高強度グラスライニング用鋼
CN102766822A (zh) * 2012-07-27 2012-11-07 宝山钢铁股份有限公司 一种搪玻璃用高强度钢板及其制造方法
CN102899560A (zh) * 2012-10-23 2013-01-30 鞍钢股份有限公司 一种搪玻璃用钢板及其制造方法
KR20150001464A (ko) * 2013-06-27 2015-01-06 현대제철 주식회사 법랑용 열연강판 및 그 제조 방법
CN105331883A (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 宝山钢铁股份有限公司 一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02156040A (ja) * 1988-12-08 1990-06-15 Kobe Steel Ltd 高強度グラスライニング用鋼
CN102766822A (zh) * 2012-07-27 2012-11-07 宝山钢铁股份有限公司 一种搪玻璃用高强度钢板及其制造方法
CN102899560A (zh) * 2012-10-23 2013-01-30 鞍钢股份有限公司 一种搪玻璃用钢板及其制造方法
KR20150001464A (ko) * 2013-06-27 2015-01-06 현대제철 주식회사 법랑용 열연강판 및 그 제조 방법
CN105331883A (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 宝山钢铁股份有限公司 一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113373385A (zh) * 2020-02-25 2021-09-10 宝山钢铁股份有限公司 一种搪玻璃用钢及其制造方法
JP2023515558A (ja) * 2020-02-25 2023-04-13 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 グラスライニング用鋼及びその製造方法
CN114182163A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 宝山钢铁股份有限公司 一种低成本高强度搪玻璃用钢及其制造方法

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