CN110343964B

CN110343964B - 一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN110343964B
Application number: CN201910697092.6A
Authority: CN
Inventors: 王占业; 杨平; 汪建威; 赵云龙; 汤亨强; 李进; 贾幼庆; 吴浩; 俞波; 何峰; 杨仕清; 唐东东; 胡迪; 屈博文
Original assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: CN110343964A

Abstract

本发明提供了一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法，所述屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板包括以下重量百分比的化学成分：C：0.10％～0.15％；Si≤0.03％；Mn：1.0％～1.5％；P≤0.015％；S：0.010％～0.030％；Als：0.010％～0.060％；Ti：0.060％～0.100％；N：0.0030％～0.0120％；B：0.0010％～0.0090％，余量为铁及不可避免的杂质，本发明通过合理的化学成分设计，并通过热轧、酸洗、冷轧、脱脂、连续退火、平整工序生产出屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板。按此方法生产的冷轧钢板，力学性能的屈服强度≥500MPa，抗拉强度580～680Mpa，A₅₀延伸率≥16％，氢渗透时间大于等于15min，产品搪瓷后，具有优异的抗鳞爆性能和密着性能。

Description

一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于搪瓷用冷轧钢板技术领域，具体涉及一种屈服强度大于500MPa 的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法。

背景技术

搪瓷钢板，是指一种将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体钢板并与钢板牢固结合在一起的复合材料。在钢板表面进行瓷釉涂搪可以防止钢板生锈，使钢板在受热时不至于在表面形成氧化层并且能抵抗各种液体的侵蚀。搪瓷制品不仅安全无毒，易于洗涤洁净，可以广泛地用作日常生活中使用的饮食器具和洗涤用具，而且在特定的条件下，瓷釉涂搪在金属坯体上表现出的硬度高、耐高温、耐磨以及绝缘作用等优良性能，使搪瓷制品有了更加广泛的用途。

目前的冷轧搪瓷钢主要在低碳钢的基础上，通过添加足量Ti元素，生成Ti 的化合物，增加钢板内的“捕氢”陷阱，从而提高钢板的抗鳞爆性能。但Ti含量高，生成过多Ti的化合物会导致连铸过程中水口“结瘤”和结晶器“结块”，影响连续生产效率和生产安全。同时Ti在炼钢过程中形成的化合物体积偏大，与MnS和BN 等细小夹杂物相比，单位体积“捕氢”效率偏低。一些冷轧搪瓷钢还通过添加Nb、 V、稀土等以增加“捕氢”陷阱，提高钢板的抗鳞爆性能，成本增加较多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法，采用碳、锰强化，控制S含量，添加Ti和适量N、B的成分体系，配合合理的工艺，钢板内形成以适量Ti的化合物和BN、MnS细小夹杂物的“捕氢”陷阱，产品搪瓷后具有优异的抗鳞爆性能和密着性能，同时不增加连铸生产难度。

本发明采取的技术方案为：

一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.10％～0.15％；Si≤0.03％；Mn：1.0％～1.5％；P≤0.015％；S：0.010％～0.030％；Als：0.010％～0.060％；Ti：0.060％～0.100％；N：0.0030％～0.0120％；B： 0.0010％～0.0090％，余量为铁及不可避免的杂质。

本发明中的合金元素的作用主要基于以下原理：

C：C是提高强度最经济且最有效的固溶强化元素，C含量增加，形成的珠光体增加，强度增加，但钢的塑性和成形性降低，且对焊接性不利，另外C含量过高，在搪烧过程中，会产生大量的气泡，导致搪烧后出现针孔缺陷，因此从经济性和综合性能考虑，本发明中C百分含量控制范围为0.10％～0.12％。

Si：Si含量过高，钢板表面氧化铁皮不易去除，表面容易形成由于氧化物压入的微裂纹，进而作为裂纹源易导致钢板在冷成形过程中开裂，因此本发明中Si百分含量控制范围为≤0.03％。

Mn：Mn能降低奥氏体转变成铁素体的相变温度(正好可以弥补因C元素含量降低带来的奥氏体转变成铁素体的相变温度升高)，扩大热加工温度范围，有利于细化铁素体晶粒尺寸，但Mn含量过高，铸坯在连铸过程中Mn偏析程度增大，钢板厚度中心部位易形成珠光体或贝氏体的带状组织，对塑性、焊接性能、疲劳性能都不利，综合考虑，本发明中Mn百分含量控制范围为1.0％～1.2％。

P：P在γ-Fe和α-Fe中的扩散速度小，易形成偏析，对钢板成形性能、低温冲击韧性和焊接性能不利。因此本发明中P百分含量控制范围为≤0.015％。

S：S可以与Mn化合形成MnS，MnS是一种塑性优良的夹杂物，是良好的贮氢陷阱，对提高钢板的抗鳞爆性能非常有利，但S含量过高会恶化钢板的焊接性能，且对钢板搪瓷后的密着性能不利，结合本发明中的Mn元素含量，综合考虑，本发明中S百分含量控制范围为0.010～0.030％。

Al：Al作为主要脱氧剂，同时铝对细化晶粒也有一定作用。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。本发明中Al百百分含量控制范围为0.010％～0.060％。

Ti：Ti与C、N有较强的亲合力，能与C和S等生成稳定型化合物，如TiN 或Ti(CN)、Ti4C2S2或TiS。这些相远比Fe3C稳定，搪烧温度下也不会分解，由此阻止了搪烧过程中CO、CO2等气体的产生，可提高钢板抗鳞爆性，减少了瓷面的针孔、气泡等缺陷。Ti与S形成的稳定型化合物不仅同样能使钢脱硫，并且促使硫分布变得均匀，这就避免了由于硫而引起的种种缺陷。但是Ti含量过高的钢板密着性变差，本发明中Ti百分含量控制范围为0.060％～0.100％。

N：N能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。本发明中N 百分含量控制范围为0.0030％～0.0120％。

B：B与N结合形成BN，置换AlN来改善钢板冲压成形性和提高钢板抗鳞爆性。B含量过低，不能生成BN提高抗鳞爆性。B含量过高，过剩的B以固溶形式存在钢中会降低冲压成形性。本发明中B百分含量控制范围为0.0010％～ 0.0090％。

所述屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板的金相组织为铁素体+碳化物 +珠光体，晶粒度等级为9.0～11.0；其屈服强度≥500MPa，抗拉强度580～680Mpa， A₅₀延伸率≥16％，氢渗透时间大于等于15min。

本发明还提供了所述的屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调站、RH炉精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧、脱脂、连续退火、平整。

进一步地，铸坯出炉温度控制在1180℃～1220℃。出炉温度过低终轧温度难以保证，出炉温度过高，氧化铁皮多，表面质量差。

终轧温度控制在860℃～900℃。终轧温度过低，会在两相区轧制，组织和性能不均匀。

卷取温度控制在560℃～600℃。卷取温度过高过低都会导致力学性能不满足要求。

冷轧总压下率控制50％～65％。压下率过低产品各项异性大，压下率过高对轧制设备损失大。

连续退火均热温度为780～820℃，均热段加热时间50～100s，过时效温度 360～400℃、过时效时间4～8min。退火工艺区间设定保证强度和成型性能匹配，满足搪瓷钢对抗鳞爆性能的要求，退火时间过长，降低生产效率。

平整延伸率控制在0.4～1.0％。平整延伸率过低，改善板形的效果差，平整延伸率过高，影响轧制稳定生产。

本发明通过合理的化学成分设计，并通过热轧、酸洗、冷轧、脱脂、连续退火、平整工序生产出屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板。按此方法生产的冷轧钢板，力学性能的屈服强度≥500MPa，抗拉强度580～680Mpa，A₅₀延伸率≥16％，氢渗透时间大于等于15min，产品搪瓷后，具有优异的抗鳞爆性能和密着性能。

附图说明

图1为本发明实施例1中的搪瓷用冷轧钢板的金相组织图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

各实施例和比较例中的搪瓷用冷轧钢板的化学成分见表1，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

表1实施例化学成分，wt％

	C	Si	Mn	P	S	Als	Ti	N	B
										实施例1	0.10	0.008	1.5	0.006	0.022	0.023	0.082	0.0048	0.0029
实施例2	0.12	0.012	1.3	0.010	0.016	0.058	0.095	0.0107	0.0074
										实施例3	0.15	0.027	1.0	0.012	0.029	0.034	0.068	0.0083	0.0052
比较例1	0.11	0.017	1.4	0.007	0.009	0.045	0.006	0.0008	0.0022
										比较例2	0.08	0.009	0.8	0.015	0.004	0.026	0.050	0.0005	0.0004
比较例3	0.12	0.020	1.2	0.006	0.004	0.033	0.078	0.0007	0.0009

各实施例和比较例中的搪瓷用冷轧钢板的制备方法为：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调站、RH炉精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧、脱脂、连续退火、平整，其主要工艺参数、最终性能见表2、3。

表2生产工艺参数

表3产品性能

氢渗透实验标准采用ISO 17081《Method of measurement of hydrogenpermeation and determination of hydrogen uptake and transport in metals by anelectrochemical technique》，释氢面镀层采用电镀镍镀层提高信噪比。

钢板经过清洗后处理后进行搪瓷，釉料采用苏州福禄生产的搪瓷敏感粉，采用单面或双面搪瓷，表4为搪瓷工艺及性能评价结果。搪瓷钢板密着性能评级：A非常优异、B优异、C较优异、D一般、E有问题。可以看出按本发明工艺的实施例搪瓷后具有优异的抗鳞爆性能和密着性能。

表4氢渗透时间、涂搪烧成工艺及性能评价

	搪瓷工艺	是否鳞爆	密着性能
				实施例1	单面搪瓷	无鳞爆	A
实施例2	双面搪瓷	无鳞爆	A

实施例3	双面搪瓷	无鳞爆	A
				比较例1	单面搪瓷	局部鳞爆	C
比较例2	双面搪瓷	局部鳞爆	B
				比较例3	双面搪瓷	局部鳞爆	B

从上述实例可以看出，本发明所生产的钢带，按此方法生产的冷轧钢板，力学性能的屈服强度≥500MPa，抗拉强度580～680Mpa，A₅₀延伸率≥16％，氢渗透时间大于等于15min，搪瓷后，具有优异的抗鳞爆性能和密着性能。

上述参照实施例对一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板及其生产方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.10%~0.15%；Si≤0.03%；Mn：1.0%~1.5%；P≤0.015%；S：0.010%~0.030%；Als：0.010%~0.060%；Ti：0.060%~0.100%；N：0.0030%~0.0120%；B：0.0010%~0.0090%，余量为铁及不可避免的杂质；

所述屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板的金相组织为铁素体+碳化物+珠光体，晶粒度等级为9.0~11.0；其屈服强度≥500MPa，抗拉强度580~680Mpa，A₅₀延伸率≥16%，氢渗透时间大于等于15min。

2.一种如权利要求1所述的屈服强度大于500MPa的搪瓷用冷轧钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调站、RH炉精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧、脱脂、连续退火、平整。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，铸坯出炉温度控制在1180℃~1220℃。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，终轧温度控制在860℃~900℃。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，卷取温度控制在560℃~600℃。

6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，冷轧总压下率控制50%~65%。

7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，连续退火均热温度为780~820℃，均热段加热时间50~100s，过时效温度360~400℃，过时效时间4~8min。

8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，平整延伸率控制在0.4~1.0%。