CN118418539A - 复合钢板及其制造方法 - Google Patents

复合钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118418539A
CN118418539A CN202310084254.5A CN202310084254A CN118418539A CN 118418539 A CN118418539 A CN 118418539A CN 202310084254 A CN202310084254 A CN 202310084254A CN 118418539 A CN118418539 A CN 118418539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
less
rolling
layer
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310084254.5A
Other languages
English (en)
Inventor
邢钊
梁晓军
郝英敏
焦四海
孔伟
肖桂林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baoshan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202310084254.5A priority Critical patent/CN118418539A/zh
Priority to PCT/CN2024/073614 priority patent/WO2024160091A1/zh
Publication of CN118418539A publication Critical patent/CN118418539A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/30—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process
    • B21B1/32—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work
    • B21B1/34—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work by hot-rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B47/00—Auxiliary arrangements, devices or methods in connection with rolling of multi-layer sheets of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/08—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the cooling method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明提供一种复合钢板，包括基层和在基层之上的覆层，其中，复合钢板的厚度为60‑120mm，覆层由不锈钢制成，基层由碳钢制成，基层与覆层之间的粘结强度在500MPa以上。本发明的复合钢板表现出优良的拉伸性能、低温冲击性能和层间结合性能。本发明还提供了一种上述复合钢板的制备方法。

Description

复合钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及复合钢板技术领域，特别涉及一种复合钢板及其制造方法。
背景技术
在介质环境恶劣的条件下，比如氯离子含量高的海水，介质组分复杂的烟气管道，带温带压的石油天然气管道，以及运输化学品的容器等，需要选用耐蚀性能优异的不锈钢材料。
采用复合钢板设计思路，可以通过材料设计，以基层碳钢为主保证结构强度与韧性，可实现不同强度与韧性的需求；以不锈钢覆层实现材料的耐蚀性能。因此，复合钢板可同时实现两种材料的优势性能。并且通过复合钢板的设计，可以提供更大规格的复合钢板，减少钢板拼接的焊缝，降低了焊缝过程中局部失效带入的风险。另外，由于采用了复合钢板设计，原来需要碳钢与不锈钢对接的焊缝则变成了碳钢与复合钢板碳钢的的焊缝，或者是碳钢与复合钢板整体的焊接，熔焊的主要仍是碳钢材料，不仅成本能够降低，焊接质量控制也更加容易。生产效率可以得到提升。
异质复合板由于兼具两种或多种材料的特点，有着非常广阔的应用前景，尤其是在钢板两侧具有不同的服役环境或单一材质无法满足性能某些性能需求的情况下，异质复合板成为了非常理想的选择。相较于爆炸复合由于受爆炸场地以及环境污染等因素的限制，焊接轧制复合通过传统热轧即可实现材料的冶金结合，同时由于复合界面在高温下反复轧制，相较于爆炸复合界面，有着结合力强、复合缺陷少的优势。
传统的水电用钢板为满足耐蚀或耐磨要求且同时确保设备的整体结构强度，通常采用堆焊、铆焊方式将耐蚀层或耐磨层金属与基体材料进行冶金结合，但这可能会带来一定的焊接缺陷，同时需要对加工后的零件进行热处理以消除应力等，导致整体生产效率较低。采用异质复合板可解决上述问题。不过，由于复合后要对钢板进行零件加工，如弯曲、切割等，需要复合板具有优良的结构性能，同时也要有良好的剪切强度与粘结强度以保证材料的可加工性。
目前的特厚板复合生产技术多为同质复合，或采用对称组板方式来控制板型。对于异质复合而言，由于覆层与基层的物理性质不同，甚至存在较大差异，在轧制过程中钢板容易出现翘曲问题，影响生产的顺利进行。此外，对于水电用板而言，既要具备一定的耐蚀性和强度以在使用时经受住水流的腐蚀，也要具备一定的剪切强度，避免材料在加工过程中出现撕裂。
中国专利申请CN201610203545.1公开了一种优良低温韧性的160mm特厚钢板及其生产方法。通过采用两块300mm厚的连铸坯同质复合后大压下轧制并进行正火处理得到较好低温韧性的特厚钢板。
中国专利申请CN201710520635.8公开了两坯复合生产的具有优良内部质量、低温冲击韧性和抗层状撕裂性能的低合金特厚钢板。通过采用370mm或450mm厚连铸坯，通过电子束焊接复合轧制并正火处理，得到满足探伤要求以及具备一定低温韧性的特厚钢板。
以上两篇专利属于同质复合范畴。
中国专利申请CN201610211275.9公开了一种不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法。通过不锈钢嵌入碳钢凹槽的方法，将碳钢、不锈钢、不锈钢、碳钢依次叠合，并在两层不锈钢之间涂覆隔离剂，获得复合坯，然后对复合坯进行轧制，得到异质复合钢板。
中国专利申请CN201810890483.5公开了一种三代核电站高剪切强度特厚复合钢板及其制造方法。将不锈钢、碳钢、碳钢、不锈钢依次叠合，并在两层碳钢之间涂覆隔离剂，获得复合坯，并对复合坯进行四边封焊轧制，再经过调质处理得到成品厚度29-100mm的核电站用复合板。
中国专利申请CN201810890483.5公开了一种不锈钢特厚复合板的生产方法。通过将两块不锈钢放入嵌套内，再在上下覆盖基材碳钢进行组合焊接，得到上下两块异质特厚不锈钢复合板。属于异质复合，但由于采用多层组坯方式，对于成品厚度有一定的限制。说明书中对于复合后钢板性能没有进行详细阐述，因此，使用场景不明确。
以上专利申请涉及的特厚板生产方式均为同质复合或者异质对称复合，同质复合无法解决复合钢板两面材质不同应用场景的问题，使用环境受限。异质对称复合可以解决上述问题，但由于采用上下对称组坯，坯料尺寸较厚，通常可以达到600-1000mm，对于设备的负荷以及轧机极限轧制厚度要求较高，对于产线的适用性差，不利于大批量生产。同时由于采用多层对称组坯方式轧制，会存在诸如芯部材质冷却不足，易造成不锈钢碳化物析出，影响腐蚀性能，无法通过在线水冷的方式调节性能，需要在后续经过一系列热处理手段调整，增加生产成本等问题。
WO2020/134675A1公开了一种耐蚀船用复合钢板及其制造方法，该耐蚀复合钢板为两层结构，一层为双相不锈钢，一层为碳钢，采用双屏障真空组坯法进行轧制，具有良好的结构强度和优异的耐蚀性能，且同时实现结构减重，但不锈钢与碳钢界面的结合强度仍有进一步提高的空间。
本领域仍需要一种在具有优良的拉伸性能、低温冲击性能的同时还具有更优异的层间结合性能的复合钢板。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种复合钢板，包括基层和在基层之上的覆层，其中，复合钢板的厚度为60-120mm；
覆层由不锈钢制成，不锈钢的化学成分以质量百分比计，含有：0＜C≤0.08％，0＜Si≤1.0％，0＜Mn≤2.0％，Cr：18.0-20.0％，Ni：8.0-11.0％，0＜S≤0.03％，0＜P≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质，
基层由碳钢制成，碳钢的化学成分以质量百分比计，含有：0＜C≤0.24％，0＜Si≤0.55％，0＜Mn≤1.60％，0＜P≤0.035％，0＜S≤0.035％，0＜Cr≤0.30％，0＜Ni≤0.30％，0＜Cu≤0.40％，余量为Fe及不可避免的杂质，
基层与覆层之间的粘结强度在500MPa以上。
采用本发明的技术方案，通过提供具有一定厚度的扩散层，能使具有大厚度(60-120mm)的复合钢板的基层和覆层之间表现出极高的粘结强度，同时使复合钢板具有优良的拉伸性能和低温冲击性能。
本发明的复合钢板采用的不锈钢和碳钢可以是本领域常用的钢材。例如，不锈钢可以是奥氏体不锈钢，尤其是从耐高温性、加工性能和韧性的角度考虑，优选304L奥氏体不锈钢，其成分满足GB/T 4237-2015《不锈钢热轧钢板和钢带》标准。碳钢可以是低合金高强度结构钢板，从高强度、高韧性、抗疲劳、抗冲击、焊接易加工性等角度考虑，优选Q355C碳钢，其成分满足GB/T 3274-2017《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带》标准。
优选地，覆层的化学成分以质量百分比计，含有：C：0.02-0.045％，Si：0.3-0.6％，Mn：1.0-1.4％，Cr：18.0-19.0％，Ni：8.0-9.0％，0＜P≤0.03％，0＜S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，基层的化学成分以质量百分比计，含有：C：0.03-0.1％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.0-1.5％，0＜P≤0.01％，0＜S≤0.005％，Cr：0.24-0.3％，Ni：0.10-0.25％，Cu：0.1-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，覆层(不锈钢)具有奥氏体组织，通过轧后快速冷却防止碳化物析出提高抗晶间腐蚀能力；基层(碳钢)具有多边形铁素体、贝氏体和体积分数小于上述多边形铁素体和贝氏体的少量马奥岛组织，使碳钢兼具铁素体的韧性以及贝氏体的强度，同时少量分布于铁素体及贝氏体上的马奥岛可以进一步碳钢的改善冲击性能。
优选地，在基层中，铁素体的体积分数为40-60％，贝氏体的体积分数为30-50％，马奥岛的体积分数为5-10％。更优选地，碳钢中铁素体晶粒度在5级以上。
优选地，在基层和覆层之间存在扩散层，扩散层的平均厚度为15-25μm。
优选地，在上述复合钢板中，基层的屈服强度为300-500MPa，抗拉强度为500-600MPa，0℃冲击功为200-400J，优选为300-400J；和/或，覆层的屈服强度为400-500MPa，抗拉强度为650-750MPa，0℃冲击功为200-300J。
优选地，在上述复合钢板中，覆层与基层的界面的粘结强度为550-650MPa。
本发明的第二方面提供了一种制造上述复合钢板的方法，包括依次进行的以下步骤：
1)组坯：准备不锈钢和碳钢，尺寸加工后，将不锈钢和碳钢叠合，进行真空封焊，获得复合坯，对复合坯进行抽真空处理，使真空度在0.01Pa以下；
2)加热：将复合坯加热至1150-1250℃；
3)轧制：包括第一次轧制和第二次轧制，其中，
第一次轧制采用纵向轧制，纵向为复合坯的长度方向，轧制时上层为不锈钢，下层为碳钢；
再将复合坯翻面，轧制时上层为碳钢，下层为不锈钢，进行第二次轧制，获得轧后钢板；
4)冷却：先采用压缩空气或水对轧后钢板进行第一阶段冷却，再对轧后钢板进行堆冷，获得复合钢板。
上述第一次轧制为多道次轧制，每道次的压下率均为5-10％。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中，通过轧制使不锈钢和碳钢界面处的原子相互扩散，在异质的覆层和基层之间形成扩散层，从而获得所需的具有优异粘结强度的复合钢板。
压下率在10％以下可以避免轧制时钢板翘曲，在5％以上进行多道次轧制可以使碳钢-不锈钢复合界面的组织充分混合，从而确保第一次轧制后钢板复合界面的粘结强度在500MPa以上。
优选地，上述第二次轧制为多道次轧制，每道次压下率为10-20％，终轧温度为850-1000℃，优选为870-950℃，更优选为890-920℃。
第二次轧制可以通过采用较大的压下率促进晶粒的破碎与再结晶，终轧温度的控制可以避免在两相区轧制而出现异常粗大的组织，同时轧制后能够快速冷却到相变温度，进一步抑制组织长大，通过细化晶粒的方式提升材料强度和低温冲击韧性。
优选地，上述第一阶段冷却的开冷温度为830-1000℃，优选为830-880℃，冷却速度为5-20℃/s，优选为10-20℃/s，终冷温度为500-650℃，优选为500-580℃。
优选地，上述方法中，在将奥氏体不锈钢片材与碳钢或低合金钢片材叠合、进行真空封焊之前，对奥氏体不锈钢和碳钢或低合金钢的表面进行预处理，所述预处理包括去除氧化皮和脏污，所述抽真空将真空度降低至0.01Pa以下。
本发明中，通过双层异质复合得到兼顾不锈钢耐蚀性能与碳钢力学性能的特厚复合钢板，其可广泛应用于在水电等腐蚀环境中使用的结构件中，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.采用双层异质复合组坯方式，相较于传统的同质复合而言材料的应用场景更广泛，相较于异质对称四层组坯或多层组坯方式，所需坯料尺寸更小，对于轧机等生产设备的负荷要求更低，对于产线的适用性更强，更利于大批量生产。
2.通过采用两次轧制策略，在第一次轧制过程中通过小压下多道次变形，确保复合界面充分结合，避免了由于大变形造成的焊缝及界面错位产生未结合区域。在第二次轧制过程中通过大压下促进原始晶粒的破碎与再结晶，起到细晶强化的作用，保证产品的性能要求。
3.在第二次轧制时不锈钢层置于下部，可有效避免由于不锈钢置于上层时冷缩更快造成的钢板上翘积水进而恶化轧制板型的问题，可显著改善此类双层异质复合钢板的轧后板型。
4.由于轧制后水冷过程中不锈钢层与碳钢层表面均裸露在外部，可以通过调整上下层冷却速度分别控制不锈钢层与碳钢层的性能，优于异质对称复合钢板轧后芯部材料冷却不足需通过后续热处理进行性能改善的工艺路径，提高了生产效率。同时快速冷却可以抑制碳化物的析出进而抑制晶界贫铬区的出现，降低不锈钢由于碳化物析出造成的晶间腐蚀倾向。
5.通过轧后进入缓冷坑堆冷的方式，减少异质材料界面析氢倾向，进一步提高界面的结合强度。
本发明的复合钢板制备方法通过对轧制过程的优化，能获得板型优良的轧后钢板，同时使成产出的复合钢板具有优异的力学性能。
附图说明
图1示出本发明实施例1的复合钢板沿厚度方向的组织照片；
图2示出沿图1中的箭头方向进行Fe元素线扫描的结果。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的实施方式进行具体说明。其中，若无特别说明，所有百分比均以质量计。
一.复合钢板
本发明的复合钢板具备基层和与所述基层表面接合的覆层，以及基层和覆层之间的扩散层。
1.基层构成
所述基层由碳钢或低合金钢构成。所述碳钢或低合金钢可以是本领域(尤其是水电领域)中常用于压力管道、压力容器、水电(辅助)设备的碳素结构钢或低合金钢，优选满足《GB/T 4237-2015不锈钢热轧钢板和钢带》标准。其例子有Q355钢、Q390钢等，其中，从力学性能、加工性和成本等角度考虑，优选Q355C钢。
下面就基层钢材的优选化学组分的设计原理进行说明。
C：C是奥氏体稳定化元素，在钢中起固溶强化的作用，可明显提高钢的强度，但是C含量太高，对焊接性能和韧性不利，也更容易增加珠光体组织以及马奥岛等硬相组织，对钢的耐腐蚀性能有不利影响，因此，考虑到钢板的强韧性匹配以及对碳钢材料的可焊性要求，所述碳钢层中C含量控制在0.24％以下，优选0.03％以上、0.10％以下。
Si：Si是脱氧元素。另外，Si可溶于铁素体，起到固溶强化的作用，显著提高钢的强度和硬度。所述碳钢层中Si含量控制在0.55％以下，优选0.1％以上、0.3％以下。
Mn：Mn可以推迟珠光体转变，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性，同时对钢具有固溶强化作用，是钢中的主要固溶强化元素。但Mn含量太高容易出现偏析带以及马氏体组织，对钢的韧性有不利影响，同时偏析带的出现对钢的耐腐蚀性能也会有所降低。所述碳钢层中Mn含量控制在1.6％以下，优选1.0％以上、1.5％以下。
P、S：P和S均是碳钢中常见的杂质元素，其中，P会增加中心偏析部的硬度而使耐HIC特性劣化，S一般在钢中作为硫化物系夹杂物存在，使韧性、耐HIC特性劣化。因此，宜抑制P和S的含量，优选使P和S含量分别在0.035％以下，优选P在0.01％以下，S在0.005％以下。
Cr：Cr是缩小奥氏体相区元素，也是中强碳化物元素，可溶于铁素体。Cr提高奥氏体的稳定性，使得C曲线右移，因此可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。Cr也降低奥氏体转变温度，使得形成的(Fe，Cr)3C、(Fe，Cr)7C3和(Fe，Cr)23C7等多种碳化物在较低温度析出，使得组织和碳化物细化，可明显提高钢的强度和硬度，但Cr对钢的韧性有不利影响。综合上述因素，本发明技术方案将碳钢层中Cr含量控制在0.30％以内，优选0.24％以上。
Ni：Ni在钢中只溶于基体相铁素体和奥氏体，不形成碳化物，奥氏体稳定化作用非常强，另外Ni元素还可以提高钢的低温韧性，因此在本发明技术方案中，碳钢层中Ni的加入量控制在0.3％以内，优选0.1％以上、0.25％以下。
Cu：Cu在钢中主要以固溶态和单质相沉淀析出状态存在，固溶的Cu起到固溶强化作用；由于Cu在铁素体中的固溶度随温度降低迅速减小，因而在较低温度下，以过饱和固溶的Cu以单质形式沉淀析出，起到析出强化作用。另外，在碳钢层中加入少量的Cu还可以显著提高复合钢板的抗大气腐蚀能力。因此，在本发明技术方案中，碳钢层中Cu的加入量控制在0.40％以内，优选0.1％以上、0.3％以下。
本发明中，基层钢材中，视需要，还可添加适量的Mo、Ni、V、Nb、Ti、Al、N等元素。
本发明中，基层钢材的拉伸强度通常控制在500-620MPa的范围内。这是因为拉伸强度低于下限时，钢材的硬度和延展性可能会有问题，而若大于上限，则从化学成分的角度讲，往往需要提高C含量，这会使得钢材塑性下降。一般焊接时，如果含C量超过0.4％，需要采取焊前预热，焊后缓冷或热处理手段来降低钢板在焊接中的淬硬倾向。
本发明中，基层钢材的屈服强度在300MPa以上，优选350MPa以上，更优选400MPa以上，对其上限无特别限制，但从制造成本、实用需求和与其他性能的平衡的角度考虑，屈服强度优选500MPa以下；0℃冲击功(KV2)为200J以上，优选250J以上，更优选300J以上，对其上限无特别限制，但从制造成本、实用需求和与其他性能的平衡的角度考虑，0℃冲击功一般在400J以下。
2.覆层构成
本发明中，所述覆层优选由奥氏体系不锈钢构成。由此，可使复合钢板外表面具有耐腐蚀性。对奥氏体系不锈钢的钢种无特别限制，但优选满足《GB/T 3274-2017不锈钢热轧钢板和钢带》标准。例如可以是SUS304L、SUS316L、SUS317L等。其中，SUS304L因其碳含量低、耐晶间腐蚀性优越、焊接后可不进行热处理而优选。
所述奥氏体不锈钢的化学成分以质量％计，含有：0＜C≤0.08％，0＜Si≤1.0％，0＜Mn≤2.0％，Cr：18.0-20.0％，Ni：8.0-11.0％，0＜S≤0.03％，0＜P≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；优选含有C：0.02-0.045％，Si：0.3-0.6％，Mn：1.0-1.4％，Cr：18.0-19.0％，Ni：8.0-9.0％，0＜P≤0.03％，0＜S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。
下面就覆层钢材的优选化学组分的设计原理进行说明。
C：C在制造复合板时的热履历中以碳化物的形式在晶界析出，使耐腐蚀性劣化。因此，宜抑制C含量在0.08％以下，优选0.02％以上、0.045％以下。
Si：Si是脱氧元素。但若Si含量过小，则效果不充分。而若超过1.0％，则耐腐蚀性劣化。优选Si含量为0.30％以上、0.60％以下。
Mn：Mn能提高钢和淬透性，是形成奥氏体组织的关键元素，但Mn含量过大，会影响钢的韧性、焊接性、耐HIC特性和耐腐蚀性，因此，覆层中的Mn含量宜在2.0％以下，优选1.0％以上、1.4％以下。
Cr：Cr可以提高钢的淬透性，并提高钢的强度和硬度。此外，Cr在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，提高钢的回火稳定性。还可在金属的表面形成保护性高的氧化物覆膜而提高耐点蚀性、耐晶界腐蚀性。另外，Cr通过与Ni复合添加可提高在酸性环境中的耐应力腐蚀开裂性。因此，Cr含量宜在18.0％以上，另外，从与Ni等其他合金的平衡的角度考虑，Cr含量宜在20.0％以下，优选19.0％以下。
Ni：Ni是提高耐腐蚀性的元素，特别是使酸性环境下的耐应力腐蚀开裂性大幅提高。但由于Ni价格昂贵，因此，从耐腐蚀性效果和成本平衡的角度考虑，Ni含量优选在8.0％以上、11.0％以下，优选9.0％以下。
P、S：P和S是会在晶界偏析而使耐腐蚀性劣化的杂质元素。因此，覆层中的P含量优选为0.035％以下，更优选为0.030％以下。覆层中的S含量优选在0.03％以下，优选0.01％以下。
本发明中，视需要，覆层钢材中还可添加适量的Cu、Mo、Al、Ti、N等元素。
本发明中，覆层钢材的屈服强度优选为400MPa以上，对其上限无特别限制，但从制造成本、实用需求和与其他性能的平衡的角度考虑，屈服强度一般在500MPa以下；抗拉强度优选在650MPa以上，对其上限无特别限制，但从制造成本、实用需求和与其他性能的平衡的角度考虑，抗拉强度优选在750MPa以下。
3.复合钢板构成
本发明的复合钢板中，由碳钢或低合金钢构成的基层的厚度约为40-110mm。由奥氏体不锈钢构成覆层的厚度约为5-20mm。复合钢板的厚度为60-120mm，优选为70-100mm。
需要说明的是，碳钢基层与不锈钢覆层复合的界面在厚度方向上由于碳钢基层与不锈钢覆层的元素含量的不同，因而导致含量较高的元素向含量较低的一侧扩散运动，从而形成深入两侧各约5-20μm的过渡层，过渡层各元素的平均成分介于此元素在相应的基层成分和覆层成分中间，呈梯度过渡。例如：处于不锈钢覆层侧的质量百分比较高的合金元素例如Cr、Ni向基层侧扩散，而基层内的质量百分比较高的碳元素向覆层侧扩散，过渡层内的C、Cr、Ni元素的平均成分介于不锈钢覆层和碳钢基层中间。本发明中，扩散层的平均厚度通常在15～25μm之间。
所述基层与所述覆层的接合界面处的结合强度在500MPa以上，优选550MPa以上，更优选600MPa以上。对其上限无特别限制，但从制造成本、实用需求和与其他性能的平衡的角度考虑，一般在650MPa以下。
本发明实施例1-7的复合钢板通过依次进行的以下步骤制得：
1)组坯：分别选择具有所需厚度和组分的不锈钢和碳钢，并分别加工至所需的尺寸，随后将不锈钢和碳钢表面的氧化皮和脏污去除，再将不锈钢和碳钢叠合，进行真空封焊，将不锈钢与碳钢进行四边结合，获得复合坯，并对复合坯进行抽真空处理，真空度小于0.01Pa；选用的不锈钢和碳钢的组分和厚度如表1所示。
本发明中，也可将2个上述双层结构的复合坯彼此以不锈钢的露出的一面相向地在厚度方向上叠放，四周封焊后，形成四层结构的复合坯。
2)加热：将复合坯加热至1150-1250℃，总在炉时间为300-400min，加热后出炉进轧机轧制。
3)轧制：包括第一次轧制和第二次轧制，优选只进行两次轧制。其中，
第一次轧制采用纵向轧制，纵向为复合坯的长度方向，轧制时上层为不锈钢，下层为碳钢；轧后堆冷；
随后将复合坯翻面并再次加热至1150-1250℃，进行第二次轧制，轧制时上层为碳钢，下层为不锈钢，获得轧后钢板。
4)冷却：先采用压缩空气或水对轧后钢板进行第一阶段冷却，随后对轧后钢板进行堆冷，获得所述复合钢板。
本发明中，加热温度的选择综合考虑了奥氏体不锈钢与碳钢的物理特性，能使铌、钛等的碳化物全部或部分溶解，使碳钢以及奥氏体不锈钢中可能存在的偏析合金元素具有更好的均匀分布，有利于完全冶金结合，并确保在奥氏体晶粒不长大的情况下获得均匀的奥氏体组织。
本发明中，通过轧制使不锈钢和碳钢界面处的原子相互扩散，在异质的覆层和基层之间形成扩散层，从而获得所需的具有优异粘结强度的复合钢板。
在步骤2中，优选地，第一次轧制时，将复合坯轧制到成品厚度的1.5-2.5倍，更优选1.5-2.0倍左右。
优选地，第一次轧制时对复合坯进行多道次轧制，每道次压下率均为5-10％。压下率在10％以下可以避免轧制时钢板翘曲，在5％以上进行多道次轧制可以使碳钢-不锈钢复合界面的组织充分混合，从而使钢板复合界面具有良好的粘结强度。优选地，第二次轧制为展宽轧制，具体地，对复合坯进行多道次轧制，每道次压下率均为10-20％。终轧温度为850-1000℃，优选为870-950℃，更优选为890-920℃。
第二次轧制通过采用较大的压下率以提供足够的形变储存能量，确保材料的塑性变形，促进晶粒的破碎与再结晶。即，使得复合材料界面的金属原子在足够的压缩应力之下，形成原子通过扩散形成相互渗透，使界面能够达到原子间的结合和足够的变形，在界面经历几次再结晶，从而提升复合钢板的冲击性能。
终轧温度控制在850-1000℃，是为了在高于覆层不锈钢碳化物析出温度以及接近基层奥氏体再结晶温度区间进行轧制。
在步骤4中，优选地，进行第一阶段冷却时，开冷温度为830-1000℃，更优选为830-880℃，冷却速度为5-20℃/s，更优选为10-20℃/s，终冷温度为500-650℃，更优选为500-580℃，随后轧后钢板下线进入缓冷坑集中堆放，待冷却到200℃以下后出坑堆放。
更优选地，用水对上述轧后钢板进行第一阶段冷却，其中上下水量比约为1∶2-1∶4，最优选上下水量比为1∶3左右。
实施例
下面通过实施例对本发明的实施方式作更具体的说明。但下面的实施例只是对本发明的实施方式的具体描述，而不应认为是对本发明的范围的任何限定。另外，除非另有说明，本说明书中使用的百分比均以质量计。
实施例1
使用宝山钢铁股份有限公司生产的碳钢Q355C(厚度：280mm)作为基层用钢坯，使用宝山钢铁股份有限公司生产的不锈钢SUS304L(00Cr19Ni10；厚度：50mm)作为覆层用钢坯。碳钢和不锈钢的化学组成如下表1所示。
对复合坯按下表2所示工艺条件进行处理。具体如下。
经过表面机加工去除氧化皮、保证表面粗糙度以及平直度，利用真空封焊的方式将覆层与基层四边结合，并对结合面进行抽真空处理，使真空度小于0.01Pa，最终组合坯厚度为330mm。
随后对组合坯加热轧制。第一次轧制时，使复合坯上层为不锈钢，下层为碳钢，将复合坯在加热炉中加热至1220℃，总在炉时间355min。加热后出炉，送入轧机轧制。轧制过程中每道次压下率均控制在8％左右，最终轧制至220mm，完成第1次轧制。然后对该复合坯进行堆冷操作。
待冷却后将复合坯进行翻面，使上层为碳钢，下层为不锈钢，进炉加热，加热温度与第1次轧制相同，总在炉时间300min，加热后出炉轧制，每道次压下率每次控制在13％左右，最终将复合坯轧制至80mm左右。终轧温度控制在915℃。
轧制后用水冷却。上下水量比约为1∶3，冷却速度约为18℃/s，终冷温度612℃，随后下线进入缓冷坑集中堆放，待冷却至200℃以下后出坑堆放。测定所得复合钢板的各项性能，并示于下表3。
其中，晶粒度评级按如下进行：根据GB/T 6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》采用截点法对不锈钢和碳钢中的铁素体组织分别进行晶粒度评级。
碳钢和不锈钢的屈服强度和抗拉强度参照GB/T 6396-2008《复合钢板力学及工艺性能方法》以及GB/T 228-2010《金属材料室温拉伸试验方法》进行测量。
碳钢和不锈钢的0℃冲击功(KV2)(纵向)参照GB/T 6396-2008《复合钢板力学及工艺性能方法》以及GB/T 229-2020《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》测量。
复合钢板的覆层和基层之间的粘结强度参照GB/T 6396-2008《复合钢板力学及工艺性能方法》进行测量。
复合钢板的探伤参照NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分：超声检测》第1号修改单新表6和新表7I级标准进行检测。
不锈钢的晶间腐蚀参照GB/T4334-2000《金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法》(E法)进行测量。
实施例2-7和对比例1-5
按与实施例1基本相同的步骤，使用下表1所示的钢材制备实施例2-7和对比例1-5的复合钢板并测定它们的性能。具体工艺条件和性能结果如下表2和3所示。
表1示出选用的不锈钢和碳钢的钢坯组分(单位为wt.％)和厚度，其中，不锈钢和碳钢组分的余量均为Fe和除了P、S以外不可避免的杂质。
表1
表2示出了获得实施例1-7和对比例1-5的复合钢板采用的具体工艺参数，以及复合钢板的成品厚度。
表2中所示复合钢板编号的含义为，例如采用的复合钢板编号为1-3，指的是选用表1中编号为1的不锈钢以及表1中编号为3的碳钢的复合钢板。
表3示出实施例1-7和对比例1-5的复合钢板中碳钢和不锈钢的金相组织和力学性能，扩散层的厚度。
复合钢板中不锈钢由奥氏体构成，碳钢的组织为多边形铁素体与贝氏体组织以及少量马奥岛，其中的体积分数为多边形铁素体约为40-60％，贝氏体组织约占30-50％，马奥岛约占5-10％。由于基层与覆层的Fe元素成分相差较大，复合前界面两侧的Fe元素应为阶跃式变化，本发明的钢板经过轧制复合后，复合界面附近的Fe元素呈现连续变化的趋势，即发生了Fe元素从碳钢向不锈钢的扩散，使界面附近碳钢层Fe元素低于碳钢基体，不锈钢层Fe元素高于不锈钢基体，故扩散层定义即复合界面附近Fe元素的含量过渡变化区域长度。在本发明中，将碳钢中与基体相比Fe含量降低5％的位置作为扩散层的第一边界，将不锈钢中与基体相比Fe含量增加5％的位置作为扩散层的第二边界，将第一边界到第二边界的距离定义为扩散层的厚度。
图1示出本发明实施例1的复合钢板界面处的照片，图2示出对图1中显示的钢板沿箭头方向进行Fe元素线扫描的结果，元素计数率(单位为CPS，COUNTS PER SECOND)表示元素在该位置的含量高低，线扫描结果体现了元素在该条直线上的含量变化趋势。结果显示，实施例1的复合钢板的扩散层平均厚度约为18μm。本发明中扩散层的平均厚度为在视场中取10个不同位置，进行Fe元素线扫描所获得的扩散层厚度的平均值。
由表3可知，采用本发明的制备工艺获得的复合钢板的总厚度为60-120mm，其中扩散层厚度在17-21μm之间，钢板中不锈钢的金相组织为奥氏体，其中奥氏体的晶粒度级别在4-6之间，屈服强度为400-600MPa，抗拉强度为650-850MPa，碳钢的金相组织为多边形铁素体+贝氏体+少量马奥岛，其中铁素体的晶粒度级别在5-7级之间，屈服强度为300-500MPa，抗拉强度为500-600MPa，0℃冲击功为200-400J。实施例1-7的复合钢板中覆层和基层的结合处(扩散层)未检出缺陷，探伤合格率为100％。实施例1-7中的不锈钢均未表现出晶间腐蚀。
对比例1由于采用的第一次及第二次轧制压下率、冷却速度不在本发明限定的范围，因此晶粒度、晶间腐蚀、粘结强度不能满足要求。
对比例2由于采用的第二次轧制压下率不在本发明限定的范围，因此粘结强度不能满足要求。
对比例3由于采用的终轧温度、终冷温度、冷却速度不在本发明限定的范围，因此晶间腐蚀不能满足要求。
对比例4由于采用的终轧温度、开冷温度、终冷温度不在本发明限定的范围，因此冲击性能不能满足要求。
对比例5由于采用的轧制压下率不在本发明限定的范围，因此晶粒度、粘结强度不能满足要求。
通过本发明的制备方法，尤其是对轧制和冷却工艺的控制，使钢板中基层和覆层之间界面的粘结强度为550-650MPa，复合钢板表现出良好的板型、优异的力学性能以及耐蚀性。
本发明的制备方法简单易行，非常适于大批量生产水电用异质复合钢板。
需要说明的是，本发明中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，除非彼此之间产生矛盾。在不脱离本发明的范围的情况下可对本发明进行各种修改和变化，这对本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，作为一个实施方式的一部分显示或描述的特征可以与另一个实施方式一起使用以产生又一个实施方式。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的这些修改。

Claims (12)

1.一种复合钢板，包括基层和在所述基层之上的覆层，其中，所述复合钢板的厚度为60-120mm，
所述覆层由不锈钢制成，所述不锈钢的化学成分以质量百分比计，含有：0＜C≤0.08％，0＜Si≤1.0％，0＜Mn≤2.0％，Cr：18.0-20.0％，Ni：8.0-11.0％，0＜S≤0.03％，0＜P≤0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述基层由碳钢制成，所述碳钢的化学成分以质量百分比计，含有：0＜C≤0.24％，0＜Si≤0.55％，0＜Mn≤1.60％，0＜P≤0.035％，0＜S≤0.035％，0＜Cr≤0.30％，0＜Ni≤0.30％，0＜Cu≤0.40％，余量为Fe及不可避免的杂质，
所述基层与覆层之间的粘结强度在500MPa以上。
2.根据权利要求1所述的复合钢板，其中，所述覆层的化学成分以质量百分比计，含有：C：0.02-0.045％，Si：0.30-0.60％，Mn：1.0-1.4％，Cr：18.0-19.0％，Ni：8.0-9.0％，0＜P≤0.03％，0＜S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质；和/或
所述基层的化学成分以质量百分比计，含有：C：0.03-0.10％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.0-1.5％，0＜P≤0.01％，0＜S≤0.005％，Cr：0.24-0.30％，Ni：0.10-0.25％，Cu：0.1-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的复合钢板，其中，所述覆层具有奥氏体组织，所述基层具有多边形铁素体、贝氏体和体积分数小于所述多边形铁素体和贝氏体中任一个的马奥岛组织。
4.根据权利要求3所述的复合钢板，其中，在所述基层中，铁素体的体积分数为40-60％，贝氏体的体积分数为30-50％，马奥岛的体积分数为5-10％；和/或，铁素体晶粒度在5级以上。
5.根据权利要求1所述的复合钢板，其中，在所述基层和所述覆层之间存在扩散层，所述扩散层的平均厚度为15-25μm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合钢板，其中，
所述基层的屈服强度为300-500MPa，抗拉强度为500-600MPa，0℃冲击功为200-400J；和/或，
所述覆层的屈服强度为400-500MPa，抗拉强度为650-750MPa，0℃冲击功为200-300J。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的复合钢板，其中，所述覆层与所述基层的界面的粘结强度为550-650MPa。
8.一种制造权利要求1-7中任一项所述的复合钢板的方法，包括依次进行以下步骤：
1)组坯：准备不锈钢和碳钢，尺寸加工后，将不锈钢和碳钢叠合，进行真空封焊，获得复合坯，对所述复合坯进行抽真空处理，使真空度在0.01Pa以下；
2)加热：将所述复合坯加热至1150-1250℃；
3)轧制：包括第一次轧制和第二次轧制，其中，
所述第一次轧制采用纵向轧制，轧制时上层为所述不锈钢，下层为所述碳钢；
再将所述复合坯翻面，使上层为所述碳钢，下层为所述不锈钢，进行第二次轧制，获得轧后钢板；
4)冷却：先采用压缩空气或水对所述轧后钢板进行第一阶段冷却，再对所述轧后钢板进行堆冷，获得所述复合钢板；
其中，所述第一次轧制为多道次轧制，每道次压下率为5-10％。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二次轧制为多道次轧制，每道次压下率为10-20％，终轧温度为850-1000℃。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述第一阶段冷却的开冷温度为830-1000℃，冷却速度为5-20℃/s，终冷温度为500-650℃。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一阶段冷却的开冷温度为830-880℃，冷却速度为10-20℃/s，终冷温度为500-580℃。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述冷却步骤为用水对所述轧后钢板进行第一阶段冷却，采用的上下水量比为1：2-1：4，随后钢板进入缓冷坑集中堆放，待冷却到200℃以下后出坑堆放。
CN202310084254.5A 2023-01-31 2023-01-31 复合钢板及其制造方法 Pending CN118418539A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310084254.5A CN118418539A (zh) 2023-01-31 2023-01-31 复合钢板及其制造方法
PCT/CN2024/073614 WO2024160091A1 (zh) 2023-01-31 2024-01-23 复合钢板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310084254.5A CN118418539A (zh) 2023-01-31 2023-01-31 复合钢板及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118418539A true CN118418539A (zh) 2024-08-02

Family

ID=92025633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310084254.5A Pending CN118418539A (zh) 2023-01-31 2023-01-31 复合钢板及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN118418539A (zh)
WO (1) WO2024160091A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6210114B2 (ja) * 2013-10-21 2017-10-11 Ｊｆｅスチール株式会社 オーステナイト系ステンレスクラッド鋼板およびその製造方法
EP3733893B1 (en) * 2017-12-28 2024-01-31 JFE Steel Corporation Cladded steel plate
WO2020071343A1 (ja) * 2018-10-01 2020-04-09 日鉄ステンレス株式会社 オーステナイト系ステンレスクラッド鋼板および母材鋼板ならびにクラッド鋼板の製造方法
CN110527906B (zh) * 2019-09-02 2021-01-08 鞍钢股份有限公司 一种600级耐磨复合板及其生产方法
CN113106327B (zh) * 2020-01-13 2022-06-24 宝山钢铁股份有限公司 一种高耐蚀带钢及其制造方法
JP2022186396A (ja) * 2021-06-04 2022-12-15 日鉄ステンレス株式会社 クラッド鋼板およびその製造方法ならびに溶接構造物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024160091A1 (zh) 2024-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109532144B (zh) 一种超级双相不锈钢复合钢板及其制造方法
CN111361235B (zh) 一种高耐蚀船用复合钢板及其制造方法
EP4092151A1 (en) High corrosion-resistance strip steel and manufacturing method therefor
JP4687531B2 (ja) 原油タンク用鋼およびその製造方法
JP6705569B1 (ja) クラッド鋼板およびその製造方法
CN110462087B (zh) 复合钢板及其制造方法
AU2017364679A1 (en) High-strength corrosion-resistant composite chequered iron and manufacturing method therefor
KR102525415B1 (ko) 오스테나이트계 스테인리스 클래드 강판 및 모재 강판 그리고 클래드 강판의 제조 방법
JP5061649B2 (ja) 脆性き裂伝播停止特性に優れた厚さ５０ｍｍ以上の厚鋼板
KR102353731B1 (ko) 가공용 주석 도금원판 및 그 제조방법
EP3901305B1 (en) High-strength structural steel having excellent cold bendability, and manufacturing method therefor
US11130161B2 (en) High-strength corrosion-resistant composite chequered iron and manufacturing method therefor
CN115625222A (zh) 一种碳钢铁素体不锈钢轧制复合板及其制造方法和应用
CN118418539A (zh) 复合钢板及其制造方法
JP2019007055A (ja) 母材が高強度で低温靱性に優れたクラッド鋼板およびその製造方法
JPH0716792B2 (ja) クラッド鋼板の製造方法
JPH05261567A (ja) 優れた低温靭性を有するクラッド鋼板の製造方法
CN113166896A (zh) 抗氢致开裂性优异的压力容器用钢材及其制备方法
KR20160121712A (ko) 초대입열 용접용 강판의 제조 방법과 이에 의해 제조된 초대입열 용접용 강판
KR101778403B1 (ko) 강도 및 성형성이 우수한 클래드 강판 및 그 제조방법
JPH03229819A (ja) 耐食性に優れた複合鋼板の製造方法
JPH04263016A (ja) 低温靱性の優れたクラッド鋼板の製造法
JPH03285016A (ja) 耐食性及び靭性に優れた複合鋼板の製造方法
CN112981251B (zh) 一种船舶用高耐蚀不锈钢复合板及其制备方法
WO2023143290A1 (zh) 一种耐硫酸铝腐蚀的高强度管道及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination