一种高强度搪玻璃用热轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种高强度搪玻璃用热轧钢板及其制造方法，其成分按重量百分比为：C：0.06％～0.20％、Si≤0.15％、Mn：0.80％～2.0％、P：0.05％～0.12％、S≤0.020％、Ti：0.09％～0.20％、Nb：0.03％～0.07％、V：0.01％～0.05％、Als：0.005％～0.050％、N≤0.0060％，Ti/C：0.5～1.5，其余为铁及不可避免的杂质。连铸坯加热温度为1180～1250℃，粗轧阶段轧制温度≥1100℃，精轧阶段开轧温度为900～980℃、终轧温度为900～840℃，轧后水冷的冷却速度控制在10～40℃/s之间，终冷温度为580～730℃。获得的钢板屈服强度达到450MPa级以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及搪玻璃用热轧钢板，特别涉及一种高强度搪玻璃用低合金热轧钢板及其制造方法。
技术介绍
所谓搪玻璃是指将含硅量高的搪玻璃瓷釉涂于金属(钢铁)表面，通过高温搪烧，使瓷釉密着于钢板表面。因此，搪玻璃钢板具有了类似玻璃的化学稳定性和金属强度的双重优点。正是因为搪玻璃钢板的独特性能，使得搪玻璃钢板广泛适用于化工、医药、染料、农药、有机合成、石油、食品制造和国防工业等领域，以代替昂贵的不锈钢和有色金属。作为搪玻璃设备主要制造材料的钢板，其性能好坏直接影响着最终制品的质量水平和使用寿命，因此国外发达国家大多都采用专用钢板，并有相应的材料标准。我国最早开发的T06TiA、09MnTi、09MnTiNb等一系列用于制造搪玻璃设备的专用钢种，在当时的历史条件下很好地满足了市场需要。然而，由于当时的工艺状况比较落后，生产出的这些专用产品的成材率还不到70％，使成本大幅上升，严重制约了其在搪玻璃设备行业的推广和普及，无法从根本上改变我国用普通碳素钢生产搪玻璃设备的局面。经过20多年的时代变迁，一方面钢厂的冶炼水平有了飞跃性的进步，轧制控制水平、质量控制手段都得到了大幅度提高。另一方面我国搪玻璃行业的格局已经发生了根本性变化。整个行业的生产能力、标准化水平都已经不可同日而语，我国正在成为搪玻璃化工设备的制造中心，整个搪玻璃行业的钢材消耗量已经达到了20万吨，产品已经开始大量向印度、东南亚出口。但是目前行业内仍在使用价格低廉的Q235A、Q235B、Q235C、20g、20R钢等材料代用。这些普通钢板在搪玻璃工艺过程中经常会产生鳞爆、密着不良和气孔等缺陷，严重损害了搪玻璃设备的产品质量和使用寿命。而且往往需要经过多次反复搪烧才能获得合格的制品，造成搪玻璃设备普遍存在质量不稳定、使用寿命短等缺点。日本村上英邦、西村哲等人申请的三项中国专利技术专利，分别是专利号200780035777.X耐鳞爆性显著优良的搪瓷用钢板及其制造方法，其化学成分质量百分比为C：0.003％～0.010％、Si：0.001％～0.100％、Mn：0.03％～1.30％、P≤0.035％、S≤0.08％、Nb：0.055％～0.250％、O：0.005％～0.085％，Al：0.0002％～0.010％、N：0.0055％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成；专利号CN200680050708.1抗鳞爆性显著优异的连铸搪瓷用钢板及其制造方法，其化学成分质量百分比为C：0.010％以下、Mn：0.03％～1.30％、Si：0.100％以下、Al：0.030％以下、N：0.0055％以下、P：0.035％以下、S：0.08％以下、O：0.005％～0.085％、B：0.0003％～0.0250％和专利号CN02821685.7搪瓷用钢板及其制备方法，其化学成分质量百分比为C：0.010％或更少、Mn：0.03％～1.30％、Si：0.03％或更少、Al：0.020％或更少、N：0.0055％或更少、P：0.035％以下、S：0.025％～0.08％。其中专利号200780035777.X和CN200680050708.1专利技术专利中共同点是低C成分设计，强度低，达不到搪玻璃设备用材的强度要求，同时又添加了Nb元素或B元素，增加成本。专利号CN02821685.7专利技术专利中同样是低C成分设计，强度低，达不到搪玻璃设备用材的强度要求，其制备方法是铸坯经过热轧后进行冷轧、退火处理，生产工序复杂，生产周期长。CN201210265014.7公开了“一种搪玻璃用高强度钢板及其制造方法”，其化学成分质量百分比为C：0.06％～0.15％、Si：0.15％～0.50％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S：0.008％～0.035％、Al：0.001％～0.05％、N：0.003％～0.015％、O：0.001％～0.035％、Ti：0.001％～0.05％、Cu、Cr、Ni、Mo均小于0.10％，余量为Fe和其它不可避免的杂质，其中Ti(％)×N(％)≤3×104。此专利技术中Si含量偏高，Si元素在搪烧过程中会先行生成氧化物膜，阻碍钢板与搪玻璃釉间密着层的生成，对搪玻璃密着性不利。而且钢中的N元素含量偏高，易在高温时析出TiN夹杂物，其尺寸较大，对钢的延性不利。另外此专利技术钢的强度级别为345MPa级，不能适应搪玻璃用钢对强度的更高要求。针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高强度搪玻璃用热轧钢板及其制造方法，钢板强度达到450MPa级，且具有良好的抗鳞爆性能和良好的成型性能，为搪玻璃设备制造行业提供了一种安全可靠的钢板材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高强度搪玻璃用热轧钢板及其制造方法。以固溶强化和沉淀硬化作为主要强化方式。本专利技术钢中通过加入适量的P、V、Nb、Ti元素，充分发挥固溶强化作用，而析出的细小弥散的TiC、NbC和V(CN)析出相，在保证了析出相对基体的沉淀析出强化效果的同时，又有利于提高钢板的抗鳞爆性能。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：化学成分质量百分比为：C：0.06％～0.20％、Si≤0.15％、Mn：0.80％～2.0％、P：0.05％～0.12％、S≤0.020％、Ti：0.09％～0.20％、Nb：0.03％～0.07％、V：0.01％～0.05％、Als：0.005％～0.050％、Ti/C：0.5～1.5、N≤0.0060％，其余为铁及不可避免的杂质。在本专利技术的成分中：(1)C是提高强度最经济有效的元素，但C含量过高会恶化钢的焊接性能及冷成型性能。而且C含量控制在0.20％以下，可以避免搪玻璃后气孔缺陷的发生。因此选择在0.05％～0.20％之间。(2)Si元素在搪烧过程中会先行生成氧化物膜，阻碍钢板与搪玻璃釉间密着层的生成。Si含量超过0.15％时影响搪瓷密着性能，因此限制Si≤0.15％。(3)Mn是提高强度的有效元素，而且成本十分低廉。加入Mn的主要目的是提高钢的强度，但Mn含量过高对塑性不利。Mn在钢中的加入量主要取决于钢的强度级别。本专利技术中控制Mn的含量范围为0.80％～2.0％。(4)Ti/C比是保证搪玻璃性能的重要指标。Ti/C≥0.5，使钢板的微观结构中出现大量具有化学活性的Ti的碳化物、Ti的碳氮化物等析出粒子，可以提供足够的捕氢陷阱，抑制搪烧后发生鳞爆。Ti含量过高会导致连铸时铸坯质量问题。本专利技术钢中Ti/C比的控制范围为0.5～1.5。(5)Ti是作为氢陷阱的析出粒子的重要形成元素。如前所述，其含量应为C的0.5～1.5倍。在这个前提下，为保证形成的氢陷阱的必要表面积，Ti含量应高于0.060％。但高于0.20％时会给板坯连铸带来不良的影响。因此在保证Ti/C比在0.5～1.5的前提下，确定其含量在0.09％～0.20％。(6)Nb是重要的微合金化元素，可提高钢的未再结晶区温度，保障控制轧制的效果，使钢材轧制后晶粒细化，同时Nb与Ti复合析出的粒子具有沉淀强化作用，保证钢板具有较高的强度。低于0.03％效果不足，高于0.07％作用达到饱和。因此确定其范围为0.03％～0.07％。(7)V有很好的析出强化作用。在本专利技术中，依靠其起到补充强化作用。V的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度搪玻璃用热轧钢板，其特征在于，钢中成分按重量百分比为：C：0.06％～0.20％、Si≤0.15％、Mn：0.80％～2.0％、P：0.05％～0.12％、S≤0.020％、Ti：0.09％～0.20％、Nb：0.03％～0.07％、V：0.01％～0.05％、Als：0.005％～0.050％、N≤0.0060％，且Ti/C：0.5～1.5，其余为铁及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度搪玻璃用热轧钢板，其特征在于，钢中成分按重量百分比为：C：0.06％～0.20％、Si≤0.15％、Mn：0.80％～2.0％、P：0.05％～0.12％、S≤0.020％、Ti：0.09％～0.20％、Nb：0.03％～0.07％、V：0.01％～0.05％、Als：0.005％～0.050％、N≤0.0060％，且Ti/C：0.5～1.5，其余为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤莲，郭晓宏，杨玉，刘志伟，李桂艳，赵宝纯，石峰涛，张瑞琪，王柏明，隋轶，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21