一种双面搪瓷用热轧高强度中厚板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种钢材及其制造方法，尤其设及一种搪瓷用钢及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，双面搪瓷用热社中厚钢板主要应用于生产大型水处理设施、化工设施、环保 设施等制造领域，例如，用于城市垃圾渗液和生活污水处理、工业污水处理的拼装罐，又例 如，用于厌氧发酵拼装罐用钢、搪瓷钢板沼气池或组装式搪瓷钢板粮仓拼装罐用钢。双面搪 瓷用热社中厚钢板的主要用途是作为此类拼装罐用搪瓷钢的基板。
[0003] 拼装罐用搪瓷钢的加工工艺步骤为：首先将钢板进行一定弧度的弯折，再经酸洗、 喷砂处理后清除钢板表面氧化铁皮、诱斑，最后采用湿法底釉和烧成。底釉的烧成溫度通 常为840~860°C左右，烧成时间取决于钢板厚度，对于厚度为5mm的钢板，烧成时间约为 10~12min。在进行一次湿法面釉和烧成后，面釉的烧成溫度一般为800~840°C，烧成 时间取决于钢板厚度，对于厚度为5mm的钢板而言，烧成时间约为10~12min。因而，作为 运类用途的钢板必须具有良好涂搪适应性，主要是兼具优良的抗鱗爆性能和较高的屈服强 度，尤其是，要求此类钢板在经过两次搪烧工艺后仍保持较高的屈服强度。
[0004] 普通钢板难W作为搪瓷钢，其原因在于普通钢板容易产生鱗爆缺陷。导致搪瓷制 品产生鱗爆是由氨造成的，氨主要是在酸洗（金属溶解于酸中产生氨）和搪烧（粘±中含 的结晶水与金属反应生成氨）过程中进入到钢板中的。特别是较之于单面搪瓷，当钢板经 双面搪瓷后更容易发生鱗爆现象，运是因为经双面搪瓷后的钢板中胆存的氨更难逸出，当 搪瓷制品在空气中冷却直到瓷釉凝固时，氨来不及逸出而在钢板中达到过饱和状态，进而 形成一定的压力，当压力增大到能够使得搪瓷钢的瓷层脱落时，便会形成鱼鱗爆。为此，在 改进搪瓷工艺的基础上，还需要改善钢板本身的胆氨性能。如果钢板胆氨能力强，那么氨 在钢板中的扩散就慢，运样，在采用相同的搪瓷工艺条件下，进入钢板中的氨就少，并且搪 瓷结束后钢板容纳氨的能力也更强，从而有利于防止搪瓷制品的鱗爆。钢中的晶界、位错、 空穴、夹杂物和析出相等都是良好的胆氨陷阱。对于搪瓷钢来说，需要针对不同的搪瓷用 途，调整钢的成分和生产工艺，W保证钢中有足够的胆氨陷阱，从而令钢板获得良好的抗 鱗爆性能。
[000引例如，公开号为CN1966753A，公开日为2007年5月23日，名称为"一种热社双面 搪瓷用钢板及其制造方法"的中国专利文献公开了一种搪瓷用钢，其各元素成分（wt. % ) 为：C:0. 02%~0. 06%，Si 0. 50%，Mn:0. 15%~0. 40%，P 0. 15%，S 0. 006%， N《0. 003%，Ti:0. 08%~0. 20%，Als:0. 005%~0. 055%，Ti/C:2. 2 ~5,热社状态下组 织为晶粒直径在2μπι~20μπι的铁素体，在组织中均匀分布着直径在20皿W下的TiC粒 子。但是该技术方案的扩孔率没有达到60%W上。
[0006]又例如，公开号为CN101353758A，公开日为2009年1月28日，名称为"一种双面 搪瓷用热社高强度钢板及其制造方法"的中国专利文献公开了一种双面搪瓷钢，其化学元 素质量百分含量为0^.%)的成份组成：(：：〇.〇5%~〇.15%，51《1.〇〇%，111:〇.5〇%~ 2. 00%，P《0. 05%，S《0. 05%，A1 :0. 01 ~0. 10%，N:0. 008%~0. 015%，Ti《0. 05%，V:0. 02~0. 2%，其余为铁及不可避免的杂质。该中国专利文献所公开的技术方案适合生 产厚度小于5mm的钢板，但是不适合生产厚度达到5mmW上的中厚钢板。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种双面搪瓷用热社高强度中厚板，该钢板具有较高的屈 服强度、抗拉强度和延伸率。另外，本发明所述的双面搪瓷用热社高强度中厚板还具备良好 的涂搪性能及优良的抗鱗爆性能。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提出了一种双面搪瓷用热社高强度中厚板，其微观组 织的基体为铁素体或者铁素体+珠光体，基体中弥散分布着TiACzSz析出相及Ti(C、脚析出 相；该双面搪瓷用热社高强度中厚板的化学元素质量百分比含量为：
[0009]C:0. 02 ~0. 15%，
[0010]Si:0. 10 ~0. 50%，
[0011]Μη:0.3 ~1.5%，
[0012] S:0. 006 ~0. 035%，
[0013]A1 :0. 01 ~0. 08%，
[0014]N:0. 006 ~0. 015%，
[0015]Ti:0. 08 ~0. 20%，
[001引Cu:0. 02 ~0. 10%，
[0017] 余量为铁和其他不可避免的杂质。
[0018] 本发明所述的双面搪瓷用热社高强度中厚板中的各化学元素的设计原理为：
[0019] 碳（C):首先碳元素是确保钢板强度的关键元素，随着碳含量的增加，钢板的强度 会上升，但其塑性会下降。其次，碳可W与铁或氮生成化合物Ti(C、脚，其还可W与铁和硫 生成化合物Ti(S、C)，运些析出相弥散分布在钢板的微观组织中，可W作为胆氨陷阱，避免 麟爆现象的发生。通常从成本及工艺控制等方面综合考量，由于钢板中不会加入过量的铁 来完全固定碳、氮和硫，因此在钢板中通常会有自由碳的存在，达到一定条件时会在钢板中 形成珠光体组织，W起到强化作用。但是当碳含量过高时，钢板中会出现较多量的珠光体， 珠光体过多不仅会损害钢的塑性，而且在钢板的搪瓷烧成过程中容易产生大量的气泡，成 为针孔缺陷。因此，在本发明所述的双面搪瓷用热社高强度中厚板中碳的含量应当限定为 0. 02 ~0. 15%。
[0020] 娃（Si):娃元素在钢板中起到固溶强化的作用，同时，娃还可W提高钢板的抗高 溫变形能力，提高钢板在高溫搪瓷烧成过程中的抗软化能力。可当娃含量过高时，钢板的塑 性变差，还有可能影响钢板与瓷釉之间的密着性能。鉴于此，本发明所述的双面搪瓷用热社 高强度中厚板中的娃含量限定为0. 10~0.50%。
[0021] 儘（Μη):儘元素的加入可W提高钢板的强度。儘元素的加入量决定着钢的强度级 另IJ。儘元素过高会严重降低钢的塑性，儘元素过低则会降低钢的强度。儘元素在钢板中还 可W和侣、娃元素共同起到脱氧作用，儘的脱氧作用还可W促进铁的有效作用。故而，将本 发明的钢板中的Μη含量应当控制在0. 3~1. 5%范围之间。
[002引硫做：在不添加铁的钢板中，硫通常与儘化合形成MnS，运是一种塑性优良的夹 杂物，它会随着钢巧的变形而延展，并最终严重损害钢板的横向塑性和初性，因此在不添加 铁的钢板中硫含量应当尽可能地低。然而，在添加铁的情况下，硫优先与铁元素形成化合物 Ti(s、c)，其具有一定的胆氨作用，W此来提高钢板的抗鱗爆性能。由此，本发明所述的双面 搪瓷用热社高强度中厚板中的硫元素应当被限定为0. 006~0. 035%。
[0023] 侣（A1):侣为强脱氧元素。为了保证钢中的氧含量尽量地低，本发明所述的双面 搪瓷用热社高强度中厚板中的侣含量应当控制在0.01~0. 08%之间。
[0024] 铁（Ti)和氮（脚：铁是形成强碳氮化物的元素，加入适量的铁有利于固定钢板中 的氮，形成的氮化铁能够使得钢巧加热时的奥氏体晶粒不过分长大，细化原始奥氏体晶粒。 此外，铁在钢板中还可W与碳、硫化合生成11((：、脚、115、11必52等细小析出化它们^第二 相粒子形式存在，均可W作为胆氨陷阱，从而提高钢板的抗鱗爆性能。然而，一方面铁含量 过高会增加生产成本，另一方面也会对钢板的力学性能产生不利影响。为此，本发明所述的 双面搪瓷用热社高强度中厚板中的铁元素含量应当限定为0. 08~0.20%，氮元素含量则 应当限定为0.006~0.015%。
[0025] 铜（Cu):铜的微量添加有利于钢板的表面沉积，进而提高其与瓷釉间的密着性 能，改善钢板的抗鱗爆性能。但是，过高含量的铜元素不仅会增加生产成本，而且会使得钢 板的耐酸性能增强，不利于钢板在搪瓷前酸洗处理时获得良好的粗糖表面，从而影响钢板 的涂搪密着性能，因此，本发明中铜元素含量应当限定为化：〇. 02~0. 10%。
[0026] 钢中的晶界、位错、空穴、夹杂物和析出相