[发明专利]一种合金材料、搪瓷用钢及其制造方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金材料，特别是搪瓷用钢，更特别是涉及一种热轧高强度搪瓷用钢及其制造方法和用途。

现有技术

搪瓷制品的加工工艺是，对加工成形后的钢板制胚表面进行搪瓷，然后进行高温烧结。钢板经搪瓷后，表面的瓷釉具有耐高温、耐蚀性好、外观美观等特点。但是，普通的钢板很难用于搪瓷用途，原因是经常产生鳞爆。鳞爆是搪瓷制品的主要缺陷。鳞爆产生的机理主要是搪瓷制胚在高温烧结时，瓷浆内的结晶水与钢板表面的铁、碳反应生成原子氢。反应式见下式：

H₂O+Fe→FeO+2H

H₂O+C→CO+2H

原子氢向钢中扩散，以原子或分子的形式溶解于铁，或吸附在钢中的组织孔隙、晶界位错、基体与非金属夹杂物之间的空位处等等。当制品冷却时，氢在钢中的溶解度急剧下降，如果钢中没有足够的吸氢场所，氢原子则会大量逸出，在钢板表面积聚，至一定程度以很大压力冲破瓷釉表面，产生鳞爆剥落。鳞爆的产生就是因为氢气在涂搪冷却时释放所引起的。

导致搪瓷制品产生鳞爆的因素很多，但是搪瓷钢板本身的质量会产生很大的影响。为了提高钢板的抗鳞爆性能，改善钢板内部组织和提高钢板的质量是非常重要的。要防止鳞爆，钢中必须含有足量的夹杂物、空穴或者析出物。夹杂物有利于提高抗鳞爆性能，原因在于在夹杂物周围存在微小空洞，这些微小空洞起着捕捉氢的作用，成为氢陷阱。但是夹杂物会损害钢板的成形性能和力学性能，不同类型的夹杂物以及不同尺寸分布的夹杂物的影响也不尽相同，因此，对于夹杂物的特性要有所选择。对于热轧搪瓷钢板而言，很难产生空穴以提供储氢场所，空穴是冷轧搪瓷钢板的主要技术特点。因此，通常在钢中添加微合金元素以析出碳氮化物粒子捕捉氢成为热轧搪瓷钢板的主要技术特点。

CN101812630A公开了一种深冲用热轧高强度搪瓷钢板，其化学成分为C：0.02-0.10％，Si≤0.10％，Mn：0.05-1.00％，P≤0.05％，S：0.005-0.035％，Al：0.01-0.10％，N≤0.015％，Ti≤0.10％，Ti≤(4*C+3.43*N+1.5S)。该技术一般用来生产厚度小于5mm的热轧薄板，产品适合深冲用，成形性较好，但不适合用于生产5-20mm化工容器用搪瓷钢板。

对于中厚度的高强度搪瓷钢板，既要兼顾提高钢板的强度尤其是搪烧后的钢板强度，更重要的是要提高钢板的抗鳞爆性能。因此，需要开发一种具有高强度和抗鳞爆性能，从而适合用于生产化工容器用搪瓷钢板的中厚度热轧钢板。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过提高合金元素Mn含量以及添加V元素，使热轧钢板的淬透性得以提高，从而能够生产较厚的，如厚度为5-20mm，特别是厚度为16-20mm的热轧中厚板，其轧态和搪烧后的屈服强度均满足≥235MPa的用户要求。

因此，本发明的目的在于提供一种抗鳞爆性能优异和高强度的搪瓷用钢。

为实现上述目的，本发明的搪瓷用钢，其以重量百分比计的化学成分为：C：0.02-0.10％、Si≤0.20％、Mn：0.5-1.0％、P＜0.03％、S＜0.03％、Al：0.01-0.05％、N：0.005-0.015％、Ti：0.01-0.10％、V：0.01-0.10％、余量为铁和不可避免杂质。

优选地，Si：0.02-0.20％。

优选地，P≤0.015％。

优选地，S≤0.015％。

优选地，Al：0.03-0.05％。

优选地，V：0.01-0.07％。

优选地，Ti：0.015-0.10％。

优选地，Si≤0.10％。

优选地，Mn：0.6-1.0％。

优选地，N：0.008-0.012％。

优选地，Ti：0.05-0.08％。

优选地，V：0.03-0.06％。

更优选地，C：0.04-0.07％、Si：0.02-0.10％、Mn：0.6-1.0％、P＜0.015％、S＜0.010％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.012％、Ti：0.05-0.08％、V：0.03-0.06％、余量为铁和不可避免杂质。

所述钢板的组织由铁素体和少量珠光体组成。

本发明的另一目的在于提供所述高强度搪瓷钢用热轧中厚板的制造方法。

本发明所述热轧高强度搪瓷钢板的制造方法包括以下步骤：

由钢水铸造成连铸坯或钢坯；