[發(fā)明專利]高韌性厚規(guī)格搪玻璃性好的高Ti低合金鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010315431.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111411305B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲之國;宋欣;王東明;楊海峰;于浩;李延剛;張友建;王川;梁健
• 申請（專利權(quán)）人: 五礦營口中板有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;B22D11/111;C21D8/02;C21D1/28
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 胡野

本發(fā)明公開了一種高韌性厚規(guī)格搪玻璃性好的高Ti低合金鋼及其制造方法，各組分含量為，C：0.04?0.06%，Si≤0.06%，Mn：1.0?1.3%，Ti：0.10?0.22%，Nb：0.015?0.03%，Cu：0.2?0.3%，Ni：0.08?0.15%，P≤0.02%，S≤0.003%，Als：0.012?0.04%，N≤50ppm，Ti/C：2.6?4.5，H≤1.5PPm。其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。按本方法生產(chǎn)的鋼板具有較高的強度和優(yōu)異的韌性。鋼板搪玻璃性能優(yōu)異，搪燒過程的抗蠕變性能好，與玻璃釉可充分密著，鱗爆發(fā)生率趨近零。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種高韌性厚規(guī)格搪玻璃性好的高Ti低合金鋼及其制造方法，尤其涉及一種厚度規(guī)格10-40mm的高Ti、工藝性能優(yōu)異的搪玻璃用鋼。

背景技術(shù)

由于需要嚴(yán)格控制材料中有害元素，化工領(lǐng)域用反應(yīng)釜設(shè)備基本上采用搪玻璃結(jié)構(gòu),即在與反應(yīng)介質(zhì)接觸的表面搪燒一定厚度的玻璃層，以隔離介質(zhì)和金屬基材的接觸。普通鋼難以作為搪玻璃用鋼，主要原因是普通鋼搪燒過程中容易產(chǎn)生碳爆和鱗爆；碳爆是指搪燒過程中（溫度780-920℃）鋼板中的碳與玻璃釉料中的水、氧等在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)CO等氣體，導(dǎo)致搪玻璃層出現(xiàn)氣泡；鱗爆則是指鋼板酸洗和搪燒過程中進(jìn)入鋼中過飽和的氫，在鋼板冷卻到室溫后溢出的氫，在鋼板和玻璃釉界面聚集形成H₂，達(dá)到一定臨界值后產(chǎn)生玻璃釉鱗爆缺陷。因此，搪玻璃性能優(yōu)良的搪玻璃鋼除要控制一定量的碳外，也要求具有足夠的儲氫能力。鋼中晶界、位錯、夾雜物和析出物都是良好氫陷阱，均有利于提高抗鱗爆性能。但是，在搪玻璃反應(yīng)釜搪燒過程中，材料經(jīng)歷重新奧氏體化過程，原晶界、位錯等缺陷在高溫搪燒過程中容易消失，單純靠其不能滿足抗鱗爆目標(biāo)。而夾雜物不但會損害鋼的力學(xué)性能，也會誘發(fā)表面缺陷；同時，由于夾雜物與鋼材易于形成大尺度自由界面，導(dǎo)致服役過程產(chǎn)生氫致裂紋，對結(jié)構(gòu)服役的安全性造成影響。基于此，通常選擇添加Ti、Zr等微合金元素，通過其析出形成的碳氮化物作為氫陷阱，以獲得理想的抗鱗爆性能。

目前，搪玻璃用鋼仍面臨著搪玻璃性能和搪后強韌性不能兼顧、高溫搪燒形狀穩(wěn)定性不好等問題。另外，隨著搪玻璃化工設(shè)備大型化及低溫環(huán)境下反應(yīng)的使用需求，還要求搪玻璃鋼具有優(yōu)良的低溫冷成型性能及低溫韌性，同時期望搪玻璃鋼板具有易于生產(chǎn)、結(jié)合層耐漲壓疲勞性好等特點。

專利公開號為CN105331883A的現(xiàn)有技術(shù)中，公開了一種雙面搪瓷用熱軋高強度中厚板及其制造方法，其微觀組織的基體為鐵素體或者鐵素體+珠光體，基體中彌散分布著Ti₄C₂S₂析出相及Ti(C、N) 析出相；其化學(xué)元素質(zhì)量百分比含量為：C：0.02～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.3～1.5％，S：0.006～0.035％，Al：0.01～ 0.08％，N：0.006～0.015％，Ti：0.08～0.20％，Cu：0.02～0.10％；其還至少含有B （0.001 ～ 0.005％）、V（0.02 ～ 0.10％）、Nb（0.01～0.30％）一種元素。雙面搪瓷用熱軋高強度中厚板的強度較高，當(dāng)鋼板厚度為5～30mm

的情況下，其屈服強度(Rp0.2或Rel) 可達(dá)到345～545MPa，抗拉強度(Rm) 可達(dá)到400～600MPa，延伸率≥ 26％。該專利采用增加S、N元素方式控制析出物，已不屬于潔凈鋼范疇，精確控制較高的S、N含量也存在一定難度；同時，該專利還要求B、V及Nb中一種，微合金元素添加較多，且種類繁多。銅元素不僅會增加生產(chǎn)成本，而且會使得鋼板的耐酸性能增強，不利于鋼板在搪瓷前酸洗處理時獲得良好的粗糙表面，從而影響鋼板的涂搪密著性能。另外，添加Cu元素，適當(dāng)添加一定量Ni也成為必須。當(dāng)鋼板中的珠光體組織過多時，不僅會損害鋼板的塑性，而且會在搪瓷燒成過程中會產(chǎn)生大量的氣泡或針孔缺陷，從而嚴(yán)重影響鋼板的搪瓷表面質(zhì)量。