屈服强度330MPa级的冷轧搪瓷钢生产方法与流程

屈服强度330mpa级的冷轧搪瓷钢生产方法
技术领域
1.本发明涉及搪瓷钢生产技术领域。


背景技术：

2.随着家电行业的技术进步和创新发展，搪瓷钢作为一种广泛应用于家电行业的金属基复合材料，正在不断发展并逐渐得到广泛应用。热水器内胆一般采用热轧搪瓷钢或冷轧b微合金化低碳铝镇静钢dc01ek进行生产，但热轧搪瓷钢普遍存在抗鳞爆敏感性低的问题，易出现鳞爆缺陷，根据热水器内胆耐压等限制dc01ek又很难满足内胆减薄降本的要求，这就需要一种成本与dc01ek相当，且强度较高的冷轧搪瓷钢的开发为热水器内胆进行减薄降本使用，因此，高强冷轧搪瓷钢具有广阔的市场前景。
3.cn106560523b公开了了一种260mpa级冷轧连退搪瓷钢及其生产方法，所述260mpa级冷轧连退搪瓷钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.020～0.060％、si≤0.030％、mn：0.020％～0.60％、p≤0.020％、s≤0.010％、al：0.020～0.060％、b：0.0015～0.0040％、n：0.0040～0.0100％，其余为fe和不可避免的杂质元素。其通过薄板坯连铸连轧、冷轧、连续退火工艺、平整工序生产一种260mpa强度级别的热水器内胆用冷轧搪瓷钢。其热轧终轧温度控制在860～960℃，卷取温度控制在600～650℃。冷轧压下率≥70％，采用连续退火，退火温度为730～780℃，退火时间90～150s。所生产的冷轧钢板，显微组织为铁素体 弥散碳化物，力学性能的屈服强度≥260mpa，抗拉强度≥360mpa，延伸率a50≥35％。
4.cn111945059a公开了一种冷轧高强度耐热搪瓷钢的制备方法，所述冷轧高强度耐热搪瓷钢包括以下重量百分比的化学成分：：c：0.04-0.07％，si≤0.03％，mn：0.40-0.80％，p≤0.025％，s≤0.020％，alt≤0.030％，cr：0.15-0.40％，mo：0.05-0.15％，n：0.004-0.010％，其余为fe和不可避免的杂质元素。其热轧终轧温度控制在880～920℃，卷取温度控制在580～640℃。冷轧压下率≥65％，采用罩式退火工艺，退火温度为660～700℃，保温时间8-10h。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好的抗鳞爆性能和成形性能的屈服强度330mpa级的冷轧搪瓷钢生产方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：屈服强度330mpa级的冷轧搪瓷钢生产方法，包括以下步骤：
7.a.以重量百分比计，原料成分包括：c 0.01％～0.08％，si≤0.10％，mn 0.10％～0.60％，p≤0.030％，s 0.015～0.030％，als 0.010％～0.070％，n≤0.01％，ti 0.015％～0.030％，v 0.05～0.10％，其余元素是fe及不可避免的杂质；
8.b.将上述原料进行冶炼并铸造成板坯；
9.c.板坯经过加热、除磷、热轧和层流冷却后获得热轧卷；
10.d.对热轧卷进行酸洗，酸洗后冷轧成钢带；
11.e.将冷轧钢带进行连续退火后冷轧成搪瓷钢板。
12.进一步的是，对于步骤b，在冶炼时加入硫铁和海绵钛。
13.进一步的是，对于步骤c，热轧时精轧开轧温度为1000～1100℃，热轧时终轧温度为860～900℃，卷取温度为580～630℃。
14.进一步的是，对于步骤d，冷轧压下率为60～80％。
15.进一步的是，对于步骤e，退火温度为780～820℃，缓冷终点温度580～620℃，快冷终点温度300～360℃，过时效段温度340～400℃，平整延伸率为0.5～1.8％。
16.本发明的有益效果是：本发明生产的高强度冷轧搪瓷钢充分利用连续退火机组的特点，其冶炼成本较低，生产出的产品表面质量优良，成形性能和抗鳞爆性能良好，其中屈服强度330～370mpa，抗拉强度410～480mpa，a80伸长率为32.0～37.0％，抗鳞爆敏感性th值达到18min/mm2以上，经过830～870℃烧搪10min后，抗鳞爆敏感性th值达到16min/mm2以上。
附图说明
17.图1是实施例一的组织图；
18.图2是实施例二的组织图。
具体实施方式
19.屈服强度330mpa级是指屈服强度不小于330mpa。
20.屈服强度330mpa级的冷轧搪瓷钢生产方法，适用于搪瓷钢卷的化学成分为(以重量比例计)：c 0.01％～0.08％，si≤0.10％，mn 0.10％～0.60％，p≤0.030％，s 0.015～0.030％，als 0.010％～0.070％，n≤0.01％，ti 0.015％～0.030％，v 0.05～0.10％，其余元素是fe及不可避免的杂质。获得成品力学性能达到屈服强度330～370mpa、抗拉强度410～480mpa,、a80延伸率≥32％，表面质量良好、成形性较好和抗鳞爆性能优良的搪瓷钢板。
21.本发明合金成分设计原理如下：
22.碳：c作为钢中最重要的组分之一，决定了钢板的强度、塑性和成形性能。当c很低时，强度低，而r值一般较高，各向异性很大；c含量过高则不利于焊接性和成形性。为获得较低的r值，具有良好的各向同性，同时兼顾焊接和成形性。因此，本发明c含量为0.01～0.08％，优选为0.30～0.60％。
23.si：在钢中作为残留元素存在，不特意添加。
24.mn：mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，在铸坯连铸过程中，与s形成mns析出，防止fes形成造成铸坯角部裂纹，mn也是钢中常用的固溶强化元素，mn含量的提高能够降低r值，但明显降低钢的塑性。因此，本发明mn含量为0.10～0.60％，优选为0.30～0.45％。
25.al：al在钢中起到脱氧作用和细化晶粒的作用。本发明al含量为0.010～0.070％，优选为0.020～0.050％。
26.s：主要以硫化物的形式存在，硫化物在一定范围内表现出有益作用，通过s含量的提高，促进tis、ti4c2s2等第二相粒子析出，作为储氢陷阱，提高抗鳞爆性能，同时随着硫的增加亦可改善疲劳性能。本发明s含量为0.015～0.030％，优选为0.015～0.025％。
27.ti：ti在钢中起到固定氮、阻碍再结晶和获得细小晶粒的作用，通过ti元素的添加，促进tic、tis、ti(c、n)、ti4c2s2等第二相粒子析出，作为储氢陷阱，提高抗鳞爆性能，同时也能抑制大尺寸的mns析出提高疲劳性能和成形性能。ti的溶质拖曳效应，可以抑制织构强度的增加，起到改善
△
r的作用。本发明ti含量为0.015～0.030％，优选为0.020～0.025％。
28.v：钒是钢优良脱氧剂，钢中加入钒可以明显细化晶粒，提高强度和塑性，同时v是强碳化物形成元素，v的碳化物细小且弥散度高，是良好的储氢陷阱。v与ti符合添加可使奥氏体晶粒进一步细化，明显提高强度，v、ti复合添加有利于提高第二相析出固溶度积，有利于控制第二相尺寸，提高抗鳞爆性能。本发明v含量为0.05～0.10％，优选为0.06～0.08％。
29.本发明提供的330mpa级冷轧搪瓷钢的制备方法，具体工艺如下：
30.(1)冶炼工序：根据上述所设计的化学成分进行冶炼，在精炼工序加入硫铁和海绵钛，然后通过铸造成板坯；
31.(2)热轧工序：将铸坯经过加热、除磷、热轧和层流冷却后获得热轧卷，其中精轧开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为860～900℃，卷取温度为580～630℃；
32.(3)酸轧工序：将上述热轧卷经过酸洗后冷轧成为冷轧薄带钢，其中冷轧压下率为60～80％；
33.(4)连续退火工序：将上述冷轧薄带钢经过连续退火后，制成所需高强冷轧搪瓷钢钢板；其退火温度为780～820℃，缓冷终点温度580～620℃，快冷终点温度300～360℃，过时效段温度340～400℃，平整延伸率为0.5～1.8％。
34.本专利要求的通过钒钛微合金化处理，在热轧时以vn、tin形式充分固定固溶氮，在连续退火时析出从而抑制连续退火时铁素体的再结晶和晶粒长大，细化铁素体晶粒，可提高钢的强度和塑性，热轧在较低的温度进行卷取，细化热轧组织，控制析出量及析出相尺寸，从而经冷轧再结晶退火后，晶粒较细，获得较高的屈服强度。在冷轧时采用60％～80％的压下率，微量钒钛会阻碍钢板的再结晶,使钢板α纤维织构中{001}《110》到{112}《110》之间的取向强度明显加强。
35.本发明选择的连续退火工艺参数以及原因如下：冷硬基板经焊接和清洗后进入连续退火炉，在临界区退火采用快速加热避免退火后晶粒粗化；均热段温度设为780～820℃，保温时间100～180s，从连退机组的设备要求和经济性考虑，优选温度为790～810℃；缓冷终点温度为580～620℃，通过冷却速率控制钢中固溶碳含量和γ
→
α转变，充分发展{111}织构，保证带钢具有较高的r值；快冷段终点温度为300～360℃，快冷段冷却速度》45℃/s，确保过时效前钢中的固溶c含量，使其在随后的过时效段中在铁素体晶粒内部析出的渗碳体作为贮氢陷阱，同时减少成品中固溶碳含量，从而提高带钢的延伸率。优选温度为330～350℃；过时效段温度为350～380℃，促进带钢中析出大量渗碳体作为储氢陷阱；平整延伸率按带钢厚度范围设置为1.3％～1.8％，消除带钢的屈服点延伸。
36.本实施例提供了两组屈服强度330mpa级冷轧搪瓷钢板，其化成成分如表1所示；
37.表1 330mpa级冷轧搪瓷钢化学成分(wt.％)
[0038][0039][0040]
上述屈服强度330mpa级冷轧搪瓷钢板的制备方法，具体工艺如下：
[0041]
a、冶炼工序：经过冶炼工艺，制备如表1所示化学成分的搪瓷钢板坯；
[0042]
b、热轧工序：将板坯经过加热、除磷、热轧和层流冷却后获得热轧卷，具体热轧工艺参数如表2所示；
[0043]
表2 330mpa级冷轧搪瓷钢热轧主要工艺参数
[0044]
编号开轧温度/℃终轧温度/℃卷取温度/℃1105687360821053881615
[0045]
c、酸轧工序：将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中实施例1的薄带钢厚度为1.65mm冷轧压下率为72.5％；实施例2的厚度为1.5mm冷轧压下率为75.0％；
[0046]
d、连退工序：冷轧薄带钢经连续退火工艺处理后制成所需产品，其退火温度为780～820℃，缓冷终点温度580～620℃，快冷终点温度300～360℃，过时效段温度340～400℃，平整延伸率为0.5～1.8％。具体连续退火工艺参数如表3所示：
[0047]
表3 330mpa级冷轧搪瓷钢连续退火主要工艺参数
[0048][0049]
经上述工艺制备的屈服强度330mpa级冷轧搪瓷钢其微观组织实施例1如图1所示，实施例2组织如图2所示，按照gb/t228-2010《金属材料室温拉伸试验方法》测试上述冷轧搪瓷钢性能，其力学性能如下表4所示，实例3～实例5分别模拟烧搪温度830～850℃，保温
10min，采用欧标en 10209-2013进行氢透试验，结果如表5所示。
[0050]
表4 330mpa级冷轧搪瓷钢力学性能
[0051][0052]
表5 330mpa级冷轧搪瓷钢抗鳞爆性能
[0053][0054][0055]
结果表明，本发明制备的冷轧搪瓷钢微观组织由铁素体和少量珠光体组成，屈服强度达到330mpa以上，抗鳞爆敏感性th值达到18min/mm2以上，经830～870℃烧搪后，抗鳞爆性能仍保持在16min/mm2以上，具有良好的成形性能和抗鳞爆性能。