一种耐高温钢板技术领域
本发明涉及钢板制造领域,具体涉及一种耐高温钢板。
背景技术
钢板是用钢水浇注,冷却后压制而成的平板状钢材。钢板是平板状,矩形的,可直
接轧制或由宽钢带剪切而成。钢板按厚度分,薄钢板<4毫米(最薄0.2毫米),厚钢板4-60毫
米,特厚钢板60-115毫米。钢板按轧制分,分热轧和冷轧。薄板的宽度为500-1500毫米;厚的
宽度为600-3000毫米。薄板按钢种分,有普通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、
耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等;按专业用途分,有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板
等;按表面涂镀层分,有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。随着科学技术和
工业的发展,对材料提出了更高的要求,如应用在航天、铁路以及采矿领域的钢板,需要有
很高的耐高温性能,而现有的碳钢已不能完全满足要求,很多钢板制造商为了提高其耐高
温性能,在钢水中添加耐高温的材料,如硅、镍、铝、稀土元素等,这样做虽然在一定程度上
提高了钢板的抗高温能力,却由于回火稳定性差的原因,导致钢板的脆性增大,易断裂,得
到的钢板综合机械水平不高。
发明内容
为了解决背景技术提到的问题,本发明提供了一种耐高温钢板,能够耐2000度以
上的高温,并且机械性能在较高的水平。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种耐高温钢板,按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成:Mo占
0.005-0.008%、Mn占0.01-0.03%、Cr占0.03-0.05%、Ni占0.02-0.04%、V占0.003-0.005%、W占
0.004-0.006%、Co占0.005-0.01%、Ti占0.02-0.03%、Al占0.06-0.09%,非金属元素含量为:C
占0.2-0.4%、N占0.004-0.006%、Si占0.008-0.01%、B占0.004-0.006%、P占0.003-0.005%、S
占0.002-0.004%。
作为对上述方案的进一步描述,该钢板生产过程中满足以下条件:
(1)加热炉升至1500℃,形成钢坯厚度为25-30厘米,在1200-1400℃下粗轧,1100-1300
℃下精轧得到厚度为10-12毫米厚的热轧钢板;
(2)空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行,冷却时长在8-12秒之间,钢板降低至
600-700℃时进行卷取;
(3)卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗,酸洗后在35-40%的轧制率下冷轧,得到
的钢板厚度尺寸为3-5毫米;
(4)将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火,退火温度保持为700-900℃,退火后
经过3-5分钟冷却至200-260℃,经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中酸洗液为质量浓度为30-40%的盐酸、六
偏磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液,使用量比例为:15-20%、6-8%、5-7%、3-5%、剩余为
水的含量。
作为对上述方案的进一步描述,光轧后送入热处理炉中,经过锌锅进行锌镀后再
送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
本发明的有益效果:传统的为了提高钢板的耐高温性是通过添加耐高温的材料,
如硅、镍、铝、稀土元素等方式,而仅凭高的添加量并不能生成弥散分布的金属间化合物,因
此耐高温性不稳定,并且增大了钢板的脆性,本发明改变了现有的方式,利用金属中的强化
机制理论,采用固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化,增大了位错运动
的阻力,加快奥氏体晶粒的长大速度,消除回火脆性,使制得的钢板充分利用了合金元素的
强化作用,能够耐2800℃甚至更高的高温,并且钢板的机械强度也很突出,本发明的耐高温
钢板在航空航天、机械制造、轨道铁路以及采矿领域将有很大的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐高温钢板,按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成:Mo占
0.005%、Mn占0.01%、Cr占0.03%、Ni占0.02%、V占0.003%、W占0.004%、Co占0.005%、Ti占
0.02%、Al占0.06%,非金属元素含量为:C占0.2%、N占0.004%、Si占0.008%、B占0.004%、P占
0.003%、S占0.002%。
作为对上述方案的进一步描述,该钢板生产过程中满足以下条件:
(1)加热炉升至1500℃,形成钢坯厚度为25厘米,在1200℃下粗轧,1100℃下精轧得到
厚度为10毫米厚的热轧钢板;
(2)空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行,冷却时长在8-12秒之间,钢板降低至
600℃时进行卷取;
(3)卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗,酸洗后在35%的轧制率下冷轧,得到的
钢板厚度尺寸为3毫米;
(4)将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火,退火温度保持为700℃,退火后经过3
分钟冷却至200℃,经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中酸洗液为质量浓度为30%的盐酸、六偏
磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液,使用量比例为:15%、6%、5%、3%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述,光轧后送入热处理炉中,经过锌锅进行锌镀后再
送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
实施例2
一种耐高温钢板,按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成:Mo占
0.006%、Mn占0.02%、Cr占0.04%、Ni占0.03%、V占0.004%、W占0.005%、Co占0.008%、Ti占
0.025%、Al占0.075%,非金属元素含量为:C占0.3%、N占0.005%、Si占0.009%、B占0.005%、P占
0.004%、S占0.003%。
作为对上述方案的进一步描述,该钢板生产过程中满足以下条件:
(1)加热炉升至1500℃,形成钢坯厚度为28厘米,在1300℃下粗轧,1200℃下精轧得到
厚度为11毫米厚的热轧钢板;
(2)空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行,冷却时长在8-12秒之间,钢板降低至
650℃时进行卷取;
(3)卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗,酸洗后在37%的轧制率下冷轧,得到的
钢板厚度尺寸为4毫米;
(4)将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火,退火温度保持为800℃,退火后经过4
分钟冷却至230℃,经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中酸洗液为质量浓度为35%的盐酸、六偏
磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液,使用量比例为:18%、7%、6%、4%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述,光轧后送入热处理炉中,经过锌锅进行锌镀后再
送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
实施例3
一种耐高温钢板,按照重量百分比计该钢板添加的合金元素由以下成分组成:Mo占
0.008%、Mn占0.03%、Cr占0.05%、Ni占0.04%、V占0.005%、W占0.006%、Co占0.01%、Ti占0.03%、
Al占0.09%,非金属元素含量为:C占0.4%、N占0.006%、Si占0.01%、B占0.006%、P占0.005%、S
占0.004%。
作为对上述方案的进一步描述,该钢板生产过程中满足以下条件:
(1)加热炉升至1500℃,形成钢坯厚度为30厘米,在1400℃下粗轧,1300℃下精轧得到
厚度为12毫米厚的热轧钢板;
(2)空冷以每秒降低30-150℃的渐变速度进行,冷却时长在8-12秒之间,钢板降低至
700℃时进行卷取;
(3)卷取得到的热轧钢板在酸洗槽中进行酸洗,酸洗后在40%的轧制率下冷轧,得到的
钢板厚度尺寸为5毫米;
(4)将钢板经过清洗后送入退火槽进行连续退火,退火温度保持为900℃,退火后经过5
分钟冷却至260℃,经过平整机进行光轧。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中酸洗液为质量浓度为40%的盐酸、六偏
磷酸钠、磷酸氢二钠、硼酸、水的混合液,使用量比例为:20%、8%、7%、5%、剩余为水的含量。
作为对上述方案的进一步描述,光轧后送入热处理炉中,经过锌锅进行锌镀后再
送入合金化炉中在650-700℃温度范围下合金化处理及后续处理即得所述耐高温钢板。
性能试验
对本发明得到的钢板进行一系列性能测试,并与普通钢板(作为对比例)做一比较,将
结果记录如下表所示:
项目
耐高温强度
抗拉强度(N/mm2)
延伸率(%)
冲击韧性(KJ/m)
实施例1
可耐2800℃高温
1520
19
950
实施例2
可耐2900℃高温
1560
21
980
实施例3
可耐2850℃高温
1530
20
960
对比例
可耐1350℃高温
870
16
670
通过比较发现:本发明制得的耐高温钢板可以耐2000多度高温,并且力学性能不受影
响,抗拉强度达到1560N/mm2,延伸率以及冲击韧性都能够达到大型焊件的结构要求。