1 前言
随着科技水平的不断提高,钢材生产量的问题已不是困扰我国经济发展的关键性因素,而钢材品种不合理、一些钢材产量过剩,以及钢材生产的能耗、CO2过量排放等问题,越来越被人们重视和关注。
21届国际搪瓷大会达成如下共识:搪瓷的发展应该在防腐蚀、生态应用、健康环保、新的表面功能开发和耐热性能方面进行开发和创新,使搪瓷这个传统的先进材料赋予新的生命力。2 搪瓷用钢的组织性能控制
2.1 冶炼工艺
(1)碳的影响。C 是钢中最重要的元素,它的含量多少决定可搪性和机械加工性,一般搪瓷用钢的碳含量为C<0.19%。钢中较低的碳含量可以增加薄钢板的塑性与韧性,并且提高钢板的冷冲压、焊接等成形性能及可搪性。
(2)硅的影响。Si 通常以固溶形式存在于钢中,可以提高钢的强度和硬度,但降低钢的韧性和延展性,过高的含硅量会降低瓷釉与钢材的密着性。应控制在一定的范围内,一般冷轧薄板为0.01%-0.04%,热轧中厚板为0.3%-0.8%。
(3)锰的影响。一定量的Mn 存在于钢材中,会提高钢的韧性,使钢板具有良好的冲压性能,Mn 可以与S 结合,在搪烧温度下生成稳定的硫化锰作为第二相粒子提高贮氢性能。
(4)硫的影响。S 为钢中有害元素,硫化物夹杂MnS 在轧制过程中沿轧制方向成条状分布,从而使钢板产生各向异性。另外,S 还会引起钢板的热脆性,但它们对钢板的贮氢性能会产生积极的作用。
(5)磷的影响。磷对一般钢材来说都是一种有害元素,增加钢的脆性。P 对深冲性能总的影响是:随着P 含量的增加,抗拉强度和屈服强度增加,总伸长率、n 值和r 值降低。成分对成形性能的影响主要体现在成分对r 值的影响上,也就是对织构的影响。另外,一般认为只要溶解于铁素体的合金元素和过剩相都会降低n 的值。合金元素溶解度越小,降低n值的作用越强烈,一般来说,碳的影响最大。
2.2 热轧工艺
采用合适的温度控制和轧制控制是热轧工序中的关键因素。热轧工艺控制的好坏,对冷轧钢性能的影响很大,其中影响最明显的是卷取温度。卷取温度一般对钢组织渗碳体和晶粒度有较大的影响。卷取温度在560-600℃时,渗碳体和晶粒尺寸均较小;在温度大于720℃时,晶粒度增大,渗碳体呈粗条状出现在晶界上;当大于750℃时,尽管可得到更粗大的渗碳体,但热轧操作比较困难,力学性能劣化严重,给后续酸洗过程带来麻烦。良好的热轧条件,如卷取温度(>700℃ ),促使碳化物和氮化物的析出和粗化,并促进形成均匀的铁素体晶粒。但低的卷曲温度(<600℃ ) 有利于形成良好的织构。
2.3 冷轧及退火工艺
根据德国冶金学家Erdmann-Jesnitzer 所作抗鳞爆敏感度与冷轧变形量曲线,冷轧变形量控制在60%-80% 之间,H2 渗透量很小,材质有高的抗鳞爆性。研究表明,r 值随着冷轧压下率增加而单调增加,直至压下率高达90%。在实际生产中为了获得高的r 值,普遍采用大于75% 的冷轧压下率,但由于设备的生产能力限制,压下率一般不超过85%。
3 搪瓷用钢的研究与应用
3.1 国内外研究情况
欧美发达国家对搪瓷钢的应用非常广泛,提出了可以利用TiC 同时提高热轧钢板的抗鳞爆性能和强度。生产工艺上采用高温轧制(1250℃开轧) 和高温卷取(750℃卷取)。日本对搪瓷用钢的研究也相对较早,1974 年日本开发了加硼的搪瓷钢板。1976 年英国研究了硼含量对铝镇静钢的塑性应变比rm 值的影响,当B>0.01%,塑性应变比rm 值明显降低。
1980 年起,鞍钢先后研制出专门用于搪瓷的一系列冷轧钢板、热轧钢板和无缝钢管产品满足了国内需求。八十年代06VTi 以其性能优越,于1988 年通过冶金部鉴定,并投入生产。3.2 搪瓷用钢的应用与发展
随着国民经济的发展,我国以钢板为原料的搪瓷工业有了质的飞跃,以下列举了搪瓷用钢投入生产的最新研究成果。
建筑装饰用搪瓷钢板由于其应用的特殊性,对搪瓷材料也提出了新的要求。2007 年,浙江开尔实业有限公司的搪瓷钢板被奥组委认可,在北京地铁奥支线、奥林匹克公园地下环形隧道工程中被采用,使用量达6 万平方米。另外,为适应隧道围壁装饰要求开发生产的“无眩光”吸音搪瓷钢板,攻克了亚光搪瓷钢板装饰材料的难题,研制成功了基板共振吸音搪瓷钢板和搪瓷艺术壁画。建筑装饰用搪瓷钢板搪瓷釉制造技术的研发成功,为降低建筑装饰用搪瓷钢板制造成本,开发新的建筑装饰用搪瓷钢板产品,开拓建筑装饰用搪瓷钢板新的应用领域奠定了基础。随着消费者消费理念的理性化,企业的规模化,搪瓷内胆将成为分体式太阳能的首选。