技术领域
[0001] 本
发明属于冷轧板带生产技术领域，主要涉及一种无针孔缺陷的冷轧搪瓷钢板及其制造方法。
背景技术
[0002] 冷轧搪瓷钢板在国民经济中发挥着十分重要的作用，在日常生活中与人们的关系十分密切，广泛地应用于轻工、家电、
冶金、化工、建筑等行业，制作厨房用具、卫生洁具、烧烤炉、
热水器内胆、建筑饰面板、化工反应罐等。
[0003] 冷轧搪瓷钢板的性能要求主要包括强度、成形性、抗鳞爆性、密着性和
焊接性等方面，不同用途的搪瓷钢板，要求具备不同的综合性能。除了普遍关注的鳞爆缺陷外，针孔缺陷也成为生产搪瓷制品不可回避的缺陷，也是目前开发性能优异的冷轧搪瓷钢产品遇到的突出问题。
[0004] 国内外研究普遍认为，搪瓷制品的针孔缺陷是在瓷釉高温烧成过程中，瓷釉中的水和钢板中的
碳发生反应生成CO，随着搪瓷制品的逐渐冷却，CO逐渐从瓷釉溢出并进入大气，从而在瓷釉表面形成针孔状缺陷，此针孔状缺陷的存在使
基板直接裸露在大气中，失去了瓷釉对钢板的防护功能，影响其使用寿命。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有优良的表面性能，无针孔缺陷的冷轧搪瓷钢板及其制造方法。通过控制钢板的化学成分含量并优化连续
退火生产工艺，控制钢板中的C避免大颗粒珠光体和
渗碳体的形成，同时促使钢板中析出大量析出相作为储氢陷阱，在提高钢板的抗鳞爆性能的同时，避免针孔缺陷的发生。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0007] 一种无针孔缺陷的冷轧搪瓷钢板，其特征在于：钢板化学成分按重量百分比计C：0.0020～0.0060％、Si：0.010～0.030％、Mn：0.10～0.30％、P：≤0.015％、S：0.010～
0.030％、Al：0.010～0.050％、N：0.0050～0.010％，Ti：0.050～0.080％，还包括Cr：0.30～
0.50％、Mo：0.20～0.50％、Nb：0.01～0.04％的一种或几种，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述钢板金相显微组织含
铁素体，并在铁素体基体或
晶界上存在渗碳体。
[0008] 其中化学成分各元素作用如下：
[0009] 碳(C)：碳是强化元素，含碳量越高，钢板的强度越高，但塑性降低，加
钛钢中，由于钛是强碳化物形成元素，碳极易和钛化合形成碳化钛、Ti4C2S2等，且颗粒较细，细小弥散的碳化钛颗粒不仅是良好的贮氢陷阱，提高抗鳞爆性能，而且碳化钛的析出强化能够提高钢板的强度。但是，如果钢中的含碳量过高，则由于碳是产生针孔缺陷的主要元素，在涂搪过程中会产生较严重的针孔缺陷，而且碳含量过高，钢的成形性和焊接性能变差，因此C含量范围控制≤0.0050％。
[0010]
硅(Si)：硅是有害元素，通常以固溶形式存在于钢中，降低钢的韧性和延展性，且过高的硅含量会降低瓷釉与钢材的密着性。因此Si含量范围控制在0.010～0.030％。
[0011] 锰(Mn)：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还可以与S结合生成稳定的硫化锰作为第二相粒子析出，提高钢板贮氢性能，但锰含量过高，则搪瓷的密着性变差，容易产生气泡和黑点，因此Mn含量范围控制在0.10～0.30％。
[0012] 磷(P)：磷是一种有害元素，随含量增加而增加钢的脆性，使深冲性能变差，且磷容易在钢中的晶界上偏聚，在搪烧时产生气泡和黑点，影响搪瓷的表面
质量，因此磷元素含量在钢中越低越好，范围控制在P≤0.015％。
[0013] 硫(S)：硫一般来说在钢中都是有害元素，但在含钛的搪瓷钢中硫起着有益的作用。硫可以与锰形成硫化锰，还可以与碳、钛等形成硫化钛、硫碳化钛等二相粒子，有助于改善搪瓷钢的抗鳞爆性能。通过加钛还可以明显改善硫化锰的形态，避免形成单一的硫化锰夹杂，有利于提高成型性。因此S含量范围控制在0.010～0.030％。
[0014]
铝(Al)：铝是
氧化物和氮化物形成元素，此类化合物夹杂有利于提高搪瓷钢的抗鳞爆性能，但是由于氧化铝夹杂的塑性差，大量的氧化铝夹杂会严重损害钢的加工性，同时影响
连铸工序可浇性。因此Al含量范围控制在0.010～0.050％。
[0015] 氮(N)：氮是固溶元素，氮和钛、铝等都可以形成化合物，有利于提高搪瓷钢的抗鳞爆性能，但氮含量过高，高温时形成的氮化物颗粒往往较多且粗大，这些夹杂物的存在严重损害钢板的成形性。因此N含量范围控制在0.0050～0.010％。
[0016] 钛(Ti)：钛是强碳、氮化物形成元素。钛既可以单独和碳、氮、硫形成化合物，也可以形成复合的化合物。钛固定碳、氮和硫以后会提高搪瓷钢的塑性和抗鳞爆性。钛与氧和氮可以在很高的
温度下形成化合物，形成的化合物性能稳定，不易受热加工和搪瓷过程的影响，有利于提高钢板的密着性。因此Ti含量范围控制在0.050～0.080％。
[0017] 铬(Cr)：铬是一种碳化物的形成元素，与碳形成Cr3C，以颗粒状弥散分布在金属基体上，能够阻碍奥氏体晶粒的长大，从而获得细小的冷却后组织，同时，铬还减慢了铁和碳
原子的扩散速度，控制钢板中的C，避免大颗粒珠光体和渗碳体的形成，从而减少针孔缺陷的发生。因此Cr含量范围控制在0.30～0.50％。
[0018] 钼(Mo)：钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，当含量较低时，可以铁、碳形成复合的渗碳体，含量较高时可形成钼的特殊碳化物。钼对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的
稳定性，从而控制碳化物与瓷釉反应生成CO，避免针孔缺陷的发生，因此Mo含量范围控制在0.20～0.50％。
[0019] 铌(Nb)：钢中添加铌可与钢中碳、氮结合成夹杂物和第二相粒子，弥散分布的第二相粒子是良好的贮氢场所，防止钢板在搪烧后发生鳞爆，但是过多的夹杂物和第二相粒子又会对钢板成形性带来损害，因此，Nb含量范围控制在0.01～0.04％。
[0020] 一种无针孔缺陷的冷轧搪瓷钢板的制造方法，包括铁水预处理－转炉
冶炼－精炼－连铸－
热轧－冷轧－连续退火，其特征在于：所述热轧工序中加热温度1000～1250℃，终轧温度800～960℃，卷取温度600～750℃；所述连续退火温度700～850℃，保温时间：60～240s，缓冷温度650～700℃，快冷温度360～420℃，过时效段温度300～450℃。
[0021] 本发明选择上述各特征工艺参数及其原因如下：
[0022] 热轧工序采用较高的加热温度，可使钢中的奥氏体组织均匀化，还可以促进钢坯中已析出的钛化合物如TiS、Ti4C2S2、TiC等充分溶解，在热轧和冷却过程中，它们会以化合物的形式重新析出，呈细小弥散状态分布在基体中形成氢陷阱，提高钢板的抗鳞爆性能。同时形成Cr3C，控制钢板中的C避免大颗粒珠光体和渗碳体的形成及碳在钢板表面的富集，从而减少碳和水反应生成CO，避免针孔缺陷的发生。采用较高的终轧温度和卷取温度，可使钢板在
轧制和卷取过程中发生奥氏体组织向铁素体组织的转变，并完成铁素体组织再结晶和晶粒长大。
[0023] 钢板经连续退火工序，实现钢板中铁素体组织的再结晶，晶粒长大和再结晶织构的发展。退火时的主要工艺参数包括温度和时间，采用较高的退火温度，可促进有利织构的发展，也保证冷轧组织完成再结晶和晶粒的充分长大，以提高成品的成形性。过时效段温度选择主要是使钢中析出大量渗碳体作为储氢陷阱，提高抗鳞爆性能。在退火工艺后进行轻
酸洗，有效去除钢板表面可能出现的薄氧化膜，提高钢板表面的
比表面积和清洁度，有利于瓷釉和钢板的浸润，避免钢基表面元素与瓷釉中的水在高温下发生反应，从而提高瓷釉密着性，避免针孔缺陷的发生。
[0024] 本发明通过控制钢板的化学成分含量并优化连续退火生产工艺，促使钢板中析出大量析出相作为储氢陷阱，实现冷轧搪瓷钢优良的抗鳞爆性能、密着性能和成型性能，氢渗透时间≥30min(以1mm厚度钢板计)，密着性能达到丝状级别，
屈服强度≤160MPa，
抗拉强度：270～320MPa，延伸率A80≥40，无针孔缺陷。
具体实施方式
[0026] 本发明通过控制钢板的化学成分含量并优化连续退火生产工艺，促使钢板中析出大量析出相作为储氢陷阱，实现冷轧搪瓷钢优良的抗鳞爆性能、密着性能和成型性能，氢渗透时间≥30min(以1mm厚度钢板计)，密着性能达到丝状级别，无针孔缺陷。
[0027] 结合实施例对本发明所述方法做进一步的描述，实施例钢的化学成分见表1，实施例钢的工艺参数见表2，实施例钢的各项性能指标见表3。
[0028] 表1.各实施例的化学成分(wt％)
[0029]
[0030]
[0031] 表2.各实施例的工艺参数
[0032]
[0033] 表3.各实施例的性能指标
[0034]
[0035] 注：鳞爆TH值＝tb/d2，其中tb为氢气扩散时间，单位：min，d为实施例钢板厚度，单位：mm。
[0036] 利用电火花试验对钢板进行针孔缺陷测试，要求≤22/ft2，采用CS350双
电解池测试装置对表面
镀镍处理后的实施例样板进行氢渗透性能测试，并计算鳞爆特征TH值，以此来判断实施例样板抗鳞爆性能的优劣，要求临界TH值≥6.8，可避免鳞爆缺陷的发生。由表3数据可见实施例样板表面质量性能优异，未出现针孔及鳞爆缺陷，密着性优良。
[0037] 最佳实施例：由各实施例的性能指标测试结果可以看出，实施例5和实施例7均未出现针孔缺陷，且抗鳞爆TH值≥40，表现出优异性能。
