CN101255530A - 高强度热水器内胆用钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高强度热水器内胆用钢，其解决目前存在的：焊接工艺复杂、钢板不能一次成型、合金元素多、强度较低，耐压性能较差，容易变形使搪瓷脱落等不足。措施：主要组成的化学成分按重量百分数(％)为：C：0.01～0.15、Si≤0.04、Mn：0.50～0.90、P≤0.070、S≤0.015、Ti：0.005～0.060、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质。生产方法：进行铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼；进行吹氩处理；进行全保护浇铸成板坯；采用控轧控冷进行热轧。本发明微合金元素少、生产成本低、焊接方便、冷成型性好、耐压性能优良，钢的屈服强度达360MPa，能承受320MPa及以上耐压强度，能一次成型、直接涂搪用于制造各类热水器内胆。

Description

高强度热水器内胆用钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及微合金化钢的制造领域，特别是指一种具有优良耐压性能、焊接性能、冷成型性、屈服强度大于等于360MPa的高强度热水器内胆用钢，以及该钢的热轧板制造方法。该钢板能一次成型、涂搪效果好，可制造出承受320MPa以上耐压强度的各类热水器内胆。

背景技术

随着人民日常水平的提高，越来越多的电器被发明用于改善人们的生活条件，热水器无疑在人们的现代生活中扮演了重要的角色。而热水器内胆的好坏直接决定了热水器的使用寿命和安全性。目前有用不锈钢材质制作的，如中国专利申请号为96110523.2的《热水器内胆的制造方法》发明专利，其公开了用不锈钢材质制造热水器内胆，其不足：一是焊接工艺复杂；二是钢板不能一次成型，需要采用加强筋提高耐压性能；三是合金元素多，制造成本较高。也有用普通冷轧板来制造热水器内胆的，其不足：普通冷板的强度较低，耐压性能较差，容易变形造成搪瓷脱落，无法满足热水器高端产品的需要。另还有中国专利号为ZL99119983.9的发明专利，即《钢塑复合热水器内胆及其生产方法》审定的说明书中记载了热水器内胆外壳使用钢制内衬塑料衬里的方法，但未提及使用何种钢质材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种微合金元素少、生产成本低、焊接方便、冷成型性好、耐压性能优良的高强度热水器内胆用钢及其生产方法。

实现目的的技术措施：

高强度热水器内胆用钢，其在于；主要组成的化学成分按重量百分数(％)为：C：0.01～0.15、Si≤0.04、Mn：0.50～0.90、P≤0.070、S≤0.015、Ti：0.005～0.060、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质。

其在于：还另外添加Re：80～120g/吨钢。

其在于：Ti：0.015～0.025。

其在于：Als：0.015～0.035。

其在于：加入的Als的量至少等于Ti的量。

生产权利要求1所述高强度热水器内胆用钢的方法，其步骤：

1)进行铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼，在转炉顶底复合吹炼时，首先加Al，后加Ti，要求Ti的收得率大于等于90％；

2)进行吹氩处理3～8分钟：

3)进行全保护浇铸成板坯，控制Si的重量百分数在0.04及以内；

4)采用控轧控冷进行热轧：

a、将板坯加热至1150℃～1210℃；

b、进行粗轧，控制每道次压下率在25～35％、累计压下率85～90％、粗轧结束温度为1080～1120℃；

c、进行精轧，精轧开轧温度900～950℃，中间道次压下率20～25％，最后2道次压下率15～20％；

d、进行终轧，其温度为820～880℃；

e、采用层流进行冷却：冷却速度18～40℃/s；

f、进行卷取，卷取温度：640～700℃。

g、进行酸洗，以除掉氧化铁皮。

本发明各合金成份的作用机理如下：

碳(C)：C是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，为了保证高韧性和优良的冷成型性、焊接性能和良好的耐压性能，将C限定在0.15％以下，既提高钢的强度又适合生产操作。

硅(Si)：Si含量过高，容易使热轧前形成的氧化铁皮很难清除，影响钢板的表面质量，故将Si限定在0.04％以下。

锰(Mn)：添加0.50～0.90％的Mn，能降低奥氏体转变成铁素体的相变温度，扩大热加工温度区域，有利于细化铁素体晶粒尺寸，在不损失钢材延伸性能的前提下提高强度。

磷(P)：含量≤0.070％，P作为间隙原子，其原子直径大，可以起到藏氢(H)原子的作用，减少制作成热水器内胆涂搪后透氢鳞爆的产生，同时P也具有明显的强化作用。

本发明的硫(S)含量≤0.015％，S易与锰结合生成MnS夹杂，硫还影响钢的低温冲击韧性。因此，本发明应尽量减少S对钢性能的不利影响，通过对铁水进行深脱硫预处理，控制S含量，从而减轻其不利影响。

钛(Ti)：Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，在钢重新加热中阻止奥氏体晶粒长大，及在高温奥氏体区粗轧时Ti(C、N)析出，抑制奥氏体晶粒长大，达到细化晶粒提高强度的目的；另钢板在焊接过程中，钢中TiN和TiC粒子能显著阻止热影响区晶粒长大，改善焊接性能。

酸溶铝(Als)：含量为0.005～0.070％。在加入钛铁合金前先加入铝进行预脱氧处理，稳定钢中Ti，使Ti的收得率在90％及以上。

稀土(Re)：为进一步提高该钢种的耐压性能，还另外添加Re。

本发明的特点：微合金元素少、生产成本低、焊接方便、冷成型性好、耐压性能优良，钢的屈服强度达360MPa，能承受320MPa及以上耐压强度，能一次成型、直接涂搪用于制造各类热水器内胆。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

表1列出了本发明具体实施例的化学成份。

生产实施例的工艺制度：

1)进行铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼，在转炉顶底复合吹炼时，首先加Al，后加Ti，要求Ti的收得率大于等于90％；

2)进行吹氩处理3、4、5、5.5、6、6、7、8分钟：

3)进行全保护浇铸成板坯，控制Si不超过0.04％；

4)采用控轧控冷进行热轧：

a、将板坯加热，加热温度见表2；

b、进行粗轧，控制每道次压下率在28、25、27、30、31、32、30、35％、累计压下率88、88、86、85、89、87、87、90％，使之奥氏体晶粒细化到12μm以下，粗轧结束温度为1080～1120℃。精轧开轧温度900～950℃，中间道次压下率21、22、22、20、23、24、24、25％，最后2道次压下率18、16、15、17、19、18、17、20％；

c、进行终轧，其温度为820℃～880℃；

d、采用层流进行冷却：冷却速度18～40℃/s；

e、进行卷取，卷取温度：640～700℃，。

f、将制得厚度为1mm～3.5mm的钢板进行酸洗除掉氧化铁皮。

本发明热轧生产工艺中各工序的温度、水冷速度参数列于表2。

试验结果列于表3。

表1 本发明钢的化学成分(wt％)

表1中所列的化学成分以外余量为Fe及不可避免的杂质。

表2本发明钢热连轧工艺

实施例	加热温度/℃	粗轧结束温度/℃	精轧开轧温度/℃	终轧温度/℃	卷取温度/℃	水冷速度/(℃/s)	厚度/mm
								1	1150	1080	950	820	640	18	1.5
2	1175	1095	915	830	695	34	3.5
								3	1190	1095	910	850	650	28	2.0
4	1195	1105	900	880	700	25	1.5
								5	1205	1120	925	845	680	39.5	3.5
6	1150	1080	950	820	640	18	1.5
								7	1150	1080	950	820	640	18	1.5
8	1150	1080	950	820	640	18	1.5

表3本发明钢试验结果

实施例	厚度/mm	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％	宽冷弯(180°、B＝5a)	耐压强度/MPa
							1	1.5	380	465	32	合格	330
2	3.5	385	470	30	合格	340
							3	2.0	400	490	27	合格	360
4	1.5	450	530	29	合格	365
							5	3.5	440	520	27	合格	375
6	1.5	405	485	30	合格	355
							7	1.5	410	495	29	合格	370
8	1.5	415	500	28	合格	375

从表3反映出的性能来看，各成份的1～3.5mm热轧板都能满足屈服强度≥360MPa，延伸率≥22％，耐压强度≥320MPa，并具有良好的冷成型性。

Claims (6)

1、高强度热水器内胆用钢，其特征在于：主要组成的化学成分按重量百分数(％)为：C：0.01～0.15、Si≤0.04、Mn：0.50～0.90、P≤0.070、S≤0.015、Ti：0.005～0.060、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质。

2、如权利要求1所述高强度热水器内胆用钢，其特征在于：还另外添加Re：80～120g/吨钢。

3、如权利要求1所述高强度热水器内胆用钢，其特征在于：Ti：0.015～0.025。

4、如权利要求1所述高强度热水器内胆用钢，其特征在于：Als：0.015～0.035。

5、如权利要求1所述高强度热水器内胆用钢，其特征在于：加入的Als的量至少等于Ti的量。

6、生产权利要求1所述高强度热水器内胆用钢的方法，其步骤：

1)进行铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼，在转炉顶底复合吹炼时，首先加Al，后加Ti，要求Ti的收得率大于等于90％；

2)进行吹氩处理3～8分钟：

3)进行全保护浇铸成板坯，控制Si的重量百分数在0.04及以内；

4)采用控轧控冷进行热轧：

a、将板坯加热至1150℃～1210℃；

b、进行粗轧，控制每道次压下率在25～35％、累计压下率85～90％、粗轧结束温度为1080～1120℃；

c、进行精轧，精轧开轧温度900～950℃，中间道次压下率20～25％，最后2道次压下率15～20％；

d、进行终轧，其温度为820～880℃；

e、采用层流进行冷却：冷却速度18～40℃/s；

f、进行卷取，卷取温度：640～700℃。

g、进行酸洗，以除掉氧化铁皮。