一种具有优良综合性能的冷轧双面不锈钢复合板及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及不锈钢复合板，具体涉及一种具有优良综合性能的冷乳双面不锈钢复 合板及制造方法，尤其涉及一种具有优良综合性能的经济型双面冷乳不锈钢复合板及制造 方法。
【背景技术】
[0002] 不锈钢复合钢板是一种以碳钢或不锈钢为基体、单面或双面整体连续地包覆不锈 钢的两种金属高效节能材料。它充分发挥两种材料特性优势，既具有不锈钢的耐腐蚀、耐磨 性和装饰性；又具有碳钢良好的力学及成形性能，因而它是一种多功能材料，既是不锈钢的 替代品，又是不锈钢的延伸品。同时它可节约镍铬等贵金属，降低成本。
[0003] 目前，许多民用领域开始尝试采用冷乳不锈钢复合板取代原有的纯304不锈钢冷 乳板，以达到原有材料使用功能的基础上降低原材料成本。比较典型的是电梯行业所使用 的冷乳不锈钢复合板，该行业初期多尝试采用双金属高分子机械加工胶粘复合或常规碳钢 如Q235B、08A1与304不锈钢爆炸乳制复合的冷乳复合板。胶粘复合板主要采用胶粘剂将 不同的金属材料粘结在一起，是一种机械复合的方式，存在结合界面强度低、成形易分层、 不能焊接受热、使用长时间后胶粘剂易老化导致复合板界面开裂等各种问题。
[0004] 为解决上述使用风险，采用乳制或爆炸乳制等冶金复合方法生产的冷乳不锈钢复 合板是一种可行的方法。但这种冶金结合界面的不锈钢复合板，冷乳后一般需进行类似纯 不锈钢的连续固溶酸洗处理，这种后续处理，一方面软化材料，均匀化组织，使得冷乳不锈 钢复合板具有良好的力学性能，另一方面使得不锈钢覆层具有较好的表面及耐蚀性。然而， 碳钢的再结晶退火工艺与不锈钢的固溶热处理工艺相差较大，如常规冷乳普碳钢的退火温 度在700°C左右，而304不锈钢的固溶温度在1050°C左右。
[0005] 如按照碳钢退火工艺制度对冷乳不锈钢复合板进行热处理，304不锈钢会发生晶 间碳化物析出，影响材料的耐腐蚀性能；如按照304不锈钢固溶热处理工艺进行热处理，复 合板基板碳钢组织及力学性能会明显恶化。且对于板形要求较高的冷乳产品，必须通过平 整的工序实现，而Q235B、08A1等碳钢与304不锈钢复合的冷乳板平整后极易产生表面屈服 花纹缺陷或平整过量导致延伸性能不足。
[0006] 对此，一些制造要求较高的面板及成形使用领域，冷乳不锈钢复合板综合性能要 求可归结为以下几个方面：（1)板形、表面良好，不锈钢复层厚度及基层材料组织均匀；（2) 良好的成形性能，延伸率45%以上，板材90°折弯后变形处无开裂及桔皮缺陷；（3)表面具 有固溶态304奥氏体不锈钢的同等耐蚀性；(4)具有良好的焊接性，焊后无分层。要实现上 述综合目的，必须寻求合适的基层、复层材料设计及制造方法。
[0007] 日本专利JP1987110879(A)公开了一种滚压成形用冷乳不锈钢复合薄板，该复合 薄板通过限定碳钢基材C、A1、N三种化学成分的重量百分比C:0. 03~0. 08%，A1 :0. 015~ 0. 04%，N:0. 008~0. 012%及最终热处理温度920~960°C来保证材料具有良好的滚压成 形性，即滚压成形后无"小型波纹"缺陷。但得到的1.Omm厚度冷乳304L不锈钢复合板延 伸率只有30%，且根据其性能描述，平整后容易产生表面花纹缺陷，较难满足上述提到的表 面性能及成形性能等要求。
[0008] 中国专利CN104309200A公开了一种双面不锈钢复合板及其生产方法，该复合板 采用Q195~Q235普碳钢作为基材，SUS304~SUS316奥氏体不锈钢作为面材，通过热熔 的方式将不锈钢浇覆在普碳钢基材上下表面，待冷却后通过连续冷乳生产加工的方式生产 出界面为原子间结合的不锈钢复合板。该发明方法主要采用固液结合的复合方式，界面结 合力较强，成形及焊接后不易分层，但该方法得到的冷乳不锈钢复合板复层厚度均匀性控 制较难，同时，由于碳钢基材中碳含量较高，缺少稳定化元素，界面结合处碳钢一侧会存在 明显脱碳层，碳钢基材组织不均匀，平整后容易产生表面缺陷。另外，以Q195~Q235普碳 钢作为基材的不锈钢复合薄板也很难达到延伸率45%的技术要求。
[0009] 综上所述，目前还没有一种能满足上述用户需求的经济型冷乳不锈钢复合卷板。 因此，开发一种具有优良综合性能的经济型冷乳不锈钢复合板显得尤为必要。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种具有优良综合性能的冷乳双面不锈钢复合板及制造 方法，该复合板表面质量良好，碳钢基材组织均匀，室温延伸率达45 %以上，耐腐蚀性能优 良，材料性能稳定，既具有纯不锈钢的使用性能，又能大幅度降低成本，可作为304不锈钢 的替代品，广泛应用于装饰面板及成形要求较高的领域。
[0011] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0012] -种具有优良综合性能的冷乳双面不锈钢复合板，其包括基板与复板，基板上下 表面整体连续地包覆着复板，基板与复板通过原子扩散冶金结合的方式形成冷乳双面不锈 钢复合板；其中，
[0013] 所述基板的化学成分质量百分比为：C:0. 0005~0. 004% ;Si彡0. 10%;Mn: 0· 05 ~0· 30%;A1 :0· 025 ~0· 055%;N:0· 0005 ~0· 005%;Ti:0· 01 ~0· 08%;Nb:0· 001 ~ 0. 05%;P:0. 007~0. 015%;S:0. 001~0. 010%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0014] 所述复板的化学成分质量百分比为：C彡0. 06% ;Si彡0. 75% ;Mn彡2. 0%;Cr: 17. 5 ~19. 5%;Ni:8· 0 ~12. 0%;N彡 0· 10%;P彡 0· 045%;S彡 0· 030%，余量为铁和不 可避免的杂质。
[0015] 进一步，所述基板上下表面包覆的复板总厚占复合板全厚的10~30%，基板上下 表面的复板厚度对称或不对称。
[0016] 所述冷乳双面不锈钢复合板的室温延伸率多45%。
[0017] 本发明所述基板为超低碳铝镇静钢，该碳钢基材成分限定理由如下：
[0018] C:碳钢中，当C含量较低时，低碳钢屈服强度会出现明显下降，难以保证用户对强 度的要求。当C含量较高，与不锈钢复合时，在复合界面处容易产生脱碳层，形成异常过渡 组织，同时碳钢基材容易产生屈服点延伸，影响不锈钢复合板性能及表面质量。因此，本发 明设计碳含量为0. 0005~0. 004%。
[0019] N:N与C的作用相似，本发明钢中设计N含量为0· 0005~0· 005%。
[0020] A1 :A1是固定钢中N并使之稳定化的重要成分，将A1含量控制在0. 025%以上对 促进低碳钢力学性能稳定及对冷乳不锈钢复合板表面质量改善有明显作用。但A1含量超 过0. 055%时，材料成本增加，而且增加碳钢基板原始连铸坯制造阶段的断裂风险。因此，本 发明基材中控制A1含量为0. 025~0. 055%。
[0021] Ti、Nb:Ti、Nb是间隙碳原子的有效固定元素，减少碳钢基材中固溶的碳含量，对 改善冷加工过程中冷乳不锈钢复合板的表面质量有明显作用。将Ti含量固定在0. 01 %以 上、Nb含量固定在0. 001%以上，就对降低0. 0005%碳含量的碳钢中的固溶碳起到了比较 好的改善作用。考虑到碳钢基材中碳含量上限为〇. 004%及合金成分成本等问题，将本发明 中Ti彡 0· 08%、Nb彡 0· 05%。因此，本发明控制Ti:0· 01 ~0· 08%、Nb:0· 001 ~0· 05%。
[0022] Si、Mn、P、S元素含量的控制主要依据现有常规超低碳钢的成分体系及实际生产中 最优控制要求而定。
[0023] 本发明所述的复材主要采用304不锈钢成分体系，其中，对C含量作了限定，具体 为C< 0. 06%，因为过高的C含量，导致复合板在后续热加工或处理过程中，铬的碳化物容 易在奥氏体不锈钢晶间析出或析出后完全固溶较困难，影响不锈钢耐腐蚀性能。
[0024] 本发明复合板厚度配比方面，复合比（即复板厚度占复合板全厚的比例）太小，不 锈钢复板太薄，生产过程容易产生乳制孔洞及裂纹等表面缺陷，影响复合板表面质量和使 用寿命，单面不锈钢厚度比例宜控制在5 %以上；另一方面，复合比太大