一种碳钢与马氏体不锈钢复合钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属复合板生产技术领域，特别设及一种碳钢与马氏体不诱钢复合钢 板及其生产方法。适用于腐蚀性相对较弱或有耐磨性要求的部件，如煤斗、水电站冲刷槽 等。
【背景技术】
[0002] 鉴于电厂煤斗与水电站冲刷槽等强冲刷并有一定腐蚀性的环境，普通碳钢无法满 足长时间使用的要求。目前主要采用耐磨钢衬板或纯马氏体不诱钢(如410)，如国内某电站 的泄洪冲刷槽就采用了马氏体不诱钢。虽然从耐腐蚀与耐磨角度考虑，纯马氏体不诱钢的 性能良好，但纯不诱钢价格较贵，工程造价高。如果采用不诱钢与碳钢复合板运类新型材料 则有着明显的性价比优势，由于其既具有不诱钢材料的耐蚀性与耐磨性，又具有碳钢的强 度和初性;在满足耐蚀性与耐磨性要求等综合性能的同时，又显著减少不诱钢的消耗、降低 工程造价，物美价廉，具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种碳钢与马氏体不诱钢复合钢板及其生产方法，解决了 使复合板同时兼具不诱钢和碳钢优良性能的问题。
[0004] -种碳钢与马氏体不诱钢复合钢板，其中，基材为Q235B碳钢3,满足GB/T700-2006 要求，其重量百分比含量为：C: <0.20%、Si: <0.35%、Mn:1.20~1.40%、P: <0.04%、S: < 0.04%、Alt:含0.02%、余量为化和不可避免杂质元素。复层410马氏体不诱钢1的成分满 足ASTM A240M-05标准《用于压力容器和一般用途的铭和铭儀不诱钢板、薄板和带钢的标准 规范》要求，其重量百分比含量为：(：:0.08%~0.15%、]\111。.0%、51。.0%、吐：11.5~ 13.5%、Ni: <0.75%、余量为化和不可避免杂质元素。
[0005] -种碳钢与马氏体不诱钢复合钢板的生产方法，包括钢巧组巧、加热、控社、空冷。 除保证复合界面结合强度和探伤性能外，其社制及水冷工艺的设计需要同时保证410马氏 体不诱钢及Q235B碳钢3各自的性能要求，工艺参数控制点需要通过大量的实验才能获 得。
[0006] -种碳钢与马氏体不诱钢复合钢板采用单巧社制，非叠社方式；即在Q235B碳钢3 基材的基础上放上一层410马氏体不诱钢1，并在410马氏体不诱钢1表面涂刷上高溫防氧化 涂层，减少不诱钢氧化与增碳。具体步骤及参数如下：
[0007] 1、将冶炼好的Q235B碳钢3和410马氏体不诱钢1钢巧直接使用，或分别进行开巧社 制到设计的中间巧尺寸;然后对钢巧进行表面抛磨处理，露出新鲜金属后进行复合组巧，钢 巧为单巧复合，下层为Q235B碳钢3,上层为410马氏体不诱钢1，410马氏体不诱钢1外表面涂 刷高溫防氧化涂层。然后对钢巧进行四边焊缝2封边，利用真空扩散累进行抽真空处理，真 空度达到1〇-3~1〇-申日。
[000引高溫防氧化涂层为1306高溫抗氧化涂料，为氧化侣、氧化娃、碳化娃和娃酸钟等的 水溶液；
[0009] 2、加热溫度控制在1150~1200°C，粗社开社溫度控制在1150~1180°C，单道次压 下率在10~20%;两阶段控社开社溫度控制在980~1000°C，终社溫度控制在880~960°C， 社后至冷。
[0010] 本发明的Q235B碳钢巧日410马氏体不诱钢1复合钢板:其复合界面的剪切强度可达 至lj300MPa，探伤可满足GB/T 8165《不诱钢复合钢板和钢带》标准结合率I级要求，即100%结 合。同时保证Q235B碳钢3和410马氏体不诱钢1的各项性能要求，即Q235B碳钢3抗拉强度达 至lj410MPa，室溫冲击功达到200JW上;410马氏体不诱钢1抗拉强度达到1100M化W上，近表 面硬度达到360皿W上。
[0011] 本发明的优点在于，其复合效果良好，界面的剪切强度在300M化W上，探伤达到 GB/T 8165《不诱钢复合钢板和钢带》标准结合率I级要求。复合各层具有较高的力学性能， 表面硬度达至Ij360皿W上，和耐磨钢醒360的硬度相当。兼具耐磨性与耐蚀性，提高了煤斗等 的服役周期及安全性。
【附图说明】
[0012] 图1为钢巧组巧示意图，其中，410马氏体不诱钢1，焊缝2，Q235B碳钢3。
[OOK]图2为本发明的一种金相组织。
[0014]图3为本发明的另一种金相组织。
【具体实施方式】 [001引实施例1
[0016] 本钢种基材Q235B碳钢3化学成分重量百分比含量为：C:0.15%、Si:0.30%、Mn: 1.30%、P:0.01 %、S:0.01 %、Alt :0.03%、余量为化和不可避免杂质元素。复层410马氏体 不诱钢1的成分满足ASTM A240M-05标准《用于压力容器和一般用途的铭和铭儀不诱钢板、 薄板和带钢的标准规范》要求，重量百分含量为：C:0.13%、Mn:0.8%、Si:0.5%、Cr: 13.1%、化：0.32%、余重为化和不可避免杂质兀素。
[0017] 钢板规格为：（20+3) X 2040 X 12000mm(厚度X宽度X长度），其中Q235B唐钢厚度 为20mm，410马氏体不诱钢1厚度为3mm。
[0018] 生产工艺包括钢巧组巧、加热、控社、空冷，具体为：
[0019] (1)将按化学成分设计冶炼好的钢巧进行开巧社制；Q235B碳钢3中间巧厚度 140mm，410马氏体不诱钢1中间钢巧厚度20mm，利用锐床进行复合面的表面清理，碳钢与不 诱钢界面不加助焊剂，然后对钢巧进行四边焊缝2封边，不诱钢外表面使用1306涂料涂刷高 溫防氧化涂层，并利用真空扩散累进行抽真空处理，真空度达到3.2 X 10-中a。
[0020] (2)加热溫度控制在1170~1200°C，粗社开社溫度控制在1150~1180°C，单道次压 下率在15~20%，控社开社溫度为980~1000°C;终社溫度控制在940~960°C，社后空冷。产 品性能见表1。
[0021] 表1钢板性能
[0022]
[0023] 实施例2
[0024] 本钢种基材Q235B碳钢3化学成分重量百分比含量为：C:0.15%、Si:0.30%、Mn: 1.30%、P:0.01%、S:0.01%、Alt:0.03%、余量为化和不可避免杂质元素。复层410马氏体 不诱钢1的成分满足ASTM A240M-05标准《用于压力容器和一般用途的铭和铭儀不诱钢板、 薄板和带钢的标准规范》要求，重量百分含量为：C: 0.13 %、Mn :0.8 %、Si :0.5 %、Cr: 13.1%、化：0.28%、余重为化和不可避免杂质兀素。
[00巧]钢板规格为：（36+4) X 2000 X 12000mm(厚度X宽度X长度），其中Q235B唐钢厚度 为36mm，410马氏体不诱钢1厚度为4mm。
[00%]生产工艺包括钢巧组巧、加热、控社、空冷，具体为：
[0027] (1)将按化学成分设计冶炼好的钢巧进行开巧社制；Q235B碳钢3钢巧厚度250mm， 410马氏体不诱钢1中间钢巧厚度27mm，利用锐床进行复合面的表面清理，碳钢与不诱钢界 面不加助焊剂，然后对钢巧进行四边焊缝2封边，不诱钢外表面使用1306涂料涂刷高溫防氧 化涂层，并利用真空扩散累进行抽真空处理，真空度达到3.2 X 10-中a。
[0028] (2)加热溫度控制在1170~1200°C，粗社开社溫度控制在1150~1180°C，单道次压 下率在15~20%;控社开社溫度为980~1000°C，终社溫度控制在920~940°C，社后空冷。产 品性能见表2。
[0029] 表2钢板性能
[0030]
[0031] 实施例3
[0032] 本钢种基材Q235B碳钢3化学成分重量百分比含量为：C:0.15%、Si:0.30%、Mn: 1.30%、P:0.01 %、S:0.01 %、Alt :0.03%、余量为化和不可避免杂质元素。复层410马氏体 不诱钢1的成分满足ASTM A240M-05标准《用于压力容器和一般用途的铭和铭儀不诱钢板、 薄板和带钢的标准规范》要求，重量百分含量为：C:0.13%、Mn:0.8%、Si:0.5%、Cr: 13.3%、化：0.32%、余重为化和不可避免杂质兀素。
[0033] 钢板规格为：（56+4) X 2000 X 12000mm(厚度X宽度X长度），其中Q235B碳钢3厚度 为56mm，410马氏体不诱钢1厚度为4mm。
[0034] 生产工艺包括钢巧组巧、加热、控社、空冷，具体为：
[0035] (1)将按化学成分设计冶炼好的钢巧进行开巧社制；Q235B碳钢3钢巧厚度398mm， 不诱钢中间钢巧厚度28mm，利用锐床进行复合面的表面清理，碳钢与不诱钢界面不加助焊 剂，然后对钢巧进行四边焊缝2封边，不诱钢外表面使用1306涂料涂刷高溫防氧化涂层，并 利用真空扩散累进行抽真空处理，真空度达到3.0 X 10-中a。
[0036] (2)加热溫度控制在1170~1200°C，开社溫度控制在1100~1150°C，单道次压下率 在15~20%;控社开社溫度为980~1000°C，终社溫度控制在900~920°C，社后空冷。产品性 能见表3。
[0037] 表3钢板性能 [00；3 引
【主权项】
1. 一种碳钢与马氏体不锈钢复合钢板，其特征在于，其中，基材为Q235B碳钢(3)，满足 GB/T700-2006要求，其重量百分比含量为：C: < 0 · 20%，Si : 35%，Mn: 1 · 20~1 ·40%，P: < 0.04%，S: < 0.04%，Alt: 2 0.02%，余量为Fe和不可避免杂质元素;复层410马氏体不锈 钢（1)的成分满足ASTM A240M-05标准《用于压力容器和一般用途的铬和铬镍不锈钢板、薄 板和带钢的标准规范》要求，其重量百分比含量为：C:0.08%~0.15%，Mn< 1.0%，Si < 1.0%，Cr:11.5~13.5%，Ni: < 0.75%，余量为Fe和不可避免杂质元素。2. 根据权利要求1所述的复合钢板，其特征在于，复合界面的剪切强度达到300MPa，探 伤满足GB/T 8165《不锈钢复合钢板和钢带》标准结合率I级要求，100%结合，即Q235B碳钢 (3)抗拉强度达到410MPa;室温冲击功达到200J以上;410马氏体不锈钢（1)抗拉强度达到 11 OOMPa以上，近表面硬度达到360HB以上。3. -种权利要求1所述的复合钢板的生产方法，包括钢坯组坯、加热、控乳、空冷;其特 征在于，具体步骤及参数如下： 1) 将冶炼好的Q235B碳钢（3)和410马氏体不锈钢（1)钢坯直接使用或分别进行开坯乳 制到设计的中间坯尺寸;然后对钢坯进行表面抛磨处理，露出新鲜金属后进行复合组坯，下 层为Q235B碳钢(3)，上层为410马氏体不锈钢（1);410马氏体不锈钢（1)外表面涂刷高温防 氧化涂层;然后对钢坯进行四边焊缝(2)封边，利用真空扩散栗进行抽真空处理。 2) 加热温度控制在1150~1200°C，粗乳开乳温度控制在1150~1180°C，单道次压下率 在10~20%;两阶段控乳开乳温度控制在980~1000°C，终乳温度控制在880~960°C，乳后 空冷。4. 根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述的步骤1)中的钢坯为单坯复合。5. 根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述的步骤1)中的高温防氧化涂层为 1306高温抗氧化涂料。6. 根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于所述的步骤1)中的真空度达到10-3~ 10-2Pa 〇
【专利摘要】一种碳钢与马氏体不锈钢复合钢板及其生产方法,属于金属复合板生产技术领域。通过钢坯组坯、加热、控轧、空冷工艺路线完成，采用单坯轧制，即在Q235B碳钢基材上一层410马氏体不锈钢，并在不锈钢表面涂刷高温防氧化涂层，然后对钢坯进行四边焊缝封边，再进行抽真空处理。优点在于，复合效果良好，具有较高的力学性能，兼具耐磨性与耐蚀性。
【IPC分类】C22C38/04, B21B37/58, B21B1/38, C22C38/02, C22C38/40, B21B37/74
【公开号】CN105543710
【申请号】CN201510999200
【发明人】王小勇, 刘建明, 李永东, 马长文, 孙启昆, 王东, 张海, 黄乐庆, 王海宝
【申请人】首钢总公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月26日