本发明属于双金属复合制造技术领域，具体地说涉及一种tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法。
背景技术：
近年来，国内建造化学品船的数量逐渐增多，建造化学品船液货舱的关键技术之一是液货舱内衬材料的选用，良好的耐化学腐蚀性能是选材的重要条件。所以其液货舱和液货管绝大部分采用不锈钢建造，为了确保耐腐蚀性、焊接性和经济性，通常选用的不锈钢有316l(00cr17ni14mo2)、304l(0cr18ni9)及2205双相不锈钢(22cr23ni5mo3n)。其中双相不锈钢的应用更加得到重视，因为双相不锈钢有着结构强度与更优于普通奥氏体不锈钢的耐蚀性能，其在化学品船运输广泛应用是一种趋势。
随着造船行业的竞争压力加剧，制造成本降低与使用性能提升这两个对立的矛盾限制了单纯的双相不锈钢在化学品船上的应用，这就迫切需要找到一种新材料来进行替代，兼顾产品质量又能大幅减低制造成本。而船用双相不锈钢对复合板的研制与开发满足了这种技术及市场需求，有效地解决了这种难题，不仅保证了双相不锈钢优良的耐腐蚀性能与结构性能；也可以选择性的进行成本降低。由于采用最新的复合板技术，减少了双相不锈钢的使用量，极大降低了造船业的运行成本，市场前景较好。
一般情况下，不锈钢复合板有爆炸法和轧制法生产。爆炸法由于噪音大，对环境存有污染，且受天气的影响较大，不是一种可持续的复合板制备技术。轧制法是采用高温轧制的方式，利用原子间的扩散使复材和基材实现良好的冶金结合，其生产的复合板，板幅可灵活调整，是一种绿色环保可持续的生产工艺。因此，采用轧制法生产复合板将是未来发展的趋势。
目前，现有船用复合板，一般采用爆炸法生产，其工期长且批量生产能力不足；另外船用双相不锈钢复合板很少见于公开报道，且双相不锈钢需要离线处理，工序较长，制造成本高。基于此，采用真空轧制法，利用在线工艺生产船用双相不锈钢复合板，保证该复合板具有较好的性能匹配及较低生产成本。此外，采用真空轧制法生产复合板，较现有传统工艺有着较好的优势。传统组坯工艺主要通过封焊四周，然后钻孔再抽真空的方法进行组坯，因该法需要封焊后再钻孔抽真空，工艺较为繁琐，且主要靠人工操作完成，对轧制成功率有一定影响。而目前采取的新型组坯方式是在真空环境下电子束直接焊接组坯，省去了封焊后钻孔抽真空过程，如专利公开号cn102069289a《一种不锈钢-碳钢复合板的制备方法》公开的正是采用这种方式，保证了所组复合坯的真空度，保证后续加工及冶金结合等性能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法，，所用基材为低碳设计的船用钢，通过添加封条，在真空环境下利用电子束将封条与基材焊接的方式组坯，再经tmcp工艺轧制及在线淬火冷却工艺，制备出良好冶金结合的船用双相不锈钢复合板，有效地解决了复合板中基材双相不锈钢在线工艺耐蚀性能的问题，同时制坯过程减少了钻孔抽真空等工序，工艺简单，且轧制成功率高。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法包括以下步骤：
㈠坯料准备：准备两块基材和两块复材，根据成品复合板的钢种及规格，确定基材和复材钢种及规格；
㈡表面修磨：将两块基材和两块复材的其中一个表面，即基材和复材相接触的表面均进行修磨，使表面完全露出金属；
㈢隔离剂涂刷：在两块复材的相接触的那一面，即未打磨的表面均涂刷隔离剂，隔离剂涂刷均匀，表面光滑度一致，并进行烘干处理；隔离剂使用应符合该产品使用要求，隔离剂使用量要充分保证，常用的隔离剂主要有有机硅隔离剂、氧化铝/氧化镁型隔离剂等；
㈣组坯封条：将基材和复材依次堆放形成复合坯，从下至下依次为基材、复材、复材、基材，复材尺寸小于基材，并采用封条将复合坯四周凹槽封装好，封条选用常用碳钢材质；
㈤电子束封焊：将组好的复合坯送至真空室，然后对真空室抽真空，待真空室真空度达到10×10-2pa以下时，采用真空电子束将封条与复合坯之间的缝隙进行焊接；
㈥加热：将复合坯送至加热炉加热，加热温度1150-1250℃，加热总时间按复合坯厚度以8-15min/cm的时间控制，出钢温度控制在1200℃-1210℃；
㈦轧制与冷却：采用tmcp工艺进行轧制，粗轧阶段的压缩比≥2.0，中间坯厚度是轧制总厚度的1.5-3.0倍，精轧开轧温度950-1050℃，终轧温度控制≥920℃；采用快节奏轧制，轧制速度2m/s-3m/s，保证轧制温度；轧制后高速抛钢，复合板直接进入超快冷装置以10-20℃/s的速度在线淬火，终冷温度为400-500℃；
㈧矫直：对轧制后的钢板进行矫直处理，矫直后上冷床冷却，待表面温度降至300℃以下时即可下线；
㈨切割分板：采用等离子或火焰切割方式对复合板进行切割，经切头、尾及切两边后，在两块复材之间将上下两张单面复合板分离，再对单面复合板进行矫直处理，经表面打磨、性能检测、打包处理后，最终获得单面复合板为双相不锈钢复合板产品。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法，其中步骤㈠中的基材坯料采用低碳船用钢，其化学成分按重量百分比为：c≤0.18％，si≤0.50％，mn：0.90-1.60％，p≤0.035％，s≤0.035％，nb：0.020-0.050％，v：0.050-0.10％，ti≤0.020％，alt：0.015-0.035％，cr≤0.20％，ni≤0.30％，cu≤0.35％，余量为fe及少量不可避免的杂质。
前述的tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法，其中步骤㈠中的复材坯料为奥氏体+铁素体型的双相不锈钢，其化学成分按重量百分比为：c≤0.030，si≤1.00，mn≤2.00，p≤0.030，s≤0.020％，ni：4.50-6.50％，mo：3.00-3.50％，cr：22.0-23.0％，n：01.4-0.20％，余量为fe及少量不可避免的杂质。
前述的tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法，其中步骤㈨中的双相不锈钢复合板产品，其总厚度为10-60mm，其复材厚度为1.0-6.0mm。
前述的tmcp型船用双相不锈钢复合板的制备方法，其中步骤㈣中，封条采用碳钢材质。
本发明的有益效果是：⑴本发明基材采用低碳设计的船用钢，所制备的船用双相不锈钢复合板，其基材碳当量低，不预热可直接焊接，便于现场施工；⑵本发明在真空室环境下直接封焊，减少了传统工艺的钻孔、抽真空等工序，真空度更有保障；⑶本发明通过tmcp工艺，采取在线淬火工艺，取代传统离线工艺，保证复材双相不锈钢的耐蚀性能及结构度，同时保证基材船用钢具有一定的韧性的性能，同时轧后的快速冷却，控制复材双相不锈钢中对耐蚀性能影响最大的δ析出物的大量析出，保证了复材的良好耐蚀性，另外复合板不需要热处理，即可获得良好的综合性能；⑷本发明开发的船用双相不锈钢复合板，可以作为化学品船单纯不锈钢的替代产品，在满足其实用心要求的同时，也极高的节约了造船企业的成本，具有极高的市场效益。
附图说明
图1为本发明复合坯的结构示意图。
图2为本发明实施例1的复合板界面显微组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例选择基材坯料厚度94mm的dh36钢种，化学成分见表1，复材坯料厚度为16mm的s22053双相不锈钢，轧制成品厚度为4+24mm的s22053+dh36复合板。
两块dh36基材坯料和两块s22053复材坯料的其中一个表面进行修磨，使表面完全露出新鲜金属。对复材未打磨表面涂刷隔离剂，烘干隔离剂。对其中一块基材已打磨表面的四周边部点焊固定封条；将两块复材的非复合面叠合，放置在封条围成的槽内，再将另一块基材复合面朝下，盖在两块复材的上面，同时保证上下基材四侧边与封条外边平齐，组成一个待封焊的复合坯。将组好的复合坯送至真空室，然后对真空室抽真空，待真空室真空度达到6×10-2pa时，采用电子束将封条与基材之间的缝隙进行焊接，得到总厚度为220mm复合坯。
将复合坯送至步进式加热炉加热，加热温度1220℃，加热总时间235min。采用tmcp工艺进行轧制与在线淬火工艺冷却，中间坯厚度为88mm，精轧开轧温度1000℃，终轧温度980℃。轧后直接进入超快冷快速冷却，冷却速率18℃/s；返红温度420℃。轧后复合板矫直、300℃下线、切头、尾及切两边后，上下两张单层复合板分离，对单层复合板进行矫直，对复材表面打磨，最终获得成品厚度4+24mm的s22053+dh36复合板产品。
复合板的界面显微组织图如图1所示，如图可知，双相不锈钢与船用钢之间未发现未结合区域，复合板实现良好的冶金结合。
实施例2
本实施例选择基材坯料厚度58.5mm的dh36钢种，化学成分见表1，复材坯料厚度为16mm的s22053双相不锈钢，轧制成品厚度为3.2+12mm的s22053+dh36复合板。
两块dh36基材坯料和两块s22053复材坯料的其中一个表面进行修磨，使表面完全露出新鲜金属。对复材未打磨表面涂刷隔离剂，烘干隔离剂。对其中一块基材已打磨表面的四周边部点焊固定封条；将两块复材的非复合面叠合，放置在封条围成的槽内，再将另一块基材复合面朝下，盖在两块复材的上面，同时保证上下基材四侧边与封条外边平齐，组成一个待封焊的复合坯。将组好的复合坯送至真空室，然后对真空室抽真空，待真空室真空度达到6×10-2pa时，采用电子束将封条与基材之间的缝隙进行焊接，得到总厚度为149mm复合坯。
将复合坯送至步进式加热炉加热，加热温度1210℃，加热总时间215min。采用tmcp工艺进行轧制与在线淬火工艺冷却，中间坯厚度为60mm，精轧开轧温度1020℃，终轧温度935℃。轧后直接进入超快冷快速冷却，冷却速率15℃/s；返红温度460℃。轧后复合板矫直、300℃下线、切头、尾及切两边后，上下两张单层复合板分离，对单层复合板进行矫直，对复材表面打磨，最终获得成品厚度3.2+12mm的s22053+dh36复合板产品。
实施例3
本实施例选择基材坯料厚度118mm的dh36钢种，化学成分见表1，复材坯料厚度为20mm的s22053双相不锈钢，轧制成品厚度为5.0+30mm的s22053+dh36复合板。
两块dh36基材坯料和两块s22053复材坯料的其中一个表面进行修磨，使表面完全露出新鲜金属。对复材未打磨表面涂刷隔离剂，烘干隔离剂。对其中一块基材已打磨表面的四周边部点焊固定封条；将两块复材的非复合面叠合，放置在封条围成的槽内，再将另一块基材复合面朝下，盖在两块复材的上面，同时保证上下基材四侧边与封条外边平齐，组成一个待封焊的复合坯。将组好的复合坯送至真空室，然后对真空室抽真空，待真空室真空度达到6×10-2pa时，采用电子束将封条与基材之间的缝隙进行焊接，得到总厚度为276mm复合坯。
将复合坯送至步进式加热炉加热，加热温度1230℃，加热总时间275min。采用tmcp工艺进行轧制与在线淬火工艺冷却，中间坯厚度为100mm，精轧开轧温度1010℃，终轧温度1005℃。轧后直接进入超快冷快速冷却，冷却速率17℃/s；返红温度445℃。轧后复合板矫直、300℃下线、切头、尾及切两边后，上下两张单层复合板分离，对单层复合板进行矫直，对复材表面打磨，最终获得成品厚度5.0+30mm的s22053+dh36复合板产品。
实施例4
本实施例选择基材坯料厚度78mm的dh36钢种，化学成分见表1，复材坯料厚度为20mm的s22053双相不锈钢，轧制成品厚度为2.5+10mm的s22053+dh36复合板。
两块dh36基材坯料和两块s22053复材坯料的其中一个表面进行修磨，使表面完全露出新鲜金属。对复材未打磨表面涂刷隔离剂，烘干隔离剂。对其中一块基材已打磨表面的四周边部点焊固定封条；将两块复材的非复合面叠合，放置在封条围成的槽内，再将另一块基材复合面朝下，盖在两块复材的上面，同时保证上下基材四侧边与封条外边平齐，组成一个待封焊的复合坯。将组好的复合坯送至真空室，然后对真空室抽真空，待真空室真空度达到6×10-2pa时，采用电子束将封条与基材之间的缝隙进行焊接，得到总厚度为196m复合坯。
将复合坯送至步进式加热炉加热，加热温度1210℃，加热总时间225min。采用tmcp工艺进行轧制与在线淬火工艺冷却，中间坯厚度为70mm，精轧开轧温度1020℃，终轧温度930℃。轧后直接进入超快冷快速冷却，冷却速率14℃/s；返红温度475℃。轧后复合板矫直、300℃下线、切头、尾及切两边后，上下两张单层复合板分离，对单层复合板进行矫直，对复材表面打磨，最终获得成品厚度2.5+10mm的s22053+dh36复合板产品。
表1本发明实施例钢种的成分：
表2本发明实施例复合板成品的性能(满足复合板相关标准要求)
表3本发明实施例复合板成品的耐点蚀性能，可以看出，其腐蚀速率处于一个极低的水平。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。