釉化用钢的成分设计和力学性能研究文献综述

 2022-10-28 10:10

文献综述

1、釉化用钢的发展

以钢铁为基体的釉化制品最早始于18世纪后期的欧洲,釉化制品主要以铸铁为基体材料,用以生产装饰用品和艺术品,那时虽有钢板搪瓷,但炼钢技术和瓷釉工艺技术的限制使得釉化钢难以大规模生产。直到18世纪五六十年代,出现的贝塞麦炼钢法和西门子-马丁炼钢法,得以使钢板制造变得廉价和均质,使釉化用钢板的大量生产得以实现。直至今日,釉化用钢已经历了150多年的发展历程,其应用领域仍在不断扩张,需求量也在不断增加[6]。近年对釉化用钢的研究成果,集中体现在改良釉化用钢的合金成分及加工工艺方面,以提高基体钢材的力学性能(强度、刚度及成型性能)、涂搪密着性、抗鳞爆性等[7]

我国的搪瓷工业已有60多年的发展历程,初始规模极小,釉化原材料及制品以前主要依赖进口。由于工业发展和民用市场需要,国家对该领域进行改革和产业布局调整,至20世纪80年代初,全国民用搪瓷企业已由建国初的30多家发展到80多家,基本满足国内民用需求。目前,我国的搪瓷企业已发展到600余家,产品包括了传统的日用搪瓷、家电用品、建筑装饰搪瓷平板、工业搪瓷等,搪瓷出口产业也已经形成一定规模。武钢自1986年起开始研制低成本的化工釉化专用钢板,1988年投入生产,发展至今日,武钢的热轧釉化用钢系列凭借高质量取代进口锁定市场,获得了国际知名企业如阿里斯顿、A.O.史密斯的认可[8];鞍钢在20世纪80年代就开始生产日用冷轧、热轧釉化用钢,近年来在国家重点工程支持下更是开发了高强度双面釉化用热轧钢板[9];针对釉化用钢板的强度、成形性、抗鳞爆性、密着性和焊接性等方面,宝钢自1997年以来针对市场的需求开发出新一代的釉化专用钢,包括冷轧超深冲搪瓷钢板系列,热轧高强度搪瓷钢板系列等[3]。新型功能搪瓷技术正在不断拓宽其应用领域,在国民经济中发挥其越来广泛而深远的作用。

2、釉化用钢的现状

釉化用钢板的种类很多,按生产工艺可分为热轧板、冷轧板和覆层板等。本课题所研究的钢板为热轧钢板,并且具有低合金高强度的特性。

釉化用钢目前主要采用含铝镇静钢,其化学成分、机械性能比较均匀,钢中的氮被铝固定,所以抗时效能力强,可以长途运输和长期存放。冷轧后再结晶退火时,由于析出AlN的作用,使铝镇静钢形成了对深冲有利的织构,所以深冲性优于沸腾钢。但是铝镇静钢组织比沸腾钢致密,所以钢中捕集氢的场所少,储氢能力小,涂搪时产生鳞爆的危脸性就比较大。

为了解决铝镇静钢的鳞爆问题,得到与沸腾钢相似的疏松组织,常改变脱氧方式。如在浇注时,把铝加到钢锭模中,以得到与沸腾钢相似的很薄的沸腾凝固表面层(轧后表面质量好)和心部含铝的疏松区(储氢能力大)。这种镇静钢兼备一般镇静钢的良好深冲性和沸腾钢的良好可涂搪性[10]

3、合金元素的作用

合金化元素在钢中起强化作用的基本原理在于其在钢中的固溶、偏聚及沉淀作用等,尤其是微合金化元素与C、N交互作用,产生了诸如细晶强化、析出强化等一系列作用,使釉化用钢获得优异的性能。

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