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雙相合金鋼罐箱封頭及其制備工藝的制作方法

文檔序號:3340386閱讀:409來源:國知局
專利名稱:雙相合金鋼罐箱封頭及其制備工藝的制作方法
技術領域
本發明涉及一種封頭,具體涉及一種雙相合金鋼罐箱封頭及其制備工藝。
背景技術
現有的罐箱封頭所用的材料多為奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼1913年在德國問世,在不銹鋼中一直扮演著最重要的角色,其生產量和使用量約占不銹鋼產量及用量的70%。奧氏體不銹鋼即指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼,鋼中含Cr約18%,Ni8%-10%,C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、S1、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se, Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、硫酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕,此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含T1、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸具有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。

發明內容
本發明的目的在于提供一種雙相合金鋼罐箱封頭及其制備工藝。本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
一種雙相合金鋼罐箱封頭,其特征在于所述雙相合金的組分按照質量百分含量計:含有 C:0.030% 以下,Si:1.00% 以下,Mn:2.00% 以下,Cr:21.00-23.00%, Ni:
4.50-6.50%, N:0.14-0.20%, Mo:3.00-3.50%, P:0.030% 以下,S:0.020% 以下,其余為 Fe 及
不可避免的雜質。本發明按照質量百分含量計,含有C:0.005-0.019%, S1:0.75%以下,Mn:2.00%以下,Cr:21.00-23.00%, Ni:4.50-6.50%, N:0.08-0.20%, Mo:3.00-3.50%, P:0.030% 以下,S:0.015% 以下。—種制備雙相合金鋼罐箱封頭的工藝,其特征在于包括如下步驟:(1)切圓:根據圖紙形狀在鋼板上畫好,使用等離子切割;(2)焊接:將圓片放置于等離子焊機工作平臺,焊縫進行點固,然后進行焊接,焊縫單面焊接雙面成形;(3)切圓:調整刀距,使用等離子切割;(4)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,打磨處理,直到合格;(5)拋光:將焊縫打磨平滑;(6)沖壓:裝好相應的模具,圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進行沖壓封頭;(7)坡口:根據要求的坡口形式,內、外總高,確定劃線高度并確認無誤后進行坡口 ;(8)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,打磨處理,直到合格;(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進行涂抹,然后用清水沖洗干凈;(10)入庫。所述步驟(I)中等離子切割的工藝條件為:空載電壓為160-240V,切割電流為185-340A,切割電壓為120-145V,氣體流量為2100-28000^,切割速度為20_45m/h。
所述步驟(9)中硝酸鹽的pH值為I,質量濃度為15%,硝酸鹽的用量為每平方米封頭用硝酸鹽100ml。本發明的有益效果:本發明雙相合金鋼罐箱封頭具有在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能、有良好的耐孔蝕性能、具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能、綜合力學性能好、可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊后不需熱處理,可與奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接等特點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。首先,說明本發明的體系不銹鋼熱軋鋼板的成分限定的理由。C:0.030% 以下C容易形成Cr碳化物,如果超過0.030%,則焊接時在熱影響部形成Cr碳化物,成為晶界腐蝕的原因。因此,將C設為0.030%以下、優選為0.015%以下。進一步要求高耐腐蝕性時,更優選設為0.010%以下。S1:1.00% 以下如果Si超過1.00%則使韌性降低,因此,將Si設為1.00%以下。優選為0.50%以下。應予說明,由于Si是做為脫氧劑有用的元素,所以優選設為0.05%以上。Mn:2.00% 以下在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,提高強度,可取代Ni的添加,但對煉制的過程來說,添加過多的Mn會嚴重侵蝕爐壁。Cr:21.00-23.00%為不銹鋼主要的添加元素,一般在12%以上,因可生成Cr203鈍態保護膜,是不銹鋼具耐蝕性最大的原因,Cr含量的增加,保護膜的穩定度也相對提升,能耐高溫氧化。Ni:4.50-6.50%提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源,故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。N:0.14-0.20%氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。Mo:3.00-3.50%增加Mo可強化鈍態膜,有利于耐孔蝕,提高對氯離子的抵抗性;2%以上的Mo可有效改善耐硫酸侵蝕的效益;另一方面亦增加硬化能4、肥粒鐵相安定因素。P:0.030% 以下
在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%,優質鋼要求更低些。S:0.020% 以下硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%,優質鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。實施例1本實施例的雙相合金鋼板厚度為6mm,寬1800mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.027%, Si:0.87%, Mn:1.90%, Cr:21%, N1:6.00%, N:0.16%, Mo:3.20%, P:0.025%,S:0.015%,其余為Fe及不可避免的雜質。一種制備雙相合金鋼罐箱封頭的工藝,包括如下步驟:(I)切圓:根據圖紙形狀在鋼板上畫好,調整刀距,使用等離子切割,確認無雜物后進行流轉;(2)焊接:將圓片放置于等離子焊機工作平臺,焊縫進行點固,然后進行焊接,焊縫單面焊接雙面成形,焊縫不得低于母材;表面不得有裂紋、氣孔、弧坑、咬邊和夾渣等缺陷,并不得有熔渣和飛濺物。焊縫雙面磨平,不得低于母材;(3)切圓:調整刀距,使用等離子切割;(4)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,焊縫進行PT檢查,如果PT顯示不合格則進行返修補焊,合格后拍片,對表面處理情況進行外觀檢查,如有影響探傷表面要求的,打磨處理,直到合格后劃線;(5)拋光:將焊縫打磨平滑根據板材的表面質量選用合適的砂輪進行拋光;(6)沖壓:裝好相應的模具,圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進行沖壓封頭;(7)坡口:根據要求的坡口形式`,內、外總高,確定劃線高度并確認無誤后進行坡Π ;(8)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,打磨處理,直到合格;(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進行涂抹,然后用清水沖洗干凈,硝酸鹽的pH值為1,質量濃度為15%,硝酸鹽的用量為每平方米封頭用硝酸鹽IOOml ;(10)入庫。等離子切割的工藝條件為:等離子切割電源,必須具有足夠高的空載電壓,才能容易引弧和使等離子弧穩定燃燒,空載電壓一般為120-600V。而弧柱電壓一般為空載電壓的一半,提高弧柱電壓,能明顯增加等離子弧的功率,因而能提高切割速度和切割更大厚度的金屬板材,弧柱電壓往往通過調節氣體流量和加大電極內縮量來達到,但弧柱電壓不能超過空載電壓的65%,否則會使等離子弧不穩定。本發明選用的空載電壓為160-240V。增加切割電流同樣能提高等離子弧的功率,但它受到最大允許電流的限制,否則會使等離子弧柱變粗,割縫寬度增加,電極壽命下降。本發明選用的切割電流為185-340A,切割電壓為120-145V。增加氣體流量既能提高弧柱電壓,又能增強對弧柱的壓縮作用而使等離子弧能量更加集中,噴射力更強,因而可提高切割速度和質量,但氣體流量過大,反而會使弧柱變短,損失熱量增加,使切割能力減弱,直至使切割過程不能正常進行。本發明選擇的氣體流量為2100-28001^'所謂內縮量是指電極到割嘴端面的距離,合適的距離可以使電弧在割嘴內得到良好的壓縮,獲得能量集中、溫度高的等離子弧而進行有效的切割。距離過大或過小,會使電極嚴重燒損、割嘴燒壞和切割能力下降。內縮量一般取8-11_。
割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距離。該距離一般為riOmm。它與電極內縮量一樣,距離要合適才能充分發揮等離子弧的切割效率,否則會使切割效率和切割質量下降或使割嘴燒壞。以上各種因素直接影響等離子弧的壓縮效應,也就是影響等離子弧的溫度和能量密度,而等離子弧的高溫、高能量決定著切割速度,所以以上的各種因素均與切割速度有關。在保證切割質量的如提下,應盡可能的提聞切割速度。這不僅提聞生廣率,而且能減少被割零件的變形量和割縫區的熱影響區域。若切割速度不合適,其效果相反,而且會使粘渣增加,切割質量下降。本發明的切割速度選擇20-45m/h。實施例2本實施例的雙相合金鋼板厚度為6mm,寬1600mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.009%, Si:0.70%, Mn:1.50%, Cr:22.00%, N1:5.00%, N:0.18%, Mo:3.00%, P:0.022%, S:0.011%,其余為Fe和不可避免的雜質。本實施例的制備方法如實施例1所述。實施例3本實施例的雙相合金鋼板厚度為10mm,寬1800mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.022%, S1:0.56%, Mn:0.45%, Cr:22.5%, N1:4.67%, N:0.14%, Mo:3.30%, P:0.008%, S:0.014%,其余為Fe和不可避免的雜質。本實施例的制備方法如實施例1所述。實施例4本實施例的雙相合金鋼板厚度為22mm,寬2000mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.025%, S1:0.66%, Mn:1.50%, Cr:21.0%, N1:5.53%, N:0.19%, Mo:3.25%, P:0.004%, S:0.003%,其余為Fe和不可避免的雜質。本實施例的制備方法如實施例1所示。實施例5本實施例的雙相合金鋼板厚度為8mm,寬2000mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.020%Si:0.50%, Mn:1.50%, Cr:22.3%, N1:6.21%, N:0.11%, Mo:3.18%, P:0.013%, S:
0.012%,其余為Fe和不可避免的雜質。本實施例的制備方法如實施例1所示。實施例6本實施例的雙相合金鋼板厚度為10mm,寬1600mm,它的化學成分質量百分比為:C:0.005%, S1:0.06%, Mn:1.80%, Cr:21.9%, N1:6.45%, N:0.20%, Mo:3.35%, P:0.015%, S:
0.008%,其余為Fe和不可避免的雜質。本實施例的制備方法如實施例1所示。實施例7本實施例的雙相合金鋼板厚度為4mm,寬1500mm,它的化學成分質量百分比為:C:
0.015%, Si:0.70%, Mn:1.95%, Cr:23.00%, N1:4.90%, N:0.098%, Mo:3.00%, P:0.024%, S:
0.008%,其余為Fe和不可避免的雜質。

本實施例的制備方法如實施例1所示。本發明的雙相合金鋼的實施例與304不銹鋼力學性能比較見表I。
權利要求
1.一種雙相合金鋼罐箱封頭,其特征在于所述雙相合金鋼的組分按照質量百分含量計:含有 C:0.030% 以下,Si:1.00% 以下,Mn:2.00% 以下,Cr:21.00-23.00%, Ni:4.50-6.50%, N:0.14-0.20%, Mo:3.00-3.50%, P:0.030% 以下,S:0.020% 以下,其余 Fe 及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的雙相合金鋼罐箱封頭,其特征在于,按照質量百分含量計,含有 C:0.005-0.019%, Si:0.75% 以下,Mn:2.00% 以下,Cr:21.00-23.00%, Ni:4.50-6.50%,N:0.08-0.20%, Mo:3.00-3.50%, P:0.030% 以下,S:0.015% 以下。
3.一種制備如權利要求1或2所述的雙相合金鋼罐箱封頭的工藝,其特征在于包括如下步驟:(1)切圓:根據圖紙形狀在鋼板上畫好,使用等離子切割;(2)焊接:將圓片放置于等離子焊機工作平臺,焊縫進行點固,然后進行焊接,焊縫單面焊接雙面成形;(3)切圓:調整刀距,使用等離子切割;(4)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,打磨處理,直到合格;(5)拋光:將焊縫打磨平滑;(6)沖壓:裝好相應的模具,圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進行沖壓封頭;(7)坡口:根據要求的坡口形式,內、外總高,確定劃線高度并確認無誤后進行坡口 ;(8)無損探傷:表面處理對焊縫進行檢查,打磨處理,直到合格;(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進行涂抹,然后用清水沖洗干凈;(10)入庫。
4.根據權利要求3所述的工藝,其特征在于所述步驟(I)中等離子切割的工藝條件為:空載電壓為160-240V,切割電流為185-340A,切割電壓為120-145V,氣體流量為2100-28001^'切割速度為 20-45m/h。
5.根據權利要求3所述的工藝,其特征在于所述步驟(9)中硝酸鹽的pH值為1,質量濃度為15%,硝酸鹽的用量為 每平方米封頭用硝酸鹽100ml。
全文摘要
本發明公開一種雙相合金鋼罐箱封頭及其制備工藝,其特征在于所述雙相合金鋼的組分按照質量百分含量計含有C0.030%以下,Si1.00%以下,Mn2.00%以下,Cr21.00-23.00%,Ni4.50-6.50%,N0.14-0.20%,Mo3.00-3.50%,P0.030%以下,S0.020%以下,其余Fe及不可避免的雜質。本發明雙相合金鋼罐箱封頭具有在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能、有良好的耐孔蝕性能、具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能、綜合力學性能好、可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊后不需熱處理,可與奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接等特點。
文檔編號C22C38/44GK103173697SQ201310096979
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者王 華, 陳建東, 張斌峰, 高艷華, 張立群 申請人:宜興北海封頭有限公司
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