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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
現(xiàn)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(chǎn)量和使用量約占不銹鋼產(chǎn)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(wěn)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(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、S1、Nb、Ti等元素發(fā)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(jìn)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(zhì)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(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
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(zhì)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(zhì)。本發(fā)明按照質(zhì)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?！N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(jù)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(jìn)行點固，然后進(jìn)行焊接，焊縫單面焊接雙面成形；(3)切圓:調(diào)整刀距，使用等離子切割；(4)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)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(yīng)的模具，圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進(jìn)行沖壓封頭；(7)坡口:根據(jù)要求的坡口形式，內(nèi)、外總高，確定劃線高度并確認(rèn)無誤后進(jìn)行坡口 ；(8)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)行檢查，打磨處理，直到合格；(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進(jìn)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(zhì)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(fā)明的有益效果:本發(fā)明雙相合金鋼罐箱封頭具有在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)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(xué)性能好、可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預(yù)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(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。首先，說明本發(fā)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(shè)為0.030%以下、優(yōu)選為0.015%以下。進(jìn)一步要求高耐腐蝕性時，更優(yōu)選設(shè)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(shè)為1.00%以下。優(yōu)選為0.50%以下。應(yīng)予說明，由于Si是做為脫氧劑有用的元素，所以優(yōu)選設(shè)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(yán)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(tài)保護(hù)膜，是不銹鋼具耐蝕性最大的原因，Cr含量的增加，保護(hù)膜的穩(wěn)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(yīng)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(tài)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(yōu)質(zhì)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(chǎn)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?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%,優(yōu)質(zhì)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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(jù)圖紙形狀在鋼板上畫好，調(diào)整刀距，使用等離子切割，確認(rèn)無雜物后進(jìn)行流轉(zhuǎn)；(2)焊接:將圓片放置于等離子焊機工作平臺，焊縫進(jìn)行點固，然后進(jìn)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(diào)整刀距，使用等離子切割；(4)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)行檢查，焊縫進(jìn)行PT檢查，如果PT顯示不合格則進(jìn)行返修補焊，合格后拍片，對表面處理情況進(jìn)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(jù)板材的表面質(zhì)量選用合適的砂輪進(jìn)行拋光；(6)沖壓:裝好相應(yīng)的模具，圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進(jìn)行沖壓封頭；(7)坡口:根據(jù)要求的坡口形式`，內(nèi)、外總高，確定劃線高度并確認(rèn)無誤后進(jìn)行坡Π ；(8)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)行檢查，打磨處理，直到合格；(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進(jìn)行涂抹，然后用清水沖洗干凈，硝酸鹽的pH值為1，質(zhì)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(wěn)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(diào)節(jié)氣體流量和加大電極內(nèi)縮量來達(dá)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(wěn)定。本發(fā)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(fā)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(zhì)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(jìn)行。本發(fā)明選擇的氣體流量為2100-28001^'所謂內(nèi)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(nèi)得到良好的壓縮，獲得能量集中、溫度高的等離子弧而進(jìn)行有效的切割。距離過大或過小，會使電極嚴(yán)重?zé)龘p、割嘴燒壞和切割能力下降。內(nèi)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(nèi)縮量一樣，距離要合適才能充分發(fā)揮等離子弧的切割效率，否則會使切割效率和切割質(zhì)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(yīng)，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(guān)。在保證切割質(zhì)量的如提下，應(yīng)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(qū)的熱影響區(qū)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(zhì)量下降。本發(fā)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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。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(xué)成分質(zhì)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(zhì)。

本實施例的制備方法如實施例1所示。本發(fā)明的雙相合金鋼的實施例與304不銹鋼力學(xué)性能比較見表I。
權(quán)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(zhì)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(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相合金鋼罐箱封頭，其特征在于，按照質(zhì)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(quán)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(jù)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(jìn)行點固，然后進(jìn)行焊接，焊縫單面焊接雙面成形；(3)切圓:調(diào)整刀距，使用等離子切割；(4)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)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(yīng)的模具，圓片至壓機工作平臺均勻涂抹石墨油進(jìn)行沖壓封頭；(7)坡口:根據(jù)要求的坡口形式，內(nèi)、外總高，確定劃線高度并確認(rèn)無誤后進(jìn)行坡口 ；(8)無損探傷:表面處理對焊縫進(jìn)行檢查，打磨處理，直到合格；(9)酸洗:用硝酸鹽對封頭進(jìn)行涂抹，然后用清水沖洗干凈；(10)入庫。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(zhì)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(fā)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(zhì)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(zhì)。本發(fā)明雙相合金鋼罐箱封頭具有在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)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(xué)性能好、可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預(yù)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(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)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