1.本发明属于钢铁冶炼及轧制技术领域，特别涉及一种超高强耐酸车厢板用钢及其生产方法。


背景技术：

2.随着国家节能环保、治理超载超限的要求逐渐提升，降低整车重量的需求越来越普遍。改装车车厢是整车的重要结构之一，重量较大，为了降低整车重量，车厢板用钢目前普遍采用0.7-1.5mm的冷轧马氏体钢或者冷硬态高强钢进行生产。对于拉煤、焦炭、或者其他具有腐蚀性介质的货物时，车厢很容易发生腐蚀行为，由于厚度减薄，极容易出现腐蚀漏洞现象，影响改装车的品牌价值。针对该用途，改装车用户提出了开发具有耐硫酸介质腐蚀的车厢板用钢需求。
3.专利申请号为201110268721.7，“抗拉强度≥800mpa级耐硫酸露点腐蚀钢及其制备方法”，公开了一种抗拉强度达到820mpa级的耐酸用钢，该强度级别属于耐酸钢里面最高级别。
4.专利申请号为202010520562.4，“一种超高强马氏体钢及其制造方法”，公布了一种抗拉强度达到1300mpa级，但是其无耐酸性能；目前国内外面临着高强钢不耐酸，耐酸钢不耐磨的困境。
5.随着改装车轻量化，对车厢板用钢的力学性能和特殊性能需求(耐腐蚀、耐酸性和耐冲击等)将会更加严格，耐硫酸腐蚀用途的车厢板的开发国内外属于空白，开发意义重大。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本发明提出了一种超高强耐酸车厢板用钢及其生产方法，以解决如何使钢板同时满足高强度和耐酸耐磨的技术问题。
7.用于实现上述目的的技术方案如下：
8.一种超高强耐酸车厢板用钢，所述车厢板用钢的化学成分以质量分数计包括：c：0.03％～0.06％；si：0.30％～0.60％；mn：0.5％～1.1％；p：≤0.008％；s：≤0.002％；al：0.025％-0.050％；ti：0.12％～0.15％；cr：0.20％～0.50％；sb：0.08％～0.16％；其余为fe及不可避免的杂质。
9.可选的，所述车厢板用钢的化学成分以质量分数计包括：c：0.04％～0.06％；si：0.40％～0.60％；mn：0.6％～1.1％；p：≤0.008％；s：≤0.002％；al：0.025％～0.050％；ti：0.12％～0.14％；cr：0.30％～0.50％；sb：0.09％～0.15％；其余为fe及不可避免的杂质。
10.可选的，所述车厢板用钢的金相组织，以体积分数计，包括90-95％铁素体和5-10％珠光体。
11.可选的，所述车厢板用钢的金相组织，以体积分数计，包括92-95％铁素体和5-8％
珠光体。
12.可选的，所述车厢板用钢的性能包括屈服强度＞900mpa，抗拉强度＞1000mpa，延伸率均≥10％。
13.一种超高强耐酸车厢板用钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括，
14.获取含有所述化学成分的铸坯；
15.将所述铸坯依次进行加热、轧制和卷取，获得热轧卷；
16.将所述热轧卷依次进行酸洗、冷轧和平整，获得车厢板用钢。
17.可选的，所述加热的温度为1250-1300℃，加热过程中保温时间为1.5h-2.5h。
18.可选的，所述轧制包括粗轧和精轧，所述精轧的的终轧温度为850-950℃，所述卷取的温度为650-700℃。
19.可选的，所述冷轧的压下率为50％～70％。
20.可选的，所述平整的延伸率≤0.15％。
21.本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22.本发明实施例提供的碳在钢中起固溶强化作用，添加mn可以增强抗拉强度，过高的mn元素含量将导致严重的带状组织，导致组织不均匀性，影响局部的电化学平衡，导致耐蚀性能下降；al用于脱氧，脱氧不净将导致材料的冷成形性能下降，为满足钢板成形性能要求，al含量应≥0.025％，al含量过高会导致钢中aln类夹杂物过多，降低材料的延伸率和耐蚀性；sb元素质地脆而硬，能抑制阳极反应，同时与钢中cu元素在钢表面形成cu2sb膜，可抑制阴极反应，对酸露点腐蚀有很好的抑制效果，但sb含量应控制在较低范围，可以同时提高钢材的内部质量和焊接性能；采用低c-低mn-高ti-高cr-高sb的微合金化的成分体系，各化学成分综合作用，确保钢中的组织结构和力学性能要求，使钢板同时满足高强度和耐酸耐磨。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
25.图1是本技术实施中超高强耐酸车厢板用钢的制备流程图；
26.图2本发明实施例提供的一种超高强耐酸车厢板用钢的金相组织。
具体实施方式
27.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
28.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领
域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
29.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
30.还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
31.一种超高强耐酸车厢板用钢，所述车厢板用钢的化学成分以质量分数计包括：c：0.03％～0.06％；si：0.30％～0.60％；mn：0.5％～1.1％；p：≤0.008％；s：≤0.002％；al：0.025％～0.050％；ti：0.12％～0.15％；cr：0.20％～0.50％；sb：0.08％～0.16％；其余为fe及不可避免的杂质。
32.si：si是一种固溶强化元素，有利于提高固溶强化作用。高si含量增加铁皮的粘附性，增加酸洗阶段去除难度，易形成红色铁皮；但si含量过低固溶强化效果不好。因此，综合考虑材料的强度、焊接性、表面质量，本发明钢中si含量控制在0.30％～0.60％。
33.mn：mn是固溶强化元素，为了实现本发明所需屈服强度≥900mpa、抗拉强度≥1000mpa的要求，mn含量需≥0.5％。mn含量也不能过高，过高的mn元素含量将导致严重的带状组织，导致组织不均匀性，影响局部的电化学平衡，导致耐蚀性能下降。因此，综合考虑，本发明将mn的含量设计为0.5％～1.1％，进一步地，可优选0.6％～1.1％。
34.p与s：p和s为钢中杂质元素，p元素易引起钢材的中心偏析，恶化钢材的焊接性与塑韧性；s元素易于mn元素形成mns夹杂，降低韧性。不管是由于p引起的偏析还是mns形成的夹杂，都将破坏基体局部的电化学平衡，增加腐蚀倾向性。因此，综合考虑材料的焊接性、塑韧性和耐蚀性，本发明钢中p含量控制≤0.008％，s含量控制≤0.002％。
35.al：al加入钢中主要是为了脱氧，脱氧不净将导致材料的冷成形性能下降，为满足钢板成形性能要求，al含量应≥0.025％。但al含量过高会导致钢中aln类夹杂物过多，降低材料的延伸率和耐蚀性。因此，综合考虑，本发明的al含量控制在0.025％～0.05％。
36.ti：ti元素主要起到析出强化作用，本专利虽然主要以位错强化和析出强化为主，固溶强化为辅的强化方式，为了获得屈服强度≥≥900mpa，需要添加一定量的ti元素；但ti元素太高，将显著降低塑韧性。因此，综合考虑，本发明钢中ti含量控制在0.12％～0.15％，进一步地，优选0.12％～0.14％。
37.cr：cr元素也是主要的强化元素，为了提高本专利材料的固溶强化贡献，提高基体的硬度，需要添加一定量的cr元素，一定量的cr元素有利于提高基体的耐蚀性能；但cr元素含量较高时，对焊接性能不利。因此，综合考虑强度、塑韧性和耐蚀性能，本专利将cr元素控制在0.20％～0.50％。
38.sb：sb元素在常温下很难被氧化，质地脆而硬，能抑制阳极反应，同时与钢中cu元素在钢表面形成cu2sb膜，可抑制阴极反应，对硫酸露点腐蚀有很好的抑制效果，但sb含量应控制在较低范围，以在提高耐硫酸露点腐蚀的同时，提高钢材的内部质量和焊接性能。综合考虑，本专利将sb元素控制在0.08％～0.16％。
39.作为一种可选的实施方式，所述车厢板用钢的化学成分以质量分数计包括：c：0.04％～0.06％；si：0.40％～0.60％；mn：0.6％～1.1％；p：≤0.008％；s：≤0.002％；al：
0.025％～0.050％；ti：0.12％～0.14％；cr：0.30％～0.50％；sb：0.09％～0.15％；其余为fe及不可避免的杂质。
40.本技术实施例中，所述车厢板用钢的化学成分以质量分数计：所述c含量的优选范围为0.04％～0.06％，所述mn含量的优选范围为0.6％～1.1％，ti含量的优选范围为0.12％～0.14％；可以保证基体具有优异的强塑形匹配，满足后续易轧制的效果并提高焊接性能。
41.作为一种可选的实施方式，所述车厢板用钢的金相组织，以体积分数计，包括90-95％铁素体和5-10％珠光体。
42.本技术实施例中，金相组织，以体积分数计，包括：90-95％铁素体、5-10％珠光体，可以有效的保证所述车厢板用钢优异的力学性能：较佳的耐酸和耐磨性能，同时保证了对酸露点腐蚀有很好的抑制效果，90-95％铁素体具有保证易成形的有益效果，体积分数过高有降低强度的不利影响，体积分数过低对冷变形效果不利；5-10％珠光体具有提高强度的有益效果，体积分数过高对成形性能不利，体积分数过低有降低强度的不利影响，
43.作为一种可选的实施方式，所述车厢板用钢的金相组织，以体积分数计，包括92-95％铁素体和5-8％珠光体。
44.作为一种可选的实施方式，所述车厢板用钢的性能包括：屈服强度＞900mpa，抗拉强度＞1000mpa；延伸率均≥1.0％。
45.一种超高强耐酸车厢板用钢的制备方法，如图1所示，所述方法包括下列步骤：
46.s1.获取含有所述化学成分的铸坯；
47.s2.将所述铸坯依次进行加热、轧制和卷取，获得热轧卷；
48.s3.将所述热轧卷依次进行酸洗、冷轧和平整，获得车厢板用钢。
49.本技术实施例中，用低c-低mn-高ti-高cr-高sb的微合金化的成分体系，通过合理的成分设计并配以适宜的热轧工艺与冷轧工艺，就可以生产0.6mm～1.5mm、具有优良冷成形性能车厢板用带钢，屈服强度达到900mpa以上，抗拉强度达到1000mpa以上，并且具有优良的板形质量、表面质量和耐硫酸腐蚀性能，满足90
°
折弯不开裂。
50.作为一种可选的实施方式，所述加热的温度为1250-1300℃，加热过程中保温时间为1.5h-2.5h。
51.本技术实施例中，选用加热的温度为1250-1300℃的原因是由于试验钢添加了较高的ti元素，加热温度的设定需要同时考虑微合金化元素的回溶和奥氏体晶粒的粗化行为，温度过高，具有粗化原始奥氏体晶粒的不利影响，温度过低，具有较多ti元素无法回溶的不利影响。选用保温时间为1.5h-2.5h的原因是即保证微合金化元素ti的回溶，又保证奥氏体晶粒不至于高于粗大，时间过长，具有粗化原始奥氏体晶粒的不利影响，保温时间过短，具有微合金化元素ti溶解量不足的不利影响。
52.作为一种可选的实施方式，所述轧制包括粗轧和精轧，所述精轧的的终轧温度为850-950℃，所述卷取的温度为650-700℃。
53.本技术实施例中，选用精轧的的终轧温度为850-950℃的原因是即考虑设备的制造能力，又考虑精轧结束温度对组织性能的影响，温度过高，具有粗化最终铁素体晶粒的不利影响，温度过低，具有铁素体晶粒过于细小增加冷轧变形抗力的不利影响。选用卷取的温度为650-700℃的原因是控制铁素体晶粒尺寸和第二相析出，温度过高，具有铁素体晶粒过
于粗大的不利影响，温度过低，具有铁素体晶粒过于细小增加冷轧变形抗力的不利影响。
54.作为一种可选的实施方式，所述冷轧的压下率为50％～70％。
55.本技术实施例中，选用冷轧的压下率为50％～70％的原因是增加基体的位错密度，提高强度，压下率过大，具有延伸率过低成形开裂的不利影响，压下率过小，具有强度不足的不利影响。
56.作为一种可选的实施方式，所述平整的延伸率≤0.15％。
57.本技术实施例中，选用整的延伸率≤0.15％的原因是保证板形质量的同时对延伸率影响较小，压下率过大，具有降低成品延伸率的不利影响。
58.本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
59.本中请实施例1-3提供了上述超高强钢的生产方法，步骤如下：冶炼、热轧、酸洗、冷轧以及平整；化学分数质量分数为，c：0.03％～0.06％；si：0.30％～0.60％；mn：0.5％～1.1％；p：≤0.008％；s：≤0.002％；al：0.025％～0.050％；ti：0.12％～0.15％；cr：0.20％～0.50％；sb：0.08％～0.16％；其余为fe及不可避免的杂质；具体而言，冶炼与连铸：按设定成分冶炼钢水并浇注成坯，其化学元素按质量百分比含量如表1所示；表1列出了本发明不同化学组分配比下实施例1～3的一种超高强耐酸车厢板用钢的各化学元素的质量百分比含量。工艺参数包括：板坯加热：加热温度控制在1250℃～1300℃，保温时间控制在1.5h-2.5h；热轧：热轧工艺中，精轧阶段的终轧温度控制在850℃～950℃；卷取：卷取工艺中，本体温度控制在650℃～700℃；酸洗：酸洗工艺中，采用适当速度除掉带钢表面氧化铁皮；冷轧：冷轧工艺中，冷轧压下率控制在50％～70％之间；平整：平整工艺中，平整延伸率不高于0.15％。
60.表1本发明实施例的化学成分。(wt.％，余量为fe和其他不可避免的杂质)，并添加了本技术对比例的成分为组4-5，及制备工艺和效果，其他同实施例。
61.表1，实施例1～3和对比例4～5的超高强耐酸车厢板用钢的化学成分的质量分数。
62.csimnpsaltticrsb10.040.551.10.0050.0010.0300.150.50.0820.050.450.90.0070.0020.0350.130.40.1230.060.350.60.0060.0010.0250.120.30.1440.070.101.50.0100.0050.0250.070.2050.030.301.10.0080.0010.030000.05
63.表2本发明实施例1～3和对比例4～一种超高强耐酸车厢板用钢的相关工艺参数。
[0064][0065]
表3本发明实施例1～3和对比例4～5一种超高强耐酸车厢板用钢的各项力学性
能。
[0066][0067][0068]
从表3可见，本发明所述的一种超高强耐酸车厢板用钢的屈服强度大于900mpa，抗拉强度大于1000mpa；延伸率均大于等于1.0％，同时，90
°
d＝2a冷弯测试均合格。本钢带具有优越的板形和表面质量，同时具有优异的耐酸性能，适用于改装车车厢板、瓦楞板，该车厢板和瓦楞板强度高，质量轻，耐磨性和耐蚀性好。
[0069]
图2中可以看到，一种超高强耐酸车厢板用钢的金相组织，显微组织为：铁素体和珠光体的混合组织，对比分析可见，对比例4为常规高强钢的成分设计，采用相似度的生产工艺路线，虽然强度和塑性达到本专利的要求，但是不具有耐酸性；对比例5为常用的耐酸钢的设计思路，虽然具有耐酸性能，但是其强度无法达到屈服强度大于900mpa、抗拉强度大于1000mpa的要求。
[0070]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0071]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。