本发明属于钢生产制造，具体涉及一种450mpa冷轧搪瓷钢及制备方法。
背景技术：
1、搪瓷是指通过在钢材料面进行瓷釉凃搪，烧制后在钢板表面形成一层致密的无机非金属保护层，使钢材具有耐蚀性能，所采用的的钢板即为搪瓷钢。搪瓷层能抵抗氧气、水、污染物等对钢材表面的破坏。目前开发和使用的冷轧钢板强度通常较低，不适用于一些高强度级别使用场景要求，且高强度级别的搪瓷钢主要为热轧产品。
2、申请号为cn201310548310.2的专利公开屈服强度为330mpa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法，该搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为c：0.02～0.07％，si：0.01～0.03mn：0.10～0.50％，p≤0.020％，s≤0.010％，ti：0.04～0.10％，als：0.02～0.06％，n≤0.008％，其余为fe及不可避免的夹杂，且ti/c＝1.0～1.5；制造方法为csp工艺，依次包括如下的全连续生产步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷。本发明的热轧薄板搪瓷钢具有轧制负荷小，板形控制好的优势，生产成本低、效率高，从而即保证了搪瓷钢，生产出的钢板抗鳞爆性能好、强度高，具有较好的深冲加工性能。
3、申请号为cn201611205672.1的专利中发明公开了一种热轧搪瓷钢板及其制备方法；钢板化学成分按重量百分比c：0.061～0.089％，si：0.11～0.20％，mn：0.60～0.70％，p<0.015％，s<0.005％，alt：0.020～0.050％，ti：0.1～0.2％，n<0.006％，其余为铁和不可避免杂质；其中，按质量比，ti：c＝1.1～3.3；方法：1)铁水经预处理、转炉炼钢和精炼，得铸坯铁水；2)铁水连铸，制得铸坯；3)铸坯加热并控制出钢温度；4)进行多道次粗轧和精轧，得精轧板；5)层流冷却后以一定温度进行卷取，得成品；本发明制备钢板，屈服强度550～620mpa，抗拉强为630～730mpa，断后延伸率22～30％；涂搪后的热轧搪瓷钢板，屈服强度350～410mpa，抗拉强度430～530mpa，断后延伸率33.5～37％，搪瓷附着力a级。
4、申请号为cn201710064842.7的专利公开了一种地铁装饰用热轧搪瓷钢板及其制造方法，化学成分质量百分比为：c：0.05～0.09％、si：0.10～0.20％、mn：0.65～0.95％、p≤0.012％、s≤0.015％、ti：0.05～0.10％、als：0.015～0.045％、cr:0.10～0.20％。铸坯均热温度为1180～1250℃，均热后经高压水除鳞，粗轧成中间坯；精轧开轧温度设定在980～1100℃，终轧温度设定在880～950℃；通过层流冷却后，在580～650℃的温度区间内进行卷取。本发明可提高钢板与瓷釉之间的搪瓷密着性，保证钢板在搪烧过程中不发生鳞爆，所生产的热轧搪瓷钢板具有良好的综合性能，其屈服强度达390mpa以上，断后延伸率达40％以上，适合于滚压成形、弯曲成形、冲压成型，该钢板能够通过连铸-热轧的方法稳定生产。
5、上述三个专利中的高强度搪瓷钢均为热轧产品，主要通过控冷控扎相变强化实现高强度级别搪瓷钢板，强度级别均低于400mpa，同时热轧产品表面精度与性能稳定性相比冷轧产品均有一定的差距。而目前的冷轧搪瓷钢板强度较低，热轧钢板表面质量不适合一些高表面要求的应用场景，且热轧板厚度也不符合要求薄材使用场景。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对上述现有冷轧搪瓷钢成分强度级别较低的技术缺陷，提供一种具有良好抗鳞爆性能的450mpa冷轧搪瓷钢及制备方法。
2、为实现上述目的，本发明提供一种450mpa冷轧搪瓷钢，钢成分按重量百分比包括：c：0.04～0.08％，si≤0.01～0.05％，mn：0.5～1.0％，p≤0.025％，s≤0.005％，ti：0.03～0.07％，nb：0.02～0.04％，als：0.02～0.07％，n≤0.007％，其余为fe及不可避免的夹杂。
3、进一步地，所述ti的含量为0.04～0.055％。
4、进一步地，所述nb的含量为0.033～0.037％。
5、进一步地，所述c的含量为0.047～0.069％。
6、进一步地，所述钢厚度为0.4～1.8mm。
7、还提供一种如上述所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，包括铁水冶炼→转炉炼钢→lf精炼→连续铸造→热轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧轧制→清洗→连续退火→平整→成品；其特征在于：热轧板坯加热温度为1140～1210℃，粗轧温度为1050～1080℃，终轧结束温度880～920℃，卷取温度为660～700℃。
8、进一步地，所述冷轧轧制的总压下率60～75％。
9、进一步地，所述连续退火过程中，采用连续退火炉，依次包括钢卷加热、均热保温、缓冷、快冷及时效；其中，钢卷加热的加热速率为2～15℃/s；均热保温的温度为780～820℃、保温时间40～160s；缓冷温度为660～740℃、缓冷速率为5～20℃/s；快冷结束温度为380～440℃、快冷速率为30～80℃/s；时效温度为380～430℃、时效时间为150～500s；保护气氛采用氮气+氢气。
10、进一步地，所述平整的压延伸率为0.6～1.6％。
11、进一步地，所述钢厚度≤1.0mm时，平整延伸率为0.6～1.0％；钢厚度＞1.0mm时，平整延伸率为1.0～1.6％。
12、本发明生产的搪瓷钢屈服强度rp0.2≥450mpa，抗拉强度rm≥530mpa，断后伸长率≥26％，氢渗透时间大约8min。
13、本发明中主要元素和工艺的作用及机理：
14、c：碳为最经济的强化元素，碳含量的增加钢的屈服点与抗拉强度升高，但过高的c会影响材料的焊接性能，同时适当的c可以与钢种ti、nb等第二相形成元素形成细小的析出相，起到析出强化和氢陷阱的作用，因此钢中的c含量选择为0.04～0.08％。
15、si：si能溶于铁素体和奥氏体提高钢的硬度和强度，过高的si易于在热轧过程条纹状氧化铁皮不易去除，因此本发明中si含量为0.01～0.05％。
16、mn：mn是一种固溶强化元素。mn能与fe无限固溶提高钢材的强度，但过高的mn会降低钢的塑性和焊接性能，因此本发明中mn含量为0.5～1.0％。
17、als：al为钢中常用脱氧剂，可以细化晶粒和起到固氮的作用，但过高的al含量会增加钢中的al系夹杂物，因此本发明中al含量为0.02～0.07％。
18、p：p通常为钢中的杂质元素，虽可提升钢的强度和硬度，但易于产生偏聚和磷脆，通常将其控制在较低的水平，因此p含量为≤0.025％。
19、s：s为钢中的有害元素，降低钢的延展性和韧性，应控制在较低的水平，但控制过低会增加冶炼时间和生产成本，综合考虑控制在0.005％以下。
20、ti：ti是一种强碳化物形成元素，可与钢种的c形成tic起到析出强化的作用，细化材料晶粒，tic同时作为吸氢陷阱，ti的加入使钢在连铸和冷却阶段析出第二相，ti含量较低时主要在连铸冷却阶段析出tin和ti4c2s2，后续冷却过程没有足够的ti形成tic，因此要保证一定ti含量才能有效析出tic，因此本发明中ti的含量为0.03～0.07％。
21、nb：nb的作用与ti相似，可以与c形成细小的第二相，阻碍晶界的迁移与晶粒的长大，但过高的nb生产成本增加，因此本发明中nb的含量为0.02～0.04％，nb和ti的复合添加可以在钢中形成更细小的复合析出相，进一步增加吸氢陷阱，提高搪瓷钢的抗鳞爆性能。
22、n：n含量的增加钢的强度显著提高，但塑性和韧性显著降低，冷脆性加剧，因此本发明中控制n的含量为≤0.006％。
23、ti和nb均为强的碳氮化物形成元素，钢中加ti和nb，在热轧生产过程中，碳氮化物在均热中发生溶解，在随后的轧制冷却过程再析出，影响热轧材组织性能。nb加入细化组织提高钢的强韧性，ti加入在铁素体中的析出提高钢的强度。ti和nb的复合添加，实现细晶强化与析出强化。同时nb、ti复合析出相(nb，ti)c尺寸更为细小，有效增加了钢种的吸氢陷阱。
24、对本发明中主要工艺理由分析如下：
25、采用lf精炼为炉外精炼，可以快速造渣进行脱硫脱氧，较低的s提升产品的韧性。
26、热轧较高的终轧温度使轧钢温度始终处于奥氏体相区，避免两相区轧制导致力波动及组织的不均匀。热轧卷取温度660～700℃，卷曲有利于细化的热轧组织晶粒，中间态组织晶粒大小会遗传至后工序，影响最终成品组织晶粒大小，因此选取卷曲温度660～700℃。
27、冷轧过程中采用高的冷轧压下率，可以将热轧后组织破碎细化，因此本发明中冷轧总压下率60～75％。
28、采用连续退火炉生产，由于该搪瓷钢板设计强度较高，连续退火通板过程中带钢带张力运行，且连续退火炉采用氮气+氢气作为保护气氛，氮气为惰性气体，氢气具有还原性，可以保证带钢在连续退火中获得更优的板形及表面状态，有利于钢卷宽度方向及长度方向组织的均匀性，消除内应力，获得均匀内部组织与性。
29、退火后带钢进行平整，采用0.6～1.6％的平整延伸率，保证带钢获得相应的屈服强度，最终获得具有良好表面及尺寸精度的搪瓷钢。
30、本发明产品中的采用合适合金元素的添加及热轧控冷控轧工艺、生产效率较高的连续退火产线，实现钢材的屈服强度为450mpa的搪瓷钢产品生产
31、热轧均热温度：钢坯连铸过程中析出tin和ti4c2s2，其中的tin固溶温度为1200～1350℃，而ti4c2s2固溶温度tin相对较低，固溶后的ti在轧制和卷取过程中重新析出形成第二相，起到晶粒细化和析出强化等作用，要采用较高的加热温度，以保证ti化物的充分固溶，产生足够的强化效果，但加热温度过高也容易导致奥氏体晶粒粗大，降低钢板强度，因此均热温度为1180～1250℃。
32、热轧卷取温度：微合金碳氮化物在铁素体中析出的温度主要区间为600～700℃，此时铁素体的基体上析出第二相数量较多，晶粒细化和析出强化效果显著。因此在660～700℃的温度区间内进行卷取保证ti、nb第二相析出，同时避免过低的卷曲温度导致热轧材强度过高影响后续冷轧板型和减少冷轧轧机负荷。
33、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的搪瓷钢由铁素体及碳化物组成，产品屈服强度rp0.2≥450mpa，抗拉强度rm≥530mpa，断后伸长率a≥26％，氢渗透时间大约8min(欧标)。
1.一种450mpa冷轧搪瓷钢，其特征在于：钢成分按重量百分比包括：c：0.04～0.08％，si≤0.01～0.05％，mn：0.5～1.0％，p≤0.025％，s≤0.005％，ti：0.03～0.07％，nb：0.02～0.04％，als：0.02～0.07％，n≤0.007％，其余为fe及不可避免的夹杂。
2.根据权利要求1所述450mpa冷轧搪瓷钢，其特征在于：所述ti的含量为0.04～0.055％。
3.根据权利要求1所述450mpa冷轧搪瓷钢，其特征在于：所述nb的含量为0.033～0.037％。
4.根据权利要求1所述450mpa冷轧搪瓷钢，其特征在于：所述c的含量为0.047～0.069％。
5.根据权利要求1所述450mpa冷轧搪瓷钢，其特征在于：所述钢厚度为0.4～1.8mm。
6.一种如权利要求1～5任一一项所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，所述制备方法包括铁水冶炼→转炉炼钢→lf精炼→连续铸造→热轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧轧制→清洗→连续退火→平整→成品；其特征在于：热轧板坯加热温度为1140～1210℃，粗轧温度为1050～1080℃，终轧结束温度880～920℃，卷取温度为660～700℃。
7.根据权利要求6所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于：所述冷轧轧制的总压下率60～75％。
8.根据权利要求6所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于：所述连续退火过程中，采用连续退火炉，依次包括钢卷加热、均热保温、缓冷、快冷及时效；其中，钢卷加热的加热速率为2～15℃/s；均热保温的温度为780～820℃、保温时间40～160s；缓冷温度为660～740℃、缓冷速率为5～20℃/s；快冷结束温度为380～440℃、快冷速率为30～80℃/s；时效温度为380～430℃、时效时间为150～500s；保护气氛采用氮气+氢气。
9.根据权利要求6所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于：所述平整的压延伸率为0.6～1.6％。
10.根据权利要求9所述450mpa冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于：所述钢厚度≤1.0mm时，平整延伸率为0.6～1.0％；钢厚度＞1.0mm时，平整延伸率为1.0～1.6％。
