搪玻璃钢板是制造搪玻璃反应釜的主要材料，其性能的好坏直接影响搪玻璃反应釜的质量和使用寿命。一些发达国家对搪玻璃钢板已有系统研究，并制定了相应的材料标准。我国是搪玻璃反应釜的生产大国，用于制造各种搪玻璃反应釜所消耗的钢材总量已很过15万t，但由于制造搪玻璃反应釜材料基本用Q235B及20g等钢种替代，致使搪玻璃反应釜生产存在能耗大、产品质量不稳定以及使用寿命短等缺点，削弱了产品的市场竞争力，制约了我国搪玻璃反应釜制造业的发展。
为满足搪玻璃反应釜制造需求，本文根据搪玻璃反应釜专用钢板的特性，通过工业试制（成分及工艺设计），并结合组织与性能分析，确定了生产搪玻璃反应釜用钢的工艺制度，为搪玻璃反应釜专用钢板的规模生产奠定了基础。
1成分及工艺设计
1.1成分设计
根据搪玻璃专用钢板的强度指标要求、搪瓷性能、冲压加工性能及焊接性能要求，确定了试验钢的冶炼成分，见表1所示。
由于搪玻璃反应釜的特殊生产过程，在制品上无法保留组织强化、细晶强化等的作用效果，所以强度方面主要需要依靠C、Mn等元素的固溶强化来保障。过高含量的C会导致搪瓷气泡缺陷发生，影响搪瓷质量。所以对碳含量范围做了严格的限定，同时通过控制Mn含量，来补偿固溶强化的幅度。
搪瓷性能包括抗鳞爆性能，抗气孔性能以及密着性能。对于抗鳞爆性能，选择了Ti作为氢陷阱的主要形成元素，规定了Ti/C≥l。同时控制Ti含量在合适的水平，避免Ti元素过高对连铸坯造成的质量缺陷，以保证钢板的表面质量。搪瓷气孔缺陷的发生取决于钢材表面的C在搪烧过程中与釉层内的氧的反应。已有的研究表明，C含量控制在0.12%以下，可以避免气孔缺陷的发生。钢中加入1：1以上比例的Ti，可以使部分C以TiC的形式被固定，这部分被固定的C不易被氧化，这将进一步降低气孔缺陷的发生率。钢中Si、Al等元素在搪烧过程中会先行生成氧化物膜，阻碍密着层的生成，因此对这些元素的含量进行了限定。
1.2工艺设计
搪玻璃钢板的工艺流程为：铁水预处理一转炉冶炼-炉外精炼-连铸-板坯加热-轧制-矫直一剪切一热处理一检查入库。
采用铁水预处理进行深脱硫、转炉顶底复合吹炼、钢水RH真空处理等炉外精炼工艺。精炼脱气后加入钛铁进行合金化处理。钢水经过喂SiCa线处理并充分镇静后，连铸成板坯，连铸坯厚度为230mm。为保证连铸坯质量，中间包钢水采用低过热度，全程保护浇铸。在中厚板生产线采用两阶段控制轧制。阶段轧制温度≥1050℃，中间坯厚度为成品板的2.5倍以上；第二阶段轧制终轧温度≥900℃，累计变形率≥50010，钢板厚度规格为8—40mm。热轧后经过在线矫直、切尺后，进行正火处理，以保障钢板质量。
2试验的材料和方法
试样取自鞍钢厚板厂生产的钢板，在板宽1/4处取样。拉伸试样采用φ10mm横向标准圆试样；冲击试样为横向，加工成10mm×10mm×55mm的标准V型缺口试样。在Olympus光学显微镜下进行微观组织观察，在TecnaiG2透射电子显微镜下进行析出物观察。利用电炉进行反复搪烧处理，用弯曲法和拉伸法两种方法测试钢板与其釉层的密着强度。
3微观组织与性熊分析
3.1微观组织
在金相显微镜下观察，正火处理后钢板的显微组织为铁素体+少量珠光体，晶粒度9级，如图1所示。在透射电镜下观察，铁素体基体上分布有大量的弥散析出的TiC第二相粒子，如图2所示。
钢板经反复搪烧处理后的金相组织为铁素体+少量珠光体，晶粒度仍保持9级，见图3。由图4可见，二相粒子TiC析出更充分，分布均匀并趋于球化。钢板正火处理后，组织更加均匀和细化，TiC粒子析出充分，提高了钢板的强度和韧性。
3.2力学性能
钢板的拉伸和冷弯性能结果见表2，冲击韧性见表3。可以看出性能达到指标要求，并且冲击韧性余量很大。这主要是由于其细小的铁素体晶粒组织，不易产生应力集中和解理断裂，促使韧性提高，韧脆转变温度下降。
3.3焊接性能
采用埋弧自动焊，焊丝为H08MnA、规格φ3.2mm，焊剂为SJ101。钢板厚度为16mm，焊接坡口300，按JB4708-2000对焊接接头进行了拉伸、冷弯试验和冲击试验，见表4、表5。结果表明，钢板具有良好的焊接性能。
3.4搪烧后钢板的强度稳定性
模拟搪烧后的性能见图5、图6。从图中可以看到，钢板经反复搪烧处理后，屈服强度稳定在300MPa以上，钢板仍然具有良好的韧性。由于钢中添加了合金元素Mn、Ti，提高了搪烧后钢板的强度稳定性
3.5抗鳞爆性能评定
钢板样品单面搪玻璃、双面搪玻璃和全包容搪玻璃后，放置一个月以上，用100倍显微镜观测鳞爆点，试样表面均未发生鳞爆现象，这说明该钢板具有优良的抗鳞爆性能。全包容试验样品形貌的照片见图7。
3.6搪玻璃与钢板搪烧后密着强度试验
用弯曲法和拉伸法两种方法测试了研发钢板与其釉层的密着强度，以判断密着性。釉层脱落时的样板临界弯人角度和临界张力值的测试结果见表6。表中也列出了Q235B钢的釉层与其釉层的密着强度，通过对比可知，弯曲时所研发钢板的釉层发生破坏时的弯人角度较大，且拉伸时其釉层开始破裂的张力临界点比Q235B的高43MPa，这说明所研发的搪玻璃钢板具有较高的密着强度。
4结论
(1)试验钢中添加合金元素Mn、Ti，提高了搪玻璃钢板的强度稳定性，对钢板反复搪烧处理后，其屈服强度稳定在300MPa以上，-25℃时仍具有良好的冲击韧性。
(2)试验结果表明，所研发钢板的釉层发生破坏时的弯入角度较大，且拉伸时其釉层开始破裂的张力临界点比Q235B的高43MPa，钢板具有较高的密着强度。
(3)试验结果表明，研发的搪玻璃钢板成分设计合理，所选的生产工艺可行，组织状态和力学性能稳定，具有良好的焊接性能以及综合力学性能，为搪玻璃反应釜的制造提供了一种专用钢板。
