B245GT钢板：优化组织和合金元素实现-Mn13耐磨钢-的贮氢与抗鳞爆性能

搪玻璃用中厚钢板是制作搪玻璃设备的关键材料，要求钢板在搪玻璃过程中具有良好的贮氢性能和抗鳞爆性能，但长期以来主要使用普通压力容器用中厚钢板Q245R，极易产生鳞爆。

（鳞爆是指搪瓷制品烧成时，在搪瓷层和钢板的界面上发生水和铁或者水和渗碳体等反应，置换出的氢一方面向搪瓷层中渗透，另一方面向钢板中扩散。在随后冷却过程中，搪瓷层凝固。搪瓷层主要是由混合多面体组合成的连续网架，搪瓷层网络的规则程度介于晶体与非晶体之间，属于亚规则的连续网络结构。正是由于这种特殊的结构，使氢很难通过搪瓷层向外扩散。而随着温度下降，氢在钢板中的溶解度下降达到过饱和状态，造成了氢以气体的形式在钢板和搪瓷层之间积聚。当氢气的压力积聚到足够大时，便会冲破搪瓷层而产生鳞爆。）

因此，对比常用的含0.16% C+0.013% Ti(质量分数)的热轧正火态中厚钢板Q245R，设计并工业化生产了w(C)=0.10%、w(Ti)=0.10%的搪玻璃用热轧中厚钢板B245GT，通过光学显微镜、渗氢试验和透射电镜等研究和对比分析了厚度为20 mm的2种钢板在表层、厚度1/4处和1/2处的显微组织、氢穿透时间和贮氢性能，观察并分析了B245GT中的析出相。

结果表明，Q245R钢板的显微组织由带状珠光体和铁素体组成，而B245GT钢板由铁素体和极少量珠光体组成，珠光体组分远低于Q245R。对测定氢穿透时间的试样厚度归一化后，Q245R沿不同厚度处的氢穿透时间TH2介于2.7~4.4 min/mm 2，均远低于阈值6.7 min/mm 2，B245GT钢板沿不同厚度处的TH2为11.6~13.6 min/mm 2，显著高于Q245R和阈值。比较不同厚度处的TH2可以看出，Q245R钢板表层的TH2-Mn13耐磨钢-、1/2厚度处即中心层的-Mn13耐磨钢-，而B245GT 1/2厚度处的TH2-Mn13耐磨钢-、表层的-Mn13耐磨钢-，且从表层到1/4厚度处和1/2厚度处更加均匀。因此，w(C)≤0.10%、w(Ti)≥0.10%的B245GT中，足量的合金元素钛形成含钛的夹杂物和析出相是有益的贮氢陷阱，大量的-Mn13耐磨钢-相粒子显著地提高了钢板在搪玻璃过程中的贮氢性能和抗鳞爆性能，完全满足搪玻璃设备的制作要求。

(1)Q245R和B245GT两种钢板的显微组织均由铁素体和珠光体组成，由于碳含量和添加的合金元素钛不同，珠光体的组分有很大差别，B245GT钢板中珠光体组分面积分数仅约为3%。

(2)B245GT钢板中添加了足量的钛与碳、氮和硫生成-Mn13耐磨钢-相粒子，大量直径小于20 nm的-Mn13耐磨钢-相粒子呈细小、弥散状态分布，在搪玻璃过程中这些粒子是有效的贮氢陷阱。

(3)由于B245GT钢板的氢穿透时间TH2远高于Q245R钢板，也高于阈值6.7 min/mm2，因此B245GT钢板完全满足全包裹搪玻璃的氢穿透时间和抗鳞爆性能要求。

(4)厚钢板在不同厚度处的性能有较大差异，Q245R的表层、1/4厚度处及1/2处这3处的TH2改变量超过20%以上，而B245GT的3个位置处的TH2改变量也有13%差异，这说明厚钢板仅采用某一厚度处如1/4处的TH2值显然不能全面地反映整个钢板的抗鳞爆性能。