Способ изготовления листов из высокопрочных низколегированных сталей
Патент 1093715
Авторы
Способ изготовления листов из высокопрочных низколегированных сталей
Иллюстрации
Реферат
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, включакнций нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение и нормализацию , отличающийся тем, что, с целью стабилизации и повьшения уровня .прочностных свойств, температуру нагрева при нормализации выбирают в диапазоне 900-980 С прямо пропорционально температуре конца прокатки, причем при изменении температуры конца прокатки на каждые ЮС температуру нагрева изменяют на 8-12С.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
Э Ф
РЕСПУБЛИК
69) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07КРЫТЮ (21) 3490740/22-02 (22) 17.09.82 (46) 23.05.84. Бюл. И 19 (72) В.Л.Мазур, Г.В.Левченко, В.В.Костяков, П.А.Фирсов, О.Н.Сосковец, В.В.Медведев, П.М.Михалев и В.П.Сосулин (71) Институт черной металлургии, и Карагандинский металлургический комбинат (53) 621.785.9(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 734301, кл. С 21 9 8/02, 1977.
2. Патент США В 3704180, кл. 148-12, 1972. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ
ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ
СТАЛЕЙ, включающий нагрев слябов, горячую прокатку, охлаядение и нормализацию, отличающийся тем, что, с целью стабилизации и повышения уровня, прочностных свойств, температуру нагрева при нормализации выбирают в диапазоне 900-980 С прямо пропорционально температуре конца прокатки, причем при изменении температуры конца прокатки на квкдые
10 С температуру нагрева изменяют на 8-12 С.
1093
Изобретение относится к черной металлургии, в частнос ги к изготовлению листовой стали на широкополосных станах горячей прокатки.
Известен способ изготовления лис5 тов из высокопрочных низколегированных сталей, включающий операции нагрева металла под прокатку до температуры более 1200 С, горячую прокатку с общим обжатием более 25 в чис- 10 товых проходах и нормализацию, причем чистовые проходы при горячей прокатке начинают при 1080-1110 С, ведут. с разовыми обжатиями 18-25 и заканчивают при 1000-1050 С с суммар15 ным обжатием в чистовых проходах
65-80 . После горячей прокатки листы охлаждают и подвергают нормализации с температуры 930-60 С (11.
Недостатком этого способа является то, что при его реализации механические свойства стали определяются только температурно-деформационными условиями горячей прокатки и не обес.печивается стабильность прочностных свойств. Этот способ не учитывает . влияние различных режимов нагрева при нормализации ка комплекс свойств стали в готовом состоянии. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение и нормализацию. Горячую прокатку осуществляют с обжатием в чистовых проходах более 25% и производят ее
35 при температуре выше точки А . При этом получают структуру аустенита.
Охлаждение листов (полос) производят со скоростью, устраняющей образование бейкита или мартенситной состав ляющей и способствующей получению мелкозернистой феррито-перлитной структуры. При нормализации проиэво" дится нагрев металла до 925 С f2 ). ..-; Йедостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает стабилизацию и повышение уровня прочностных свойств металла.
Целью изобретения является стаби;
50 лизация и повышение уровня прочностных свойств.
Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления листов из высокопрочных низколегированных сталей, включающему нагрев слябов, 55 горячую прокатку, охлаждение и нормализацию, температуру нагрева при нормализации выбирают в диапазоне 900715 2
980 С прямо пропорционально температуре конца прокатки, причем при изменении температуры конца прокатки ка каждые 10 С температуру нагрева изменяют ка 8-12 С.
Сущность предлагаемого способа изготовления листов иэ высокопрочных низколегированных сталей заключается в следующем.
По общепринятой технологии на стане горячей прокатки прокатывают полосы толщиной 2-12 мм из кизколегированной стали с соблюдением строго регламентированного температурного режима прокатки для получения необходимого качества полосового металла.
Температура конца прокатки выме А
Для углеродистых сталей температура конца прокатки 840-920 С; для киэко- легированных сталей при толщине полосы 5-8 мм температура конца прокатки 880-950 С. Температурный режим прокатки должен обеспечить наиболее высокий уровень, прочностных свойств горячекатакного металла данного химсостава. Скорость прокатки полос из любой марки стали ограничивается допустимой скоростью охлаждения, которая должна быть меньше нижней критической скорости, устанавливаемой из термокикетических диаграмм распада аустепита.
Для получения равномерных свойств по длине полосы ее охлаждение на отводящем рольгакге на непрерывных .широкополосных станах должно обеспечивать завершение перлитного превращения до смотки в рулон. Начало перлитного превращения для малоуглеродистых сталей составляет около 700720 С, а для низколегированных 640660 С.
Прочностные свойства горячекатаной стали повышаются при снижении температуры конца прокатки и смотки.
Изменение температурных условий прокатки и охлаждения полос в области превращений приводит к изменению соотношения феррита и перлита. В результате можно получить различные механические свойства стали., Механические свойства листов (полос) после нормализации находятся в определенной зависимости от уровня горячекатаного металла.
В нормализованной стали, в зависимости от условий горячей прокатки1 можно получать существенно отличающиеся структурные состояния и мехаТ а б л и ц а 1
Содержание элементов, 7
Ti S P
Плавка
С Si Mn o Al
1,15 0,09 4 0,019 0,031
1,10 0 12 40,02! 0,028
1,24 0,13 4 0,025 0,033
0,06
0,13 0,20
0,12 0,30
0,11 0,31
0,050,06 з 1093 нические свойства. Охлаждение горячекатаного металла до комнатной температуры с последующим нагревом под нормализацию до 950 С резко увеличивает количество дисперсных частиц, измельчает зерно феррита и в резуль5 тате обеспечивает получение хорошего, сочетания механических свойств металла. Наследственность будет проявляться тем больше, чем значительнее
10 сохранен эффект от предшествующей деформации перед повторным нагревом.
Характер изменения механических свойств после нормализации аналогичен характеру изменения свойств ro15 рячекатаного металла: чем выше уровень прочностных свойств металла после горячей прокатки, тем выше и прочностные свойства нормализованной по одинаковым температурным ре20 жимам стали. Поэтому соблюдение постоянной температуры нормализации различных партий металла одной марки стали, прокатанных по различным температурным режимам, не обеспечи25 вает стабильности и повышения уровня прочностных свойств готового металла, Оптимальный температурный режим нагрева металла при нормализации, обеспечивающий стабильно высокий уровень прочностных свойств низколегиро- о ванных сталей лежит в интервале 900о
У
980 С, причем стабилизация и повышение уровня прочностных свойств достигается за счет того, что температуру нагрева при нормализации изменяют 35 прямо пропорционально температуре конца прокатки полос.
Для большинства низколегированных сталей критическая точка А находит-4О ся в интервале температур 860-880 С, поэтому нормализация таких сталей ниже 900 С нецелесообразна, так как при этом не обеспечивается стабильное протекание ферритно-перлитного 45
715 4 превращения большинства низколегиро" ванных сталей.
С повышением температуры значения прочностных свойств стали, как прави ло, монотонно возрастают. Увеличение продолжительности выдержки в области температур 870-890 С вызывает упрочнение стали, а при более низких температурах ее влияние противоположно.
Повышение температуры нормализации выше 980 С не оказывает существегчого влияния на уровень прочностных свойств. Кроме того, при температуре нормализации выше 1000 С начинает происходить процесс роста зерна в стали, и даже при охлаждении таких нормализованных листов на воздухе может, произойти подзакалка стали.
В результате такой обработки в струк: туре стали может появиться бейнитная составляющая, которая приведет к черезмерному росту прочностных свойств и снижению пластических, что отрица тельно скажется на последующей обработке (например, штамповке).
Экспериментально установлено, что в диапазоне 900-980 С минимально возможное изменение температуры нагрева составляет 8 С на каждый 10 С изменения температуры конца прокатки, а максимально возможное — 12 С.
Пример. После нагрева слябов прокатывают три партии полос толщи- ной 8 мм из низколегированной стали
15ПОТ, химический состав которой показан в табл. 1. Для получения сравнительных данных каждую из опйтных плавок прокатыьают по двум режимам. Варьируют температуры конца прокатки в интервале 880 — 950 С, а температуры нормализации в предлагаемом интервале — 900 — 980 С и за его пределами.
Механические свойства листов, изготовленных по указанным режимам, приведены в табл. 2.
1093715 ( се
1 ц
1 1
1 1 с
Д,Съ
CO la
I!
Оса Е л л a a
e4 N О С Ъ
СЧ СЧ СЧ,СЧ о
6I, >в
Nl Ф 1О еоо
Q и О а*о
Ое4 аеСо
М 01
I I
1 \
О О.а О л 1 л л лло а ащц щ
1 Ol m х
3С о х о о Х и
1 !
1
I ) cJ
I 4
1 1
4 О
Р go
g g a
ОО ООО
М СЧф Оф фВ ОВ
О О
N СЧ
Ch Ch
О ф 1
О СЧ л л О
СЧ СЧ ь л
С Ъ
СЧ
Ch л
С ) N
О. О л л
Ф С 1
СС
О л
N н о л
СЧ
СС1 л, v
" 4 f
1 М
С1 л
C) л
СЧ и л
С"1
О л и
Cal
N СЧ СЧ л
СЧ
СЧ а
N N х
Э о о w л С)
О О СЧ л л л
CO, со и а а
О л
М м
О л л а
О,г л 1 л
I
Ю л а
О О О л л л о о а и ю л
Роо
11л фо о. ж о
И
С, о ж
„ж
m 1
Ц
Э
„й
1
I
I
О Î.W О ! л л л
Сл) ф ф I ! Ф Ф.Ф
О О О О О О ф а ф а ф а ф Ch CO Ch CC 01
>093715
Составитель И.Липгарт
Редактор Н.Егорова Техред О.Неце Корректор О.Тигор
Заказ 3379/23 Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4
Полученйые результаты свидетельствуют о том, что изменение температурных режимов нормализации металла оказывает влияние на уровень прочностных свойств стали. Так, прочностные свойства листов стали первой плавки, нормализованной по известному способу при постоянной температуре
920 С, повышаются в среднем на 23 кгс/мм, однако наблюдается эффект 1Î наследственности от предыдущей обработки. Листы, прокатанные при температуре конца прокатки 880 С, имеют общий уровень прочностных свойств выше (на 2-3 кгс/мм ), чем листы при 15 температуре конца прокатки 950 С.
Нормализация стали при постоянной температуре сохраняет эту закономерность. То же относится к листам, нор-,, мализованным при постоянной темпера- 20 туре 980 С. Однако различие механических. свойств, обусловленных различной температурой конца прокатки, здесь выражено менее ярко (66, 36
0,5 — 1,0 кгс/мм ). Общий уровень 25 прочностных свойств здесь несколько выше (на 1,0-1,5 кгс/мм ), чем у листов первой плавки.
По предлагаемому способу температуру нормализации листов второй плавки устанавливают прямо пропорционально температуре конца прокатки полос.
Установлено, что при производстве листов по предлагаемому способу обеспечивается стабильность механических свойств. Уровень прочностных свойств листов повышается (Ü4 =2-3 кгс/мм ) при сохранении достаточно хорошей пластичности (d .227) .
Технико-экономическая эффектив" ность изобретения состоит в том, что, осуществляя при нормализации нагрев листов (полос) до 900-980 С прямо. пропорционально температуре конца прокатки полос, обеспечивают стабильно высокий уровень прочностных свойств металла из низколегированных сталей, Применение предлагаемого сйособа позволит снизить срак по механическим свойствам из стали 15ПОТ на 5Х.
При этом экономический эффект ориентировочно составит 63 тыс. руб.