Способ термической обработки двухслойных горячекатаных листов с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали

Способ термической обработки двухслойных горячекатаных листов с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к термической обработке двухслойных коррозионно-стойких листов, и может быть использовано при изготовлении оборудования тяжелого и химического машиностроения. Целью изобретения является повышение качества листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали основного слоя, пластичности и коррозионной стойкости стали плакирующего слоя, а также прочности соединения слоев. Двухслойные листы из сталей 16ГС и 08Х13 нагревом до 860 - 880°С ускоренно охлаждают со скоростью 20°С/с и отжигают при 750 - 730°С. В результате указанной обработки повышается качество двухслойных листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали основного слоя на 20 - 30%, полностью удовлетворяются требования ГОСТ 10885 - 85. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 О 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4698728/02 (22) 30.05.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.Бардина (72) И.Г.Родионова, Ю.И,Белоконь, Н.M.Хо-. рошилов; В.А.Устименко, Е.Н.Санчес-,Болинчес, В.И.Столяров, Н.Н,Киселев, А.П.Мыцик, M.M.Íîãèíà, А.А.Быков, В.В.Шульженко, Т.В.Цуккер и В.H.Карпушин (53) 621.78.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 341894, кл. С 21 0 9/46, 1.968.

Сталь, 1980, М 3, с. 230 — 231. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДВУХСЛОЙНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ С ОСНОВНЫМ СЛОЕМ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ И ПЛАКИРУЮЩИМ

СЛОЕМ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ

СТАЛИ

„„Я „„1668428 Al (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к термической обработке двухслойных коррозионно-стойких листов, и может быть использовано при изготовлении оборудования тяжелого и химического машиностроения. Целью изобретения является повышение качества листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали основного слоя, пластичности и коррозионной стойкости стали плакирующего слоя, а также прочности соединения слоев. Двухслойные листы из сталей 16ГС и 08Х13 нагревом до

860-880 С ускоренно охлаждают со скоростью 20 С/с и отжигают при 750-730 С. В результате указанной обработки повышается качество двухслойных листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали овновного слоя на 20 — 30%, полностью удовлетворяются требования ГОСТ 10885 — 85. 1 табл.

1668428

Изобретение относится к металлургии, а именно к термической обработке двухслойных коррозионно-стойких листов с основным слоем из низколегированных сталей и плакирующим слоем иэ нержавеющих сталей, и может быть использовано при изготовлении листа для оборудования тяжелого и химического машиностроения.

Цель изобретения — повышение качества двухслойных листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали основного слоя, пластичности и корроэионной стойкости плакирующего слоя, а также прочности соединения слоев при сохранении уровня прочности стали основного слоя.

Сущность изобретения состоит в том, что температуру нагрева назначают в интервале Асз-Асз+30 С, охлаждение осуществляют со скоростью 5 — 30 С/с, а отжиг проводят в интервале Ад — 780 С, назначая температуру в соответствии с уравнением

Т=(800 — 400% С)+10 С.

Применение низких температур нагрева приводит к получению мелкозернистой структуры, что положительно сказывается на прочностных характеристиках и ударной вязкости. Охлаждение со скоростью 530 С/с, кроме благоприятного влияния на механические свойства из-за формирования мелкозернистой структуры, приводит к минимальной величине остаточных напряжений и соответствующему повышению прочности соединения слоев, Отжиг при указанных в формуле температурах приводит к формированию в стали основного слоя структуры, состоящей из мелкозернистого феррита и второй структурной составляющей, представляющей собой смесь коагулированных карбидов, бейнита и аустенита, Такая структура обеспечивает высокий комплекс свойств основного слоя: прочности, пластичности и ударной вязкости, в том числе при отрицательных температурах.

Применение температур нагрева ниже

Асз основного слоя не обеспечивает полной аустениэации стали основного слоя, что приводит к получению неоднородной структуры и низким значениям пластичности и вязкости. Применение температур выше

Асз+30 С и скорости охлаждения ниже

50C/ñ приводит из-эа укрупнения ферритного зерна к пониженным значениям прочности и ударной вязкости при отрицательных температурах.

Кроме того, при повышении температуры нормализации вышеуказанной снижается скорость связывания азота

5 нения слоев.

15 Зависимость температуры отжига от со20

30

50 рительной пластичности нержавеющей стали ферритного и ферритомартенситного класса.

55 Отжиг при температуре выше, чем вы35

45 нитридообраэующими элементами, что приводит к сохранению азота в твердом растворе и в связи с этим — к повышению температуры хрупко-вязкого перехода.

Уменьшение скорости охлаждения ниже 5 С/с кроме неблагоприятного влияния на механические свойства основного слоя приводит к выделению карбидов хрома по границам зерен в нержавеющей стали, что снижает стойкость ее против MKK. Применение скорости охлаждения выше 30 С/с приводит к росту величины остаточных напряжений и снижению прочности соедидержания углерода в стали основного слоя получена экспериментальным путем на образцах стали 09Г2С и 16ГС в диапазоне содержаний углерода 0:,04-0,20%.

Необходимость назначения температуры отжига в зависимости от содержания углерода объясняется тем, что количество и морфология второй структурной составляющей, влияющие на прочность, пластичность и ударную вязкость стали основного слоя, определяются совместным влиянием содержания углерода и температуры нагрева в двухфазной ферритоаустенитной области

Термообработку проводили в муфельных печах, точность определения температуры составляла +.10 С. Для каждой из исследованных плавок находили температуру отжига, обеспечивающую оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости. Затем методами регрессионного анализа получили линейную зависимость оптимальной температуры отжига от содержания углерода.

Применение температур отжига ниже вычисленных по уравнению приводит к фор- . мированию в стали основного слоя структуры, состоящей из феррита и мелких карбидов по границам ферритных зерен. Та-. кая структура характеризуется низкой пластичностью и ударной вязкостью.

При высоком содержании углерода необходимо проводить отжиг не ниже Ас1, независимо от уравнения. Температура отжига ниже Ас1 приводит к неудовлетвоклассов и к снижению стойкости против

MKK нержавеющей стали аустенитного. численная по уравнению, приводит к дальнейшей коагуляции карбидов в стали основного слоя, увеличению доли перлита во второй структурной составляющей. При

1668428 этом существенно снижается прочность стали основного слоя, Увеличение температуры отжига выше

780 С приводит к снижению пластичности и коррозионной стойкости нержавеющей стэ- 5 ли ферритного и ферритомартенситного классов.

Пример. Че" ырехслойные раскаты толщиной 48 мм, состоящие из двух двухслойных листов композиций 16ГС+08Х13, 10

09Г2С+0,8Х13 и 09Г2С+12Х18Н10Т, были получены горячей прокаткой симметричных пакетов на стане 2800. Термическую обработку раскатов проводили нэ проходных печах по режимам, представленным в таблице 15 (удельное время нагрева составляло 2,5 мин/мм толщины; при отпуске 3,5 минlмм толщины), На термообработанных листах всех композиций проводили испытания на растя- 20 жение с определением предела текучести, временного сопротивления, относительного удлинения, испытания на изгиб на угол

180 плэкирующим слоем наружу, испыта ния на ударный изгиб при температуре 25

-40 С и испытания на срез для определения прочности соединения слоев (испытания на растяжение и на ударный изгиб проводили на стали основного слоя). Кроме того, на листах композиции 09Г2С+12Х18Н10Т про- 30 водили испытания на стойкость против

МКК. 8се испытания проводили в соответствии с ГОСТ 10885 — 85. Результаты испытаний, а также содержание углерода в стали основного слоя и соответствующие значения 35 температур Ас> и Асз, определенные дилатометрически, представлены в таблице.

После термической обработки по режиму, указанному в известном способе, пол- 40 учены низкие значения характеристик пластичности и ударной вязкости (в ряде случаев ниже требований ГОСТ 10885 — 85), При назначении параметров термической обработки ниже или выше указанных в фор- 45 муле изобретения возможно получение неудовлетворительных значений прочностных характеристик при испытании на растяжение, а также сопротивление среза.

Анализ результатов. представленных в таблице, показывает, что термическая обработка по предложенному режиму обеспечивает значения всех свойств в пределах требований ГОСТ 10885-85.

Б таблице звездочкой * отмечены параметры термической обработки, отличные от рекомендуемых. а также характеристики, не удовлетворяющие требованиям ГОСТ

10885-85.

Результаты, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый способ термической обработки в сравнении с известным обеспечивает повышение качества двухслойных листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали плакирующего слоя, прочности соединения слоев, при сохранении уровня прочности стали основного слоя.

Формула изобретения

Способ термической обработки двухслойных горячекатаных листов с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающий нагрев до заданной температуры, выдержку, охлаждение и отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения качества листов путем увеличения ударной вязкости при отрицательных температурах стали основного слоя, пластичности и коррозионной стойкости стали плакирующего слоя, а также прочности соединения слоев, нагрев ведут до АсзАсз+30 С, где Асз — критическая точка стали основного слоя, охлаждение осуществляют со скоростью 5 — 30 С/с, а отжиг проводят в интервале Ас> -780 С, назначая его температуру в соответствии с уравнением

Т=(800-400 С) ч-10 С, где С вЂ” содержание углерода в стали основного слоя, мас. .

1668428 мисре" 7п6

РЯ НПА IR(n

eel åi

Компотипия 16ГГ ь 08812. Сопеле>ние Г 0,15., критические точки стели !

ЬГС ЛС 730 С, Л(: 860 С (ORX(3 нл ст> Окост>, протип )(УК ие испить>явется) 5 . 740 370 530 32,0 Улоялетяори- 71-69-80 тельный

?85

880

Предлагаемый

860 20 750 385 545 34,0

51-8)-68

52-56-6Я

250

То пе

380 540 25,0

240

30 730

890

810 8 7<,0 365 525 29,0

92О" 8 74Î 360 >6R 31, ) 290

300

840

459

20 0

740

Ý82

3<,О

740

880

28,0

l8,0

395

880

280

305

470

880

37>rl

20,<>

276

139

40

910

380

535

Известный.Ф

Э 740 290 ч)2 ЗЗ,О

9 0

275

Известный

Требование ГОСТ 10885-85 295 470 21,0 (ие нсиее) То >Le 24

140

Композиция 09Г2С + 08)<13 . ???????????????????? ?? 0,062, ?????????? 09??2?? aol 740 ??, ?????? 890 ?? 780 355 5???? 32,0 ????????>и>вские точки

У<.annnтоори- 73-66-70 тел>.иыи

285

Предлагаемый

290

540

30,0

920 5 780 345

910 30 740 360

То пе

190

32,0

545

540 29,0

270

8 770 370

8 780 355

930

l> .лоилетворк» CO-34 -2$ тельный

3 t,(l

280

520

20,0"

275

60-58-49

25 -30 -50

870 8, 780

525

362

То яе

520

900 3 180

900 35 180

300

32,0

ЭЬО

Улоялетяори- 42-51-39 тельный

130

530 23>О

380

900 8 800

900 8 750

485

33,<1

260

320

Пеуловлетво.тельиый>2>

275

495 ?6,и

Э70

53lanne1napn» тельный

lI е

9?О 40 720

920 3 760 ч l» P

23 -20 -19

Ч 1 и

30 -2 - 6

22,0

З>ь

300

543

<> 5$

1Ý5

Известный

Известный

Tt ni

?4,0

260

460 2!, ) Требоеяиие ГОСТ 108Я >-85 (ие менее) 205

140

082, критические точки

Хомпочииия 09Г?( стели 09Г?С ЛС

8 160

1281

7)5 С, Уповлет- 3(О ворнтеиьиая

114-106-102

390 уло иле гп >! и» тельиыл

Преллягяемый

77,79-83

53-57 49

770

to *е 290

Уловлет- 175

24,0

2?,0

395

550 (a яг

390

560

7 SO

8)0

30 улоялеткори1> ЛЬИ >й ворительнвя

?<>,О

60-53-67

4 3-35- 29

То re 250

375

760

56> то яе

92О

740

320

500

2? io

1>1 El leTn >ðn»

1 1 n >till>

Уловиет- 275 ворительная

8 >О

925 2О,О

5(О . 23,0

Ф

760 (О пе

4(Ь- 3 9-5 1

26 -35-30

То ае 290

8R0

760

320

RBO

)ЛО

360

539

52-53-68

740

ЯРО

19 -23 -35 То ве 258

3)5

51 о

308

RHO

770

410 ч

273

920 ч

9<О

720

2 0 1

t85

463>

» i) t

26 .>) 1 30 п

Известный

Известный

7Rr, Иеулов- 28Ý летворнтельная

Трсбоя>и>ис Гl!OT IСЯ89-85 205 <>6 ) > I > (le менее) 24

Уловлет- 140 веритель» кея

Темпеpll Скор e\ тура иа оклявле гриня, иия, (.

С

700

9li1OT. Со lea*яиие С <)

4< 890 С

"RO 2»

r,, ll Гinn1- ПСУ -4И, КИРУЧЧ>1>п> :1n/сн е

1l >nell ияруву

67-65-69 в члчпчс<яори- 38-37-29

Ten> >и,>й

То ке 31-29 -31

25-40- ) 3

78-73-52

67-68-62

79-76-80!

Iey)

РИ ЕЛЬИЫГ< к

)гоплетворп- 30-25 -26 тел>иисй

59-53-58

65-72-70

47-52-42

61-65-61 е

2 l -36-Э6

6 1-72-7 3

10 -1$ -22

ll ll к

32 -29 -ЗО

115

Пеудов- 265 летвор<гтельная я

Удовлет- 125 ворительиая