Патент на изобретение №2255987
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА
(57) Реферат:
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Технический результат заключается в получении проката ответственного назначения с повышенными показателями прочности, текучести, ударной вязкости, хладостойкости и свариваемости. Способ производства проката включает выплавку стали определенного химического состава, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную деформацию и окончательную деформацию в интервале температур 980-730°С с суммарной степенью обжатия 65-80%, частными обжатиями 10-12% и скоростью деформации 10-2-10 с-1, а охлаждение проката в паузах между частными обжатиями производят со скоростью 5-30°С/с. Кроме того, производят варианты ускоренного охлаждения проката. 2 з.п. ф-лы, 3 табл..
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Известен способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформацию в реверсивном режиме при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита с подстуживанием в процессе прокатки со скоростью 3-15° С, последующее охлаждение листа на воздухе до температуры не ниже Ar1+50° С и далее со скоростью 6-30° С/с до температуры (Ar1-30° С)… 500° С, а затем на спокойном воздухе до температуры окружающей среды (авт. свид. СССР №1447889, кл. С 21 D 8/00, 1987 г.). Известен также способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации в реверсивном режиме и охлаждение проката; при этом выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%: Углерод 0,05-0,15 Марганец 1,0-1,7 Кремний 0,15-0,4 Ниобий 0,01-0,04 Ванадий 0,03-0,07 Титан 0,01-0,04 Кальций 0,001-0,01 Азот 0,003-0,01 Медь 0,02-0,03 Никель 0,01-0,3 Алюминий 0,02-0,06 Сера 0,001-0,008 Железо Остальное при соотношении Ca/S=0,05-2,0 и Ni+Ti+V Основными недостатками известных способов производства являются недостаточная прочность, неудовлетворительные показатели текучести, относительного удлинения, ударной вязкости, хладостойкости получаемого проката, а также свариваемости. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в получении проката ответственного назначения с повышенными показателями прочности, текучести, относительного удлинения, ударной вязкости, хладостойкости и свариваемости. Поставленная задача достигается тем, что в способе производства проката, включающем выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, охлаждение проката, выплавляют сталь следующего химического состава, мас.%: Углерод 0,02-0,10 Марганец 0,6-1,6 Кремний 0,1-0,4 Ниобий 0,02-0,12 Хром 0,1-0,3 Никель 0,1-0,3 Медь 0,1-0,3 Алюминий 0,01-0,1 Титан 0,005-0,05 Кальций 0,0001-0,01 Сера 0,0005-0,006 Фосфор 0,002-0,025 Железо Остальное при соотношении Сr+Ni+Сu Кроме того, после завершения окончательной деформации проводят ускоренное охлаждение проката со скоростью 5-30° С/с до температуры 650-500° С и далее охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. Кроме того, после охлаждения проката до температуры 650-500° C производят его охлаждение со скоростью 5-10° С/ч до температуры окружающей среды. Выбранные пределы содержания углерода (0,02-0,10%) в сочетании с марганцем (0,6-1,6%), хромом, никелем и медью (по 0,1-0,3% каждого) должны обеспечить получение феррито-бейнитной структуры и достижение высоких значений временного сопротивления, предела текучести, относительного удлинения и свариваемости. Заявленные содержания кремния (0,1-0,4%) и алюминия (0,01-0,1%) должны обеспечить необходимую чистоту стали по неметаллическим включениям. Содержание титана в заявленных пределах (0,005-0,05%) обеспечивает связывание азота в стойкие нитриды, а выбранные пределы содержаний серы (0,0005-0,006%), фосфора (0,002-0,025%) и кальция (0,0001-0,01%) – получение высоких значений ударной вязкости при отрицательных температурах. Ниобий в заявленных пределах содержания сдерживает рост зерна аустенита при нагреве, тормозит рекристаллизацию в области температур, соответствующей временной паузе между черновой и чистовой прокаткой, что способствует созданию дополнительных центров образования новой фазы (феррита) при Ускоренное охлаждение проката после завершения окончательной деформации со скоростью 5-30° С/с до температуры 650-500° С с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды способствует формированию мелкозернистой структуры и на его основе – более высокие значения показателей прочности, текучести и ударной вязкости. Охлаждение проката после ускоренного охлаждения со скоростью 5-10° С/ч до температуры окружающей среды позволяет оптимизировать размеры упрочняющей карбонитридной фазы и на его основе достижение высоких значений показателей прочности, текучести, ударной вязкости и хладостойкости. Пример осуществления способа производства проката. Сталь была выплавлена в 350-тонном кислородном конверторе ОАО “ММК” и после внепечного рафинирования на агрегате “печь-ковш” разлита на МНЛЗ на слябы сечением 250× 1730 мм. Химический состав стали был следующим, мас.%: Углерод 0,05 Марганец 1,3 Кремний 0,3 Ниобий 0,07 Хром 0,2 Никель 0,2 Медь 0,2 Алюминий 0,05 Титан 0,025 Кальций 0,005 Сера 0,003 Фосфор 0,02 Железо Остальное при соотношении Сr+Ni+Сu=0,6. Прокатку производили на непрерывном широкополосном стане “2000”. Предварительную деформацию проводили на подкат толщиной 40 мм, а окончательную деформацию осуществляли в непрерывном режиме в интервале температур 980-800° С начала (Тн.п) и конца прокатки с суммарной степенью обжатия 65%, частными обжатиями 10%, со скоростью деформации Е=10-2 с-1 и получали лист толщиной 12 мм. В паузах между частными обжатиями производили охлаждение подката водой со скоростью Vохл=5° С/с. После завершения процесса деформации проводили ускоренное охлаждение проката водой со скоростью Vу.o=5° С/с и далее охлаждали на воздухе до температуры окружающей среды. Часть проката после охлаждения до температуры Ту.о=600° С смотали в рулон и осуществили охлаждение в рулоне со скоростью Vвкл=5° С/ч до температуры окружающей среды. Использование предлагаемого способа производства проката по варианту 1 позволило получать стальной лист с высокими показателями механических свойств (см. табл.3), а именно: прочностью По варианту №4 был произведен прокат, параметры технологии производства которого выходят за объемы предмета данного изобретения (сравнительный вариант). Как следует из данных табл.3, прокат варианта №4 по показателям относительного удлинения (
Формула изобретения
1. Способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, охлаждение проката, отличающийся тем, что выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%: Углерод 0,02÷ 0,10 Марганец 0,6÷ 1,6 Кремний 0,1÷ 0,4 Ниобий 0,02÷ 0,12 Хром 0,1÷ 0,3 Никель 0,1÷ 0,3 Медь 0,1÷ 0,3 Алюминий 0,01÷ 0,1 Титан 0,005÷ 0,05 Кальций 0,0001÷ 0,01 Сера 0,0005÷ 0,006 Фосфор 0,002÷ 0,025 Железо Остальное при соотношении Cr+Ni+Cu 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения окончательной деформации проводят ускоренное охлаждение проката со скоростью 5÷ 30° С/с до температуры 650÷ 500° С и далее охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после охлаждения проката до температуры 650÷ 500° С производят его охлаждение со скоростью 5÷ 10° С/ч до температуры окружающей среды.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,1-0,12, аустенизацию осуществляют при температуре на 60-100° С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре Аr3+(120-180° С), подстуживают со скоростью 0,5-4,0° С/с до температуры Аr3+40-Аr3-10° С, деформируют при этой температуре и заканчивают при температуре Аr3-(20-100° С), а охлаждают со скоростью 1-4° С/с до температуры Аr3-(150-250° С) (патент РФ №2000338, кл. С 21 D 1/02, 1993 г.).
превращении и, следовательно, измельчению зерна феррита. Кроме того, ниобий, образуя карбонитриды, способствует повышению прочностных характеристик стали благодаря дисперсионному твердению. Ограничение суммарного содержания 
Cr+Ni+Сu величиной 0,6% способствует достижению высоких значений показателя свариваемости стали и анизотропии свойств. Заявленные режимы окончательной деформации и охлаждения в паузах между частными обжатиями, которые производят со скоростью 5-30° С/с, способствуют формированию феррито-бейнитной структуры и на их основе – повышенные показатели прочности, текучести, хладостойкости и свариваемости.
в=655 Н/мм2, текучестью 
Cr+Ni+Cu
5, %