Патент на изобретение №2361932
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячекатаной полосы повышенной прочности из низколегированной стали для изготовления деталей автомобиля методом штамповки. Для повышения прочностных характеристик стали и сохранения штампуемости осуществляют выплавку стали, содержащую, мас.%: 0,04-0,09 углерода; не более 0,30 кремния; 0,41-0,70 марганца; 0,04-0,12 фосфора; 0,01-0,08 алюминия; не более 0,009 азота, железо и неизбежные примеси – остальное, разливку слябов, горячую прокатку слябов в полосы с температурой конца прокатки 800-890°С, охлаждение водой, смотку полос в рулоны при температуре 500-610°С и травление полос. Сталь дополнительно содержит, мас.%: 0,01-0,03 титана; 0,0008-0,0030 бора. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячекатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки. Одним из определяющих качеств автолиста является его способность к вытяжке при штамповке деталей автомобиля при определенном уровне механических свойств. Известен способ производства горячекатаных полос из стали с содержанием углерода до 0,1 вес.%, в котором при горячей прокатке температуру конца прокатки принимают равной 860-890°С, душирование полос начинают через 7…9 с после конца прокатки, а температуру смотки принимают равной 640 Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает требуемого уровня механических свойств. Известен способ производства горячекатаных полос, включающий выплавку сверхнизкоуглеродистой стали с примесями серы и азота, легированной титаном с содержанием элементов, удовлетворяющим соотношению Ti/4·C+3,43·N+1,5·S=1÷1,5, при котором горячую прокатку завершают при температуре 885-915°С, охлаждение ведут до температуры 685-715°С, затем полосы подвергают дрессировке с обжатием 0,8-1,2% [Патент РФ Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает получения горячекатаного проката со стабильными механическими свойствами с повышенным уровнем прочности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства горячекатаных полос из стали с содержанием углерода в пределах 0,01-0,1%, в котором при горячей прокатке температуру конца прокатки принимают равной 780-800°С, охлаждение до температуры смотки ведут со скоростью 9-13 град/с, травление ведут при 60-80°С, а дрессировку проводят с относительным обжатием 0,5-1,0% [Патент РФ Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает получения требуемого уровня механических свойств. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении горячекатаного проката со стабильными механическими свойствами с повышенным уровнем прочности, предназначенного для холодной штамповки. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочностных характеристик стали при сохранении штампуемости. Указанный результат достигается тем, что в способе производства горячекатаной полосы для холодной штамповки, включающем выплавку стали, разливку слябов, горячую прокатку слябов в полосы, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, согласно изобретению выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас.%:
горячую прокатку проводят с температурой конца прокатки 800-890°С, смотку горячекатаных полос ведут при температуре 500-610°С.Сталь дополнительно содержит 0,01-0,03 мас.% титана и/или 0,0008-0,0030 мас.% бора. Сущность изобретения состоит в следующем. На механические свойства горячекатаного проката влияют как химический состав стали, так и режимы деформационно-термической обработки. Углерод – один из упрочняющих элементов. При содержании углерода менее 0,04% прочностные свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,09% приводит к снижению пластичности стали, что недопустимо. Кремний в стали применен как раскислитель и легирующий элемент. При содержании кремния более 0,30% резко снижается пластичность, имеет место охрупчивание стали. Марганец обеспечивает получение заданных механических свойств. При содержании марганца менее 0,41% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания марганца более 0,70% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность. Упрочнение стали создает фосфор, который повышает твердость феррита и усиливает выделение дисперсных карбидных включений. Одновременно фосфор улучшает пластичность и штампуемость стали. При содержании фосфора менее 0,04% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания фосфора более 0,12% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность. Алюминий введен в сталь как раскислитель. При содержании алюминия менее 0,01% снижается пластичность стали, сталь становится склонной к старению. Увеличение содержания алюминия более 0,08% приводит к ухудшению комплекса механических свойств. Азот упрочняет сталь. При содержании азота более 0,009% сталь становится склонной к старению. Наличие в стали бора в пределах 0,0008-0,0030% исключает сегрегацию фосфора и предотвращает попадание фосфора на границы ферритных зерен, тем самым способствует упрочнению стали. Титан упрочняет сталь, при содержании титана менее 0,01% не достигается требуемый уровень прочности, а при его содержании свыше 0,03% происходит чрезмерное упрочнение металла, что ухудшает его пластичность. Горячая прокатка с температурами конца прокатки 800-890°С и смотки 500-610°С обеспечивает формирование оптимальной текстуры металла с преобладающей кристаллографической ориентировкой <111>, а также микроструктуры с высокой стабильностью и равномерностью. Ниже и выше заявленных температурных пределов технический результат не достигался, а именно сталь приобретала структуру с неблагоприятной для холодной штамповки текстурой и неравномерную микроструктуру ферритной матрицы. Примеры реализации способа В кислородном конвертере осуществляли выплавку стали, химический состав которой приведен в таблице 1. Выплавленную сталь разливали на машине непрерывного литья в слябы сечением 250×1280-1350 мм. Слябы нагревали в нагревательной печи с шагающими балками до температуры 1250°С в течение 2,5-3,5 часа и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000 в полосы толщиной 2,5-3,5 мм. Температура полос на выходе из последней клети стана регламентирована. Горячекатаные полосы на отводящем рольганге охлаждали водой до определенных температур и сматывали в рулоны. Охлажденные рулоны подвергали соляно-кислотному травлению в непрерывном травильном агрегате. В таблицах 1-2 приведены химический состав, технологические параметры и механические свойства предложенного способа (плавки 2-4), способа при запредельных значениях заявленных параметров (плавки 1 и 5) и способа-прототипа (плавка 6). В случае реализации предложенного способа (плавки 2-4) достигаются механические свойства с повышенным уровнем прочности (с пределом текучести
Формула изобретения
1. Способ производства горячекатаной полосы повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки, включающий выплавку стали, разливку в слябы, горячую прокатку слябов в полосы, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, травление полос, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас.%:
горячую прокатку полос проводят с температурой конца прокатки 800-890°С, смотку горячекатаных полос ведут при температуре 500-610°С. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сталь дополнительно содержит 0,01-0,03 мас.% титана. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сталь дополнительно содержит 0,0008-0,0030 мас.% бора.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
700°С, при этом дрессировку полос для получения их матовой поверхности осуществляют в валках с высотой микронеровностей бочек Ra=2,2-2,7 мкм и для получения шероховатостей поверхности – с Ra=2,9-4,0 мкм [Патент РФ 
2255990, МПК С21D 8/04, опубл. 10.07.2005].
т более 340 Н/мм2, пределом прочности 
5 не менее 30%). При запредельных значениях заявленных параметров (плавка 1) и использовании способа-прототипа (плавка 6) механические свойства с повышенным уровнем прочности не достигаются. При запредельных значениях заявленных параметров (плавка 5) полученный горячекатаный прокат имеет низкую пластичность, при которой металл плохо штампуется.