Способ изготовления проката

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТА, преимущественно пистового, из низколегированной ста пи с мвкроаоба&ками карбиди нитридобраз5 ощих элементов , включающий нагрев заготовки цо температуры аустенизации, горячую прокатку с температурой конца прокатки, зависящей от угперодного эквивалента стали, и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что; с целью повышения прочностных свойств при сохранении ударной вязкости, горячую прокатку заканчивают при температуре .на 15-7Ос выше указанной температуры конца прокатки , после чего производят охпажпенве I со скоростью, большей критической, до температуры на 10-50 с ниже темпврйсл туры минимальной устойчивости ауртен та .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3376316/22-02 (22) 06.01 ° 82 (46) 07 10.83. Бюп. М 37 (72) И. Г. Уэпов, Л. Г. Поздняков, М. С. Бабицкий, В, А. Атаманенко, С. В.Чехранов, В.Я.Савенков,-В.И; Спива ков, В, Л. Барбаров, В. П. Дубинин и и А. Н. Занес (71) Институт черной метаппургии (53) 621,785.79 (088.8) (56) l. Патент США N. 3860456, кп. 148-12, 1974.

2. Бюппетень "Черметинформапия, 1981, М 9(893) с. 51-53, 3. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференпии Термическая и термомеханическая обработка стапиважнейший резерв экономии метаппа", М., Черметинформапия, 1981, с. 24-25.

„.Я0„„1046301 А

3(51) G 21Р 1/02; С 21Р 9/46 (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРОКАТА, преимущественно пистового, . из низкопегированной стапи с микродобав. ками карбид- и нитридобразуюших эпементов, вкпючакхпий нагрев заготовки до температуры аустенизапии, горячую прокатку с температурой конпа прокатки, зависящей от угперодного эквивалента стапи, и охлаждение на воздухе, о т и ич а ющ ийся тем, что; спепьюповышения прочностных свойств при сохране нии ударной вязкости, горячую прокатку заканчивают при температуре.на 15-70 С

D выше указанной температуры коню прокатки, поспе чего производят охпаждение со скоростью, бопьшей критической, до температуры на 10-50 С ниже тем ерао туры минимапьной устойчивости аустенита.

1 1046

Изобретение относится к производству проката черных метаппов и может быть использовано при изготовлении пиота иэ мапоугперодистых и низкопегирова г. ных сталей с микродобавками карбида и нитридообразующих эпеме нтов.

Известны способы производства проката, включающие горячую прокатку стапи с окончанием прокатки при температурах, зависящих от уГлеродного эквивапен щ та, и охпажцение проката на воздухе, которые обеспечйвают при заданной прочности повышение ударной вязкости (1 Д и С23

Недостатком указанных способов явля- 5 ется однако то, что прочностные свойства металлопроката (Go 2 и SS) при этом оказываются низкими, что приводит. к его перерасходу. Так, например, при производстве стали 09Г2ФБ по контропи- gg руемым режимам прокатки дпя труб на давпение 75 атм, имеет место отбраковка штрипсов из-за пониженной прочности (менее 56 кгlмм ), составпяющая до

10% а трубы, изготавпиваемые из штрип-g5 сов с б g ) 56 кг/мм, имеют повышенную

2 до 17,5 мм топщину стенки вместо

1 6,5 мм при обеспечении прочности в прокате 60 eve/ 2

Наибопее близким к изобретению по технической сущности явпяется способ изготовления пистового проката из низко. пегированной стали с микродобавками карбид- и нитридобразующих эпементов марки 09Г2ФБ, включающий нагрев заготовки до температуры аустенизации, горячую прокатку с температурой конца" прокатки, зависящей от угперодного эквивалента стали, и охлаждение на воздухе (3).

Согласно этому способу, прокатку с стапи заканчивают при температуре, которая, в зависимости от углеродного эквивапента, принимается спедуюпжй:

Углеродный Температура конца

О 45 эквивалент, 7 прокатки, С

4 0,34 690-700

0,35-0,36 710-720

0,37-0,38 720-730

Ъ е

О, 39 и выше 730-740

Однако известный способ не позволяет обеспечить в пистовом прокате повышенные ирочностные свойства, в резудьтате чего листы с низким угперодным эквивалентам бракуют, либо подвергают тер-. мической обработке, что удорожает их производство.

301 а

Пель изобретения - повышение проч- ностных свойств листа при сохранении ударной вязкости.

Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу изготовпения проката, преимущественно листового, из низкопегированной стапи с микроцобавка„ми карбид- и нитридобраэующих эпементов, включающему нагрев заготовки до температуры аустениэации, горячую прокатку с температурой конца прокатки, зависящей от углеродного эквивалента стапи, и охлаждение на воздухе, горячую прокатку заканчивают при температуре на 15-70 С выше указанной температуры конца прокатки, после чего производят охпаждение со скоростью, большей о критической, до температуры на 10-50 С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита.

Предлагаемый способ осуществпяется ,спедующим образом.

Спябы под прокатку из мапоугперодистых и низкопегированных стапей нагревают в методических печах, затем осуе i ществпяют горячую прокатку, заканчивая ее в чистовой кпети при температуре на

15-70 С выше температуры, соответствующей угпероцному эквивапенту, затем прокат подвергают регламентированному охпаждению со скоростью выше критической до температуры на 10-50 С ниже температуры минимальной устойчивости с поспедующим охпаждением на воздухе.

При этом чем ниже угперодный экви- валент, тем выше в пределах укаэанных . температур превышения назначается температура конца прокатки.

Повышение температуры. до указанных значений поэвопяет закончить прокатку в двухфазной + у области, когда копичество непревраще иной у-фазы еще достаточно и составпяет 10-20% от общего объема, а охлаждение проката со скоростью выше критической до температуры на 10-50 С ниже температуры о минимальной устойчивости аустенита с последующим его охлаждением от этих температур на воздухе обуспавпивает распад аустенита с образованием бейнитотроститны х структур, обеспечивающих повышение прочности в готовом прокате.

При этом в присутствующей а -фазе (феррите) при ускоренном охпажцении закреппяются дефекты, субструктуры, наведенные при прокатке, зерно деформированного феррита оказывается мелким, в результате остается на высоком уровне! и ударная вязкость.

О1 4

580-550 С, а затем на воздухе. Это позволяет получить в готовом прокате мепкодисперсную смесь бейнито-троостит ных структур и деформированного про каткой феррита. Такое сочетание структур обеспечивает повышение прочности на 50-100 МПа (5-10 кгсlмм9 по сравнению с известным способом изго- . товления проката при сохранении ударной вязкости на образцах по IOCT 9454-78 типа Х при -60 С и типа П при ««15 С соответственно более 60.и 90 Джейсм (более 6 и 9 кгс мlсм2).

Охлаждение проката в предлагаемом способе со скоростью выше критической до температуры на 10-50 С ниже температурного интервала минимальной устойчивости выбран, исходя иэ того, что ох паждение с указанной скоростью от трм- ператур конца прокатки до этого интервала обеспечивает переохпаждение аустенита и распад его при дальнейшем окпаж денни на воздухе практически в изотермических условиях, что способствует получению оптимального сочетания мепкодиоперсных бейнито-трооститных структур и деформированного мелкозернистого феррита, обеспечивакяцих повышение - проч ности при сохранении высокой ударной вязкости металлопроката.

В таблице приведены механические свойства проката нз стали шготовпенмого предлагаемым и известным способами.

3 . 10463

Предложенные температурные параметры окончания прокатки и охлаждения металлопроката являются оптимальными по спедукхцнм соображениям., Превышение температуры прокатки более чем на 70 С выше температуры, соответствукнцей угперодному эквиваленту, приводит к получению более крупнозернистой структур, что наряду с более попнь1м завершением собиратепьной ре- 0 кристаллизации феррита, происходяшей при повышенной температуре окончания прокатки, приводит к снижению уровня ударной вязкости. Это обстоятельство заставляет в предлагаемом способе ограничить верхний предел температуры окончания прокатки превышением температуры на 70 С.

Окончание прокатки при температуре менее чем на 15 С выше температуры, устанавливаемой по угперодному эквиваленту, не гарантирует необходимого повышения прочности дпя стали. с минимальным угперодным эквивалентном, поскольку объемная god аустенита оказывается малой и его распад при последую%ем ускоренном охлаждении не обеспечивает ощутимого упрочнения.

Охлаждение проката в предлагаемом . :способе ведут со скоростью выше крити- 3О ческой до температуры на 10-50 С ниже температуры минимальной устойчивости аустеиита, которая дпя большинства низколегированных марок стали пежит при

Предлагаемый

Известный

Т к.п. = 760 С, Охлаждение со скоростью выше критической {3060 С/с) до температуры

560-540 С, дальнейшее ох паждение на aosgyxe

Т к.п. 720 С

Охлаждение на воздухе

530- 570 630- 690 (53- 57) (63 69) 430«470 540-580 (43-47) (54-58) 1046301

Прои олженке

Предлагаемый 22,5-26,0, 63,0- 65,0 105-1 20 102-1 26 (10,5-1 2,0) (10,2 -1 2,6) Известный

24,0-28,0 58,0-60,5 . 98-118

99-123 (9,8-11,8) (9,9-12,3) При нарушении этих усповий в мень шую ипи большую сторону or интервала температур минимальной устойчивости аустенита получить оптимальные усповия распада аустенита и гарантированный уровень упрочнения не удается.

Охпаждение металлопроката от температур, укаэанных выше структурных и субструктурных превращений, на воздухе приводит к устранению напряжений и способствует получению более равномерных механических свойств.

П р и м e p . Предлагаемый способ производства проката опробывают при прокатке мапоцерпитной стали 09Г2 ФБ.

Берут 8 слябов металла следующего химического состава, %: C 0,11;М 1,40; 5 0,35; 5 0,005; Р 0,015;

Y 0,057; МЬ 0,04; М 0,05; Со 0,1.

Углеродный эквивалент этой плавки, раечитанный цо формуле:

Мй Ч+ Мо+Сг N + Cv

С =С+ + 5 + 5 /О)

Э 6 5 15 составляет 0,36%. Исследованный метайп формируют в две партии ío 4 спяба и прокатывают на пист размером 17,5 2192 12000 мм.

Первую партию из четырех листов прокатывают о известной технологии, при этом согласно угперодному эквиваленту температуру конца прокатки назначают о

720 С. После прокатки листы охлаждаются на воздухе. Исследования механических свойств проводятся в объеме требований технических условий на гистовую сталь 09Г2ФБ дпя газопроводных труб.

Вторую партию (4 спяба) прокатывают на пист того же размера, при этом температура конца прокатки на 40 "С выше, чем по известному способу, т.е. составляет 760оС. Охлаждение листов от указанной температуры производят в пинии прокатного стана душированием водой со скоростью выше критической до. 560540ОС (на 20-40-С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита стали 09Г2ФБ, равной 580 С), а затем

30 производят охлаждение пистов на воздухе. Микроструктура после такой обработки представляет собой мепкодисперсную смесь бейнита, троостита и феррита, которая обеспечивает высокий комплекс механических свойств листов.

Сравнение результатов механических свойств листов cram 09Г2ФБ, изготовленных по предлагаемому и известному

4 способам, показывает, что предлагаемый способ обеспечивает повышение времен-. ного сопротивления на 100 МПа (10 кгсlмм ) и предела текучести на

90-110 МПа (9-11 кгс/мм ) по срав45 иена с известным способам при сохранении ударной вязкости при температурах — 60 С на образцах Х типа и -15 С на образцах П типа на уровне 105120 Дж/см (10 5-12,0 кгс - м/см2) и

102-126 Дж/см (10,2-12,6 кгс м/mF) соответственно. При атом относительное удлинение равно 22,5-26, 0%, а относительное сужение - 63,065, 0 /.

Ы

Таким образом, при изготовлении пистового проката по предлагаемому способу достигается существенный (на

10-20%) црирост прочности за счет цо7 1046301

8 пучения смеси мелкодисперсных структур Испопьзование метанпопроката, юбейнитотрооститного типа и деформщх - готовпенного m предлагаемому способу ванного мелкозернистого феррита. При с повышенными прочностными показатепяатом сохраняется на высоком уровне ми, позвонит экономить до 10% листо ударная вязкость. вого проката.

Составитень А. Секей

Редактор Т. Кисепева Техред Т.Фанта Корректор В. Вутяга

Заказ 7666/25 Тираж 568 Подписюе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент, r. Ужгород, у . Проектная, 4