Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы,с покрытием из железоцинкового сплава

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству высокопрочной стальной полосы с железоцинковым покрытием. Цель изобретения - повышение производительности процесса при сохранении уровня свойств. Способ включает счистку полосы, нанесение цинкового покрытия на горячекатаный подкат, холодную деформацию 65-90%, термообработку , при которой образуется железоцинковое покрытие. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность труда за счет использования горячекатаного подката и отсутствия вторичной холод- Р ной прокатки. При этом сохраняется высокий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы. 2 з.п. ф-лы. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 С 21 D 8/02, 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

Н А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3875149/22-02 (22) 01.04.85 (46) 15.04.87. Бюл. 9 14 (71) Фрунзенский политехнический институт (72) У.К. Осмонов, Ю.В. Липухин, В.А. Полухин, А.Ф. Пименов и Е.И. Булатников ! (53) 621.771.23:415.016.3(088.8) (56) Беняковский M.À., Гринберг Д.Л.

Производство оцинкованного листа, M. Металлургия, 1973, с. 153-154, 164, 167-168.

Авторское свидетельство СССР

У 1224346, кл. С 21 D 8/02, 1984. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству высокопрочной стальной полосы с железоцинковым покрытием.

Цель изобретения — повышение производительности процесса при сохранении уровня свойств. Способ включает очистку полосы, нанесение цинкового покрытия на горячекатаный подкат, холодную деформацию 65-907, термообработку, при которой образуется железоцинковое покрытие. Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность труда за счет использования горячекатаного подката и отсутствия вторичной холодной прокатки. При этом сохраняется высокий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы. 2 з.п. ф-лы.

1303623

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано при производстве тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием 5 из железоцинкового сплава.

Цель изобретения — повышение производительности процесса при сохранении уровня свойств.

Предлагаемый способ производства. тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава заключается в следующем. Горячекатаная травленая стальная полоса подвер15 гается очистке (химическая очистка или термохимическое обеэжиривание в беэокислительной атмосфере при 350500 С) на агрегате непрерывного цинкования, в котором происходит удаление с поверхности стали жировых и

20 других загрязнений, тонких окисных пленок. После этого на стальную полосу наносится цинковое покрытие на агрегате непрерывного горячего или электролитического цинкования.

Затем горячекатаную оцинкованную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 65-907.

Нанесение цинкового покрытия на

30 горячекатаную травленую полосу толщиной 1,5-2,0 мм на агрегате непрерывного действия и последующая холодная прокатка горячекатаной оцинкованной стальной полосы на требуемую толщину (например, до 0,25- 35

0,6 мм) повышает производительность процесса в 3-4 раза за счет использования горячекатаного подката перед оцинкованием, так как площадь IIo верхности одной тонны горячекатаной полосы толщиной 1,5 мм (85 м ) зна2 читель%о меньше, чем 1 т холоднокатаной полосы толщиной 0,5 мм (255 м ), а также в связи с отсутствием таких дополнительных переделов, как вторичная холодная прокатка, повторная термическая обработка оцинкованной полосы.

В результате термообработки оцинкованной стальной полосы в агрегатах периодического действия при 450530 С в течение 5-10 ч, а также в о агрегатах непрерывного действия при

550-580 С в течение 1-3 мин струкг О 55 турные изменения происходят не только в цинковом покрытии и в стальной основе.

В стальной основе формируется частичная рекристаллизованная структура и сохраняется наклеп, полученный при холодной прокатке, что обеспечивает высокий уровень предела текучести, временного сопротивления разрыву стальной полосы с достаточным ресурсом пластичности и полученные механические свойства отвечают всем требованиям, предъявляемым к высокопрочным сталям с покрытием из железоцинкового сплава.

В цинковом покрытии (в процессе термообработки оцинкованной полосы) увеличивается содержание железа от

12 до 30Х. в результате взаимной диффузии железа иэ стальной основы и цинка иэ внешнего слоя -фазы и образуется железоцинковое соединение

Fe-Zn. . После термообработки тонкое покрытие из желеэоцинкового сплава вследствие отсутствия узоров кристаллизации цинка, сильно развитой поверхности (некоторой шероховатостью), а также высокой твердОсти и повышенной температуре плавления характеризуется лучшей окрашиваемостью и свариваемостью. При температуре термообработки оцинкованной полосы менее 450 С с выдержкой менее 5 ч (в агрегатах периодического действия) или менее 550 С с выдержкой менее 1 мин (в агрегатах непрерывно-, го действия) не достигается требуемый уровень содержания железа в покрытии (не менее 127), а также гомогенность структуры железоцинковога покрытия, обеспечивающие высокое качество покрытия (лучшая окрашиваемость, свариваемость, .высокая коррозионная стойкость). Кроме того, не снимаются остаточные напряжения стальнои полосы и ресурс пластичности ее очень низкий (максимальная величина относительного удлинения состав-. ляет не более ЗЕ).

При температуре термообработки о оцинкованной полосы более 530 С с выдержкой более 10 ч (в агрегатах перио одического действия) или более 580 С с выдержкой более 3 мин (в агрегатах непрерывного действия) в цинковом покрытии образуются более хрупкие соединения желеэоцинкового сплава и снижается прочность сцепления покрытия с основой. Кроме того, при температуре более 530 С с выдержкой более о

10 ч (в агрегатах периодического дейв ванне замочки, г/л в щеточно-моечной машине, г/л

Температура расто вора, С в ванне за15,2 14,7

4,0 3,0

3 13036 ствия) или более 580 С с выдержкой более 3 мин (в агрегатах непрерывного действия) происходит полная рекристаллизация структуры стальной основы и тем самым высокий уровень пре- 5 дела текучести и твердости оцинкованной стальной полосы, полученный при холодной прокатке, не сохраняется.

В предлагаемом способе производст-10 ва тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава могут применяться малоуглеродистые стали марок 08кп, 08пс и др. по ГОСТ 9045-80, а также углеродистые15 стали обыкновенного качества по

ГОСТ 380-71.

Пример 1. Горячую прокатку стальной полосы марки 08кп осуществляли при следующих режимах: темпе- 20 ратура конца горячей прокатки 860880 С; температура смотки в рулон

560 С; толщина прокатанной полосы

1,5 мм. Травление производили в агрегате непрерывного травления в раст- 25 воре серной кислоты, Горячекатаную травленую полосу толщиной 1,5 мм подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах с последующей струйной промывкой в горячей во- 30 де, сушке и оцинкованию на агрегате непрерывного горячего цинкования.

Химическая очистка поверхности полосы:

Моющие Растворы ИаРО ИаОН

23 4

50 град/с; время выдержки 3 мин; скорость охлаждения 0 град/с °

После термообработки цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение. Содержание железа в покрытии — 137..

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава. 61. =470 МПа; бь =560 ИПа;

3 =20%; прочность сцепления покрытия (загиб на 180 ) хорошая.

Пример 2. Горячую прокатку стальной полосы марки 1кп.осуществляли при следующих режимах: температура конца горячей прокатки 860880 С; температура смотки в рулон о

580 С; толщина прокатанной полосы

1,8 мм.

Травление производили аналогично примеру 1. Горячекатаную травленую полосу толщиной 1,8 мм подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1 и затем на полосу наносили цинковое покрытие толщиной 16 мкм на агрегате непрерывного действия. Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной прокатке с суммарным обжатием 90%; толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,18 мм; толщина цинкового покрытия 2 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергали термообработке: температура полосы. при термообработке 580 С; скорость нагрева

50 град/с; время выдержки 1 мин; скорость охлаждения 60 град/с.

После термообработки цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение. Содержание железа в покрытии — 147..

Механические свойства стальной мочки

55 в щеточномоечной машине 88

После химической очистки наносили цинковое покрытие толщиной 8 мкм

Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной прокатке с суммарным обжатием 657.

Толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,5 мм; толщина цинкового покрытия 2,8 мкм.

После .холодной прокатки оцинкованную полосу подвергали термообработке: температура полосы при термоо обработке 550 С; скорость нагрева полосы с покрытием из железоцинкового сплава:

6> =440 MIIa; 6 =550 MIIa; 3 =24%; прочность сцепления покрытия (загиб о на 180 ) — хорошая.

П р. и м е р 3. Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм из стали марки 08кп подвергали химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1 и затем на полосу наносили цинко же покрытие толщи,ной 10 мкм на агрегате непрерывного действия.

i орячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергали холодной прокатке с суммарным обжатием 80% толПример обработки стали согласно способу-прототипу, Низкоуглеродистую сталь марки lкп толщиной

1,8 мм и шириной 1050 мм в рулонах с химическим составом, %: С 0,08;

Si Оя01; Мп Оэ32; S 0 017; Р 0 011;

Сг 0,03; Ni 0,07; Си 0,07 подвергали холодной прокатке на непрерывном четырехклетевом стане до толщины

0,6 мм. После холодной прокатки металл подвергали оцинкованию на arpet гате непрерывного горячего цинкования. После цинкования металл имеет следу10щие механические свойства: (7 =320 ИЧа; 6 =350 МПа; ВГ =28%, твердость по IIRB==52, толщина цинкового покрытия 15 мкм.

Повторную холодную прокатку оцинкованной полосы осуществляли суммарным обжатием 40%; толщина прокатанной полосы 0,36 мм; толщина цинкового покрытия 8 мкм.

5 1ЗОЗ щина прокатанной оцинкованной полосы

0 35 мм; толщина цинкового покрытия

2 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергали термообработке по двум режимам в колпаковых печах.

Первый режим„Температура полосы при термообработке 450 С; скорость нагрева 100 ; время выдержки 10

1О ч скорость охлаждения — охлаждаУ о ли под муфелем до 120 С, затем на воздухе.

Второй режим. Температура полосы при термообработке 530 С; скорость нагрева 150 град/ч; время выдержки

5 ч; скорость охлаждения — охлаждали о под муфелем до 120 С, затем на воздухее

После термообработки цинковое 20 покрытие превращается в железоцинковое соединение. Механические свойстB

Первыи рела1м. G„=680 МПа, б

=740 МПа; 04 =6%; содержание железа в покрытии составляло 20% прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180 С).

Второй режим. G =650 МПа, б

=?00 МПа; 04 =7%; содержание железа в покрытии составляло 28%; прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180 ).. 35

Механические свойства нагартованной оцинкованной полосы: 6 =700 МПа;

04 lq0% НВБ»100 едф Повторныи оТ жиг нагартованной оцинкованной полосы осуществляли при 360 С в колпаковой печи.

Физико-механические свойства оцинкованной полосы после повторного отжига: б =530 МПар бц =630 МПа;3,, =6%;

HRB=86 толщина покрытия 10 мкм, содержание железа в покрытии 11% шероховатость поверхности К =3,0 мкм.

Использование предлагаемого способа тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава по сравнению с существуюо щими способами имеет следующие преимущества: повышается производительность процесса за счет использования горячекатаного подката перед нанесением цинкового покрытия, а также повышается произво;ительность процесса вследствие отсутствия таких дополнительных переделов (операций) как вторичная холодная прокатка, повторная термическая обработка оцинкованной полосы. Кроме того, сохраняется высокий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы.

Ф о р м у л а и =-. о б р е т е н и я

1. Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы с покрытием из желе.зоцинкоього сплава, включающий гсрячук прокатку, травление, холодную прокатку, очистку поверхности полосы, нанесение цинкового покрытия, отжиг полосы при температуре ниже температуры рекристаллизации стальной основы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса при сохранении óðotçbtÿ свойств, очистку поверхности полосы и нанесение цинкового покрытия осуществляют после горячей прокатки и травления полосы, затем проводят холодную прокатку с суммарным обжатие17 65-90%.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что отжиг оцинкованной полосы в агрегатах периодического действия производят при 4505300С в течение 5-10 ч.

3. Способ по л. 1, о т л и ч 1 l0 шийся TFt.; I7 О Отжиг Оцие1кованной полосы в агрегатах непрерывного действия производят при 550580 С в тече10ие 1-3 мин.