Способ производства листовой электротехнической стали

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой малоуглеродистой динамной стали. Цель изобретения - улучшение магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитному старению. Способ производства листовой электротехнической стали с содержанием кремния 0,1-0,4% включает горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентированным охлаждением. Регламентированное охлаждение ведут до 430-460°С со скоростью 15-35°С/ч в зависимости от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью. При содержании кремния в стали 0,1-0,3 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35°С/ч, а при содержании кремния в стали 0,31-0,40% регламентированое охлаждение проводят со скоростью 15-24°С/ч. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 D 8/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4411031/31-02 (22) 10.03.88 (46) 07.12.89. Бюл. и 45 (71) Институт металлургии им. А.А.Байкова (72) О.Н.Сосковец, A.È.Tðàéío, А.В.Васильев, В.И.Сидоркин, В.И.Максимов, A.„TþêoB, В.A.Колесников и В.И,Тевс (53) 621.785.79 (088.8) (56) Заявка Японии 1г" 61-44124, кл ° С 21 D 8/12, опублик 1986, (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой малоуглеродистой динамной стали. Цель изобретения - улучшение

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой малоуглеродистой динамной стали.

Цель изобретения состоит в улучшении магнитных свойств динамной стали путем уменьшения ее склонности к магнитному старению.

Согласно способу производства листовой электротехнической стали с содержанием кремния 0,10-0,401, включающему горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллиэа— ционный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентирозанным охлаждением.

ÄÄSUÄÄ 1527292 А 1

2 магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитному старению. Способ производства листовой электротехнической стали с содер жанием кремния 0,1-0,4ь включает горячую прокатку подката, холодную про катку и рекристаллизационньй отжиг с нагревом, выдержкой и регламентированным охлаждением, Регламентированное охлаждение ведут до 430-460 С со скоростью 15-35 С/ч в зависимости от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью. При содержании кремния в стали 0„1-0,34 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35 С/ч, а при содержании кремния в стали 0,31-0,404 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 15-24 С/ч. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. регламентированное охлаждение ведут до температуры 430-460 С со скоростью

15-35 С в зависимости от содержания

Si в стали, после чего охлаждение эа -,. вершают с произвольной скоростью.

Возможен вариант реализации предложенного способа, по которому при содержании кремния в стали 0,10-0,303 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35 C/÷, а также вариант, по которому при содержании кремния в стали 0,31-0,40 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 15-24 С/ч, 1527292 указа»ные температуры окончания ре гпа мент ирова нного охлаждения и с ко. рости его, зависящей от содержания крем>тия в стали, как показали исследования, вследствие сочетания низкой растворимости углерода и азота, а также высокой скорости их диффузии обеспечивают полное выделение этих элементов из твердого раствора dжелеза в виде карбидов и нитридов скоагулированной формы и с размерами

70-200 нм, плотность распределения карбидов и нитридов в ферритной матрице с»ижается. При этом с увеличением содержания кремния и обусловленным этим ростом размеров ферритных зерен осуществляют снижение скорости охлаждения. За счет этого достигается полное выделение нитридов и карбидов из ферритной матрицы с любыми размерами зерен, Выделившиеся частицы сохраняются в динамной стали в процессе ее дальнейшей обработки и эксплуатации электрических машин.

За счет этого показатель магнитного старения снижается до 2-31, улучшаются магнитные свойства стали при одновременном обеспечении заданных механических характеристик.

Если температура окончания регламентированного охлаждения превышает

460 С, то из-за повышенной растворимости углерсда и азота в твердом растворе c(-><елеза не происходит полного выделения элене ITQB внедрения с образованием нитридов и карбидов. Сталь сохраняет склонность к магнитному старению ($ ) 8В), что недопустимо При регламентированном охлаждении до температуры менее

430 С снижения скло>:насти динамной стали к магнитному старению не происходит, но ее прочность и твердость становятся ниже заданного уровня, что недопустимо.

При скорости регламентированного охлаждения более 35 С/ч не успевает произойти полное выделение углерода и азота в стали, содержащей 0,10

0,40 кремния„ Эти элементы остаются в твердом растворе, а образовавшиеся нитриды и карбиды не успевают укрупниться и скоагулировать. Это приводит к увеличению склонности стали к магнитному старению, увеличивает прочностные характеристики динамной стали. Если скорость регламентированного охлаждения менее

15 С/ч, то прочность и твердость стали становятся ниже заданного уровня, что недопустимо. Склонность к магнитному старению при этом не уменьшается, а длительность цикла термообработки возрастает.

Если при содержании кремния в стали 0,10-0,30ь скорость регламентированного охлаждения превышает 35 С/ч, то углерод и азот остаются в твердом растворе, не успевают укрупниться и скоагулировать, сталь склонна к магнитному старению. При скорости регламентированного охлаждения менее

25 С/ч прочность и твердость стали становятся ниже допустимого уровня, особенно при содержании кремния на уровне 0,15-0,10ь, что недопустимо.

Если при содержании кремния в стали 0,31-0,404 скорость регламентированного охлаждения превышает 24 С/ч, то углерод и азот не успевают выделиться, укрупниться и скоагулировать, особенно при предельных значениях содержаний кремния, сталь сохраняет склонность к магнитному старению, ее прочность и твердость превышают допустимый уровень. При скорости регламентированного охлаждения такой стали менее 15 С/ч улучшения ее магнитных и механических свойств не происходит, а длительность цикла термообработки возрастает.

Пример, Сляб из динамной стали ДЗЮ, содержащий 0,301 кремния, разогревают в методической печи и прокатывают на непрерывном широкополосном стане 1700 в полосу сечением

2,8 1280 мм. После удаления окалины горячекатаный подкат подвергают холодной прокатке на непрерывном 4-клетьевом стане 1700 до конечной толщины 0,7 мм.

Холоднокатаную полосу помещают под муфель колпаковой печи . Затем подмуфельное пространство заполняют защитным газом (954 азота и 51 водорода) и с помощью нагревательного колпака разогревают металл до температуры рекристаллизационного отжига Т, = 615 С, выдерживают при этой температуре. После завершения выдержки обрабатываемую динамную сталь охлаждают со скоростью V = 25"С/ч до Т, 445 С. Охлаждение осуществляют за счет подачи в подмуфельное пространство печи холодного защитного газа, а скорость охлаждения регуТабли ца 1

Вариант

Скорость регламентированного охлаждения

VÎi С/ч

Содержание кремния в стали, ь

Температура окончания регламентированного охлаждения Т, С

36

430

0,12

0,12

0,12

0,21

5 15272 лируют его расходом. После достижения Т, = 445 C подачу холодного защитного газа резко увеличивают, снимают нагревательный колпак и даль5 неишее охлаждение металла производят с произвольной скоростью до темперао туры 120 С. При достижении этой температуры цикл термообработки завершают, распаковывают металл и извлека- 10

1ют его из печи.

Варианты реализации предложенного способа приведены в табл ° 1, а механические и магнитные свойства готовой динамной стали - в табл. 2.

Из табл, 2 следует, что при реа- . лизации предложенного способа (варианты 3-5, 7-9) механические и магнитные свойства динамной стали полностью удовлетворяют предъявленным 20 требованиям, а показатель склонности стали к старению минимален (S = 2,1

3,4X). При запредельных значениях всех параметров, а также хотя бы одно. го из них (варианты 1, 2, 6, 10-12) не достигается заданное сочетание механических и магнитных свойств, возрастает склонность динамной стали к магнитному старению. Термическая обработка по способу-прототипу оказалась вообще не оптимальной для получения динамной малоуглеродистой стали °

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения состоят в том, что регламентированное охлаждение до 430-460 С со скоростью 15-35 С/ч в зависимости от химического состава стали позволяет уменьшить склонность динамной стали к магнитному старению за счет полного выделения углерода и азота из твердого раствора Ы -железа и образования коагулированных нитридов и карбидов

92 6 размерами 70-200 нм. Одновременно с этим достигается получение заданных механических свойств динамной стали °

При этом наилучшие свойства динамной стали с содержанием кремния

0,10-0,30Ô достигаются при скоростях регламентированного охлаждения 25о

35 C/÷, а в случаях, когда содержание кремния равно 0,31-0,403, - при скоростях 15-24 С/ч.

Уменьшение склонности динамной стали к магнитному старению обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик электрических машин.

Формула изобретения

1. Способ производства листовой электротехнической стали с содержанием кремния 0,10-0,40, включающий горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентированным охлаждением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитно му старению, регламентированное охлаждение ведут до температуры 430"

460 С со скоростью 15-35 С/ч в зависимости от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при содержании кремния 0,10-0,301 регламентированное охлаждение проводят со скоростью

25-35 С/ч.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при содержании кремния 0,31-0,40ь регламентированное охлаждение проводят со скоростью

15-24 С/ч.

1527292

Продолжение табл. 1

П р и м е ч а н и е. Температура рекристаллизационного отжига для всех вариантов

Т, = 615 С.

Та бли ца 2

Механические свойства

Магнитное старение S, Х

Вариант

Р 15/50, В, Вт/кг Т<

6 р 4 ° кГс/мм 4 ед.

33 120

32 120

31 122

28 127

27 130

25 140

26 135

26 140

25 143

24 156

26 120

24 118

23 110

33 118

33 118

31 121

36 101

34 106

30 122

23 110 оставитель . екренева

Техред Л.Сердюкона Корректор М. Ма ксимишинец

Редактор 0.Юрковецкая

Заказ 7484/36 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I KHI СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

7

9

11

12

13

14

16

17

18

19 (прототип) 1 36

2 35

3 34

4 37

5 38

6 40

7 38

8 38

9 39

10 40

ll 38

12 33

13 31

14 35

15 34

16 34

17 29

18 32

19 34

20 31 (про31

31

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

24

14

14

36

24

Не регламентирована

5,3

5,1

3,2

3,2

3,3

5,0

3 4

3,2

3,3

5,1

5,4

6,7

5,0

5,4

5,4

3,2

6,9

6,7

3,3

5,0

143

162

163

166

167

168

166

142

1 60

172

168

160

120

10,3

9,8

3,3

2,1

3,3

8,6

3,2

3,1

3,4

8,3

8,0

8,2

8,3

10,4

9,7

3,3

8,5

8,2

3,3

8,3