Способ производства полос из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения горячекатаных полос из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей аустенитного класса. Целью изобретения является повышение качества полос за счет снижения склонности к межкристаллитной коррозии при одновременном сокращении производственного цикла. После горячей прокатки с температурой конца прокатки 900 - 1100^oC, смотки в рулон при постоянной по длине полосы температуре 780 - 880^oC последующее охлаждение рулона производят со скоростью, определяемой по отношению V_охл=(5,7-12,6)·C/C_ч, где V_охл - скорость охлаждения рулона, ^oC; C и Cr - массовое содержание в стали углерода и хрома соответственно, %, до температуры 500 - 650^oC, далее с произвольной скоростью. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения горячекатаных полос из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей аустенитного класса. Цель изобретения повышение качества полос за счет снижения склонности к межкристаллитной коррозии при одновременном сокращении производственного цикла. Охлаждение аустенитной стали в рулоне сопровождается выделением из аустенита избыточного углерода, который располагается по границам зерен и связывает хром в карбиды типа M₂₃C₆. Скорость диффузии хрома из внутренних частей зерен микроструктуры значительно ниже, чем у углерода, вследствие чего границы зерен обедняются хромом. Снижение же содержания хрома в твердом растворе до уровня менее 12% по границам зерен делает эти участки некоррозионно-стойкими, сталь становится склонной к МКК. Помимо этого охлаждение рулонов массой 10 20 т на воздухе протекает длительное время, что увеличивает склонность к МКК и длительность производственного цикла. Подавить процесс обеднения хромом границ зерен можно за счет регламентации скорости охлаждения от температуры смотки 780 880^oC до температуры 500 650^oC, при которой выделения карбидов из аустенита не происходит (точнее, оно может происходить, но лишь из пересыщенности аустенита закаленной стали, чего в нашем случае нет). Значение оптимальной скорости охлаждения зависит от соотношения содержания вступающих в образование карбидов углерода и хрома: чем больше в стали углерода, тем меньшее время сталь должна находиться при температуре выше 500 650^oC, т.е. тем больше должна быть скорость охлаждения. В свою очередь, чем больше в стали хрома, тем дольше сталь может находиться при повышенной температуре без опасности обеднения границ зерен хромом (менее 12%). Этим и объясняется предложенная зависимость скорости охлаждения: скорость охлаждения прямо пропорциональна содержанию углерода и обратно пропорциональна содержанию хрома. При температуре конца прокатки менее 900^oC в структуре стали может содержаться мартенсит (особенно при неблагоприятном сочетании химических элементов), отрицательно сказывающийся на свойствах аустенитной стали. При температуре конца прокатки выше 1100^oC происходит резкий рост зерна, что сопровождается ухудшением механических свойств проката и качества его поверхности. Если температура смотки в рулон будет менее 780^oC, то возрастает склонность стали к МКК, возрастает прочность и снижается пластичность листов, что недопустимо. При температуре смотки выше 880^oC ухудшается качество намотки полосы из-за экстремальных условий работы намотки, удлиняется производственный цикл из-за увеличения длительности охлаждения, а прочностные и пластические свойства стали приобретают неблагоприятное сочетание. В случае окончания регламентированного охлаждения при температуре более 650^oC дальнейшее охлаждение рулона сопровождается обеднением границ зерен хромом, сталь становится склонной к МКК. Если эта температура будет ниже 500^oC, то будет иметь место снижение прочностных характеристик полос ниже допустимого уровня. Примеры реализации способа. Сляб сечением 200х1200 мм массой 25 г из коррозионно-стойкой аустенитной стали, имеющей следующий химический состав, мас. C 0,12 Mn 1,5 Cr 18 Ni 10,2 Ti 0,52 Fe остальное нагревают в методической печи до 1250^oC и прокатывают в черновой группе клетей до промежуточной толщины 32 мм. Затем полосу задают в валки чистовой непрерывной группы клетей и прокатывают до конечной толщины 4 мм. Суммарная степень деформации при прокатке составляет 98% Температура конца прокатки постоянна по длине полосы и равна T_к.п=1000^oC. Прокатанную полосу охлаждают на воздухе до 830^oC и сматывают в рулон. Рулон устанавливают на стенд для регламентированного охлаждения, где осуществляют его охлаждение со скоростью Скорость охлаждения регулируют за счет изменения расхода охлаждаемой воды, подаваемой к торцовым поверхностям рулона. После охлаждения рулона до T_o=570^oC дальнейшее его охлаждение ведут с произвольной скоростью, например, погружением в резервуар с водой или на воздухе. Готовая полоса имеет высокое качество, не склонна к МКК, разброс механических свойств по длине полосы не превышает ±5% при значительном снижении длительности производственного цикла. Варианты реализации способа, показатели качества полос и длительности производительности цикла приведены в таблице. Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2 4, 6 8) достигается повышение качества полос за счет снижения склонности к МКК при одновременном сокращении производственного цикла. Механические свойства стали отвечают всем требованиям ТУ 14-105-451-82. При запредельных значениях заявляемых параметров (варианты 1, 5, 9 12) сталь становится склонной к МКК, удлиняется производственный цикл. Способ-прототип (вариант 13) при отношении углерода к хрому, равном 0,0067, не обеспечивает стойкости против МКК, имеет максимальную продолжительность цикла и значительный разброс механических свойств по длине полосы. Технико-экономические преимущества предложенного способа заключается в том, что охлаждение рулона горячекатаной коррозионно-стойкой стали с регламентированной скоростью, зависящей от соотношения C/Cr, до 500 - 650^oC обеспечивает повышение качества полос за счет снижения склонности к МКК за счет оптимального распределения хрома в аустените и по границам зерен. Одновременно с этим достигается сокращение длительности производственного цикла при обеспечении требуемых механических свойств стали и повышении равномерности этих свойств по длине полос. За базовый объект принята технология производства полос из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса на стане 2000.

Формула изобретения

Способ производства полос из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, включающий горячую прокатку с температурой конца прокатки 900 - 1100^oC, смотку в рулон при постоянной по длине полосы температуре 780 - 880^oC и последующее охлаждение рулона, отличающийся тем, что, с целью повышения качества полос за счет снижения склонности к межкристаллитной коррозии при одновременном сокращении производственного цикла, охлаждение рулона производят до 500 650^oC со скоростью
V_охл=(05,7 12,6)·C/Cr,
где V_охл скорость охлаждения рулона;
C массовое содержание в стали углерода,
Cr массовое содержание в стали хрома,
а затем охлаждают с произвольной скоростью.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.04.2005

Извещение опубликовано: 27.03.2006        БИ: 09/2006

---