Способ производства проката

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Технический результат изобретения заключается в получении малоперлитной стали, обладающей высокой прочностью, пластичностью и хладостойкостью с высокими назначениями низкотемпературной вязкости зоны термического влияния после сварки Сущностьсляб из малоперлитной стали подвергают аустенизации. предварительной деформации и окончательной деформации в реверсивном режиме и охлаждению. Согласно изобретению аустенизацию осуществляют при температуре на 60-100°С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре на 120-180°С выше Агз, а окончательную деформацию производят при температуре на 20-100°С ниже Агз, при этом между предварительной и окончательной деформациями дополнительно осуществляют охлаждение со скоростью 0,5-2,5 град/с до температуры Агз + 40°С - Агз - -10°С. а охлаждение после окончательной деформации осуществляют со скоростью 1,0-4,0 град/с до температуры на 150-250°С ниже Ari, при этом термомеханической обработке подвергают слябы из стали следующего химического состава, мас.%. углерод 0,05-0,15; марганец 1,0-1,7; кремний 0,15- 0,40; ниобий 0.01-0,04; ванадий 0,03-0,07; титан 0,01-0,04; кальций 0,001-0,01; азот 0,003-0,01; медь 0,02-0,3; никель 0,01-0,3; алюминий 0.02-0,06; сера 0.001-0,008; железо остальное, при отношении Ca/S 0,05- 2,OnNbTI + V 0,10-0.12. Кроме того, после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250°С ниже Ап, прокат подвергают подогреву со скоростью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80-100°С ниже ACI с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2,0 град/с. Также, после операции охлаждения со скоростью 1,0-4,0 град/с и достижения температуры на 150-250°С ниже Ап дальнейшее охлаждение проката осуществляют со скоростью 0,01-0,5 град/с. 2 табл я с ю о о о со 00 00 о

(5нs С 21 О 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5038040/02 (22) 12.04.92 (46) 07.09.93. Бюл. N. 33-36 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" (72) Булянда А.А., Сахно В.А.. Бабицкий

М,C., Иванов Е,А., Матросов Ю,И., Морозов

Ю.Д.. Битков В.Н, (73) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ СЛЯБОВ ИЗ МАЛОПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Технический результат изобретения заключается в получении малоперлитной стали, обладающей высокой прочностью, пластичностью и хладостойкостью с высокими назначениями низкотемпературной вязкости зоны термического влияния после сварки. Сущность: сляб из малоперлитной стали подвергают аустенизации. предварительной деформации и окончательной деформации в реверсивном режиме и охлаждению. Согласно изобретению аустенизацию осуществляют при температуре на 60-100"С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре на 120-180"С выше Агз, а

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом Tpðìîië xBHLIческой обработки.

„,.ЯЫ„„ 2000338 С окончательную деформацию производят при температуре на 20-100 С ниже Агэ, при этом между предварительной и окончательной деформациями дополнительно осуществляют охлаждение со скоростью 0,5-2,5 град/с до температуры Агз + 40 С - Агз-10 С. а охлаждение hocne окончательной деформации осуществляют со скоростью

1,0-4,0 град/с до температуры на 150-250 С ниже Arl, при этом термомеханической обработке подвергают слябы иэ стали следующего химического состава, мас, )(,: углерод

0,05-0,15; марганец 1,0-1,7; кремний 0,150,40; ниобий 0,01-0,04; ванадий 0,03-0,07; титан 0,01-0,04; кальций 0,001-0,01; азот

0,003-001; медь 0,02-0 3; никель 0,01-0,3; алюминий 0,02-0,06; сера 0,001-0,008; железо остальное, при отношении Са/S - 0.052,0 и Nb Ti+ V < 0.10-0.12. Кроме того, после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250 С ниже Ar>, прокат подвергают подогреву со скоростью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80-100"С ниже

А,1 с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2,0 град/с. Также, после операции охлаждения со скоростью

1,0-4,0 град/с и достижения температуры на

150-250 С ниже Ar> дальнейшее охлаждение проката осуществляют со скоростью

0,01-0,5 град/с, 2 табл.

Известен способ производства листового проката иэ низколегированнай стали, включающий нагрев выше Ar- прокатку, подстуживание. прокатку в интерелле тем2000338 ч ператур Агз — Ar> с частными обжатиями 14307(, за проход и суммарной степенью деформации 59-83 Д и последующее охлаждение на воздухе (авт, свид. СССР М

1611952, кл, С 21 Р 8/00, 1988), Недостатком этого способа является невысокая хладостойкость металла после обработки, Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ термомеханической обработки толстолистовой стали, включающий аустенизацию, предварительную прокатку и окончательную прокатку в реверсивном режиме при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше точки Агз, с подстуживанием в процессе прокатки со скоростью 3-15 град/с, последующее охлаждение листа на спокойном воздухе до температуры не ниже

Ar> + 50" С и далее со скоростью 6-30 град/с до температуры (Аг -30 С) -500 С. а затем на спокойном воздухе до цеховой температуры (авт,свид.СССР М 1447809, кл. С 21 О

8/00, 1987). Приведенный способ термомеханической обработки не обеспечивает необходимого уровня хладостойкости стали в околошовной зоне при сварке.

Предлагаемое изобретение направлено на получение малоперлитной стали, обладающей высокой прочностью, пластичностью и хладостойкостью с высокими значениями низкотемпературной вязкости эоны термического влияния после сварки.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе термомеханической обработки слябов иэ малоперлитной стали, включающем аустенизацию, предварительную деформацию и окончательную деформацию в реверсивном режиме и охлаждение согласно изобретению, аустенизацию осуществляют при температуре на

60-100 С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре на

140-200 С выше Агз, а окончательную деформацию производят при температуре на

20-100 С ниже Агз, при этом между предварительной и окончательной деформациями осуществляют дополнительное охлаждение со скоростью 0,25-2,0 град/с до температуры Агз + 40 С вЂ” Агз - 10 С, а охлаждение после окончательной деформации осуществляют со скоростью 1,0-4,0 град/с до темпе, ратуры на 150-250 С ниже Аг1, при этом термомеханической обработке г1одвергают слябы из стали, содержащей, мас. ; углерод 0,05-0.15; марганец 1,0-1,7; кремний

0,15-0.40; ниобий 0,01-0.05: ванадий 0,030,07; титан 0,01-0,04: кальций 0,001-0.01:

55 азот 0,003-0.01; медь 0,02-0,3; никель 0,010,3; алюминий 0,02-0,06; железо остальное, при отношении Са/S = 0,5-2.0 и Nb + Ti +

+V < 0,12-0,14, Кроме того, после операции охлаждения и достижения температуры на

150-250 С ниже Аг слябы подвергают нагреву со скоростью 0,5-3,0 град/с до температуры íà 80-100 С ниже Аг1, с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2.0 град/с.

Так же, после операции охлаждения со скоростью 1-4 град/с и достижения температуры на 150-250 С ниже Ar>, дальнейшее охлаждение проката осуществляют со скоростью 0,01-0,5 град/с.

Экспериментально установлено. что выбранные параметры режимов термомеханичес кой обработки и состав стали обеспечивают получение наряду с высокой прочностью высокую ниэкотемпературную вязкость как основного металла, так и зоны термического влияния после сварки, 1. Осуществление аустениэации при температуре менее чем на 80"С ниже температуры растворимости нитридов титана приводит к началу роста зерна аустенита и в дальнейшем получению раэнозернистой структуры феррита, Осуществление аустенизации при температуре более чем на 100 С ниже темпера-туры растворимости нитридов титана приводит к недостаточному количеству переведенного в твердый раствор ниобия, что не обеспечит получения необходимого уровня прочности.

2. Окончание предварительной деформации при температуре менее чем на 140 С выше Агз и более чем на 200 С выше Агз не позволит подготовить зерна аустенита к заключительной деформации.

3. Осуществление окончательной деформации в выбранном интервале температур (на 20-100 С ниже Агз) обеспечивает получение мелкозернистой структуры аустенита и высокого комплекса взаимно исключающих показателей механических ceo,яств высокой прочности и хорошей пластичности.

4. Охлаждение между предварительной и окончательной деформациями со скоростью менее чем 0,25 град/с и до температуры менее Агз + 40 С приводит к росту зерна аустенита и снижению механических свойств.

Охлаждение чежду предварительной и окончательной деформациями со скоростью более чем 2,0 град/с и до температуры 6олее Агз - 10 С приводит к образованию закалочных структур и возникновению дефектов заготовки.

5, Охлаждение после окончательной деформации со скоростью менее 1,0 град/с и до температуры менее чем на 100 С ниже

2000338

0.05-0, 15

1,0-1,7

О, 15-0.4

0.01-0,04

0,03-0,07

0 01-0,04

П 001-0,01

О. Г и: -0,010

С с!7-0.30 углерод марганец кремний ниобий ванадий титан кальций азот медь

Ar> может привести к ре кристаллизации феррита и возникновению раэноэернистости.

Охлаждение после окончательной деформации со скоростью более 4.0 град/с и до температуры более чем на 180 С ниже

Аг1 способствует протеканию процесса а — j3 -превращения по промежуточному механизму и снижению пластичности и хладостойкости металла.

6, Качественный и количественный составы стали выбраны иэ следующих соображений:углерод,марганец, ванадий, ниобий, титан и азот способствуют формированию мелкозернистого, однородного зерна феррита в процессе термомеханической обработки и обеспечивают необходимый уровень прочности, пластичности и хладостойкости. При сварке в зоне термического влияния комплексное используемое микролегирование титаном. ниобием и ванадием позволит исключить разупрочнение зоны термического влияния и сохранить мелкозернистую структуру с высокой низкотемпературной вязкостью. Кремний и алюминий в выбранных пределах обеспечивают получение глубокой раскисленности стали и отрицательно не влияют на низкотемпературную вязкость и хладостойкость.

Отношение кальция к сере в заявленных пределах способствует полной глобуляризации сульфидных включений и повышению ударной вязкости при отрицательных температурах, 7. Превышение суммарного содержания микролегирующих ниобия, титана и ванадия при сварке вызывает образование промежуточных структур и снижает хладостойкость и низкотемпературную вязкость зоны термического влияния. Медь и никель в заявленных пределах способствуют обеспечению необходимых прочностных свойств, не снижая при этом другихпоказателей качества, .

Параметры подогрева после охлаждения и достижение температуры на 100180 C ниже Аг1 обеспечивают релаксацию деформационных напряжений в матрице и повышение пластичности металла.

Пример. Сталь была выплавлена в

350-тонном кислородном конвертере и после внепечного рафинирования разлита на

МНЛЗ. Химический состав стали был следующим, мэс. : углерод 0,10; марганец 1,35; кремний 0,27; ниобий 0,025; ванадий 0,05; титан 0,025; кальций 0.0057; азот 0,0065; медь 0,16; никель 0,15; алюминий 0,03; сера

0.0045. Отношение Са/S было 1,25; суммарное содержание ниобия, ванадия и титана было 0,10 мас.% Прокатку производили на двухклетьевом р епсивном стане 3600.

Температура нагрева составляла 1180 С, Температура завершения предварительной деформации была 950"С, охлаждение до начала чистовой деформации проводили со скоростью 1,2 град/с. Температура начала чистовой деформации 815 С, а завершения—

740 С. Охлаждение после завершения деформации осуществляли со скоростью 2,5 град/с водовоздушной смесью до температуры 490 С, после чего раскат подогревали со скоростью 1,7 град/с до 630 С и затем охлаждали до комнатной температуры на воздухе со скоростью 1,2 град/с, Возможно после операции охлаждения со скоростью 2,5 град/с после достижения температуры 490"С дальнейшее охлаждение производить замедленно, например, в стопе со скоростью 0.2 град/с.

Испытания механических свойств осуществляли на поперечных образцах. Механические свойства на растяжение определяли на плоских пятикратных образцах, а на ударную вязкость — на образцах

Шарпи при -20 С и Менаже при -60 С.

Хладостойкость металла определяли по результатам сериальных испытаний образцов ДВТТ при 80$ вязкой составляющей в изломе. Низкотемпературную вязкость металла зоны тЕрмического влияния после сварки определяли на образцах Шарпи при температуре -20 С.

Химический анализ изготовленных образцов представлен в табл.1, параметры заявленного и известного способов — в табл.2.

Иэ полученных результатов видно, что предложенный способ термомеханической обработки слябов из малоперлитной стали обеспечивает получение высокой прочности, пластичности и хладостойкости стали при сохранении высокой низкотемпературной вязкости эоны термического влияния после сварки.

Формула изобретения

1. Способ производства проката, включающий выплавку стали, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации в реверсивном режиме, окончательное охлаждение, отличающийся тем, что выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас. ;

2000338

2. Способпо п1. отличающийся тем, что после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250 С ниже

Ar> прокат подвергают подогреву со скоро5 стью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80100 С ниже Аг1 с последующим окончательным охлаждением со скоростью

0,5-2,0 град/с.

10 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после операции охлаждения со скоростью 1-4 град/с и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг1 дальнейшее охлаждение проката осуществляют со ско15 ростью 0,01-0,5 град/с.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Температу- Скорость ра охлажде- охлаждения между ния после и редва рительной и окончательной дефор-мациями, окончательнойй! деформации, ции, С

Град/с

1,0 440

700

840 2.0 г0 ° 3.0

2 5 . 490

4 0 40

740

780

7 0

Г 100. никель 0,01-0,30 алюминий 0,02-0.06 сера 0,001-0.008 железо остальное при соотношении Са/S = 0,05 - 2,0 и Nl+Tl+

+ Ч 0,1 - 0.12, аустениэацию осуществляют при температуре на 60-100" С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при

Агэ + (120 - 180)"С, подстуживают со скоростью 0,5-4,0 град/с до Агэ + 40 —: Агэ — 10 С, деформируют при этой температуре и заканчивают при Агэ-(20-100)"С, а охлаждают со скоростью 1-4 град/с до Агэ — (150

250) С, ператуосущеления ончальной ормаи, С

Скорость охлаждения между и редва рительной и окончательной дефорТемпература охлаждения окончательной деформа2000338

Продолжение табл. 2

+ Отклонения от заявленного режима

Составитель В.Тарута

Техред М.Морген1ал Корректор М.Самборская

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3066

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10