Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки



Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки
Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки

 


Владельцы патента RU 2563909:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к технологии производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки. Способ включает выплавку стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг с нанесением цинкового покрытия, дрессировку и правку. Получение высокого уровня предела текучести в сочетании с высоким относительным удлинением, улучшение последующей штампуемости полос и, как следствие, повышение выхода годного при штамповке деталей сложной формы с высокими значениями локального удлинения металла, обеспечивается за счет того, что горячую прокатку проводят с температурой металла перед первой клетью чистовой группы не более 1010°С, охлаждение водой ведут со скоростью не менее 20°С/с, а правку полос на изгибо-растяжной машине производят с удлинением 0,4-0,6% для толщин до 1,5 мм и с удлинением от 0,2% до 0,4% для толщин от 1,5 мм. Состав выплавляемой стали регламентирован. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки.

Одним из определяющих качеств автолиста является его способность к вытяжке при штамповке деталей автомобиля. Способность проката к вытяжке определяется в свою очередь относительным удлинением. Из проката с высоким относительным удлинением при штамповке можно получить детали более сложной формы без разрыва. Очень часто потребители горячеоцинкованного металлопроката предъявляют требования по относительному удлинению, превышающие требования стандартов. Как правило, потребители запрашивают удлинение на 2-3% большее, чем значения по стандартам. Учитывая сложность одновременного обеспечения высоких показателей прочности и пластичности, необходима разработка новой технологии производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности с целью обеспечения требований потребителей по механическим свойствам. Сложность получения высокопрочных марок с высокими значениями относительного удлинения связана с трудностью получения оптимальной микроструктуры и оптимальной степени наклепа металлопроката при оцинковании.

Известен способ производства горячеоцинкованного металла высших категорий вытяжки, включающий горячую прокатку с температурой смотки 500±30°С, холодную прокатку с суммарным обжатием не более 70%, отжиг в колпаковой печи в защитной атмосфере с одноступенчатым нагревом при температуре 680-710°С и термическую обработку металла в линии агрегата непрерывного горячего цинкования при температурах 490-510°С со скоростью нагрева 10,8-11,4°С/с на первой стадии, при температурах 520-560°С со скоростью нагрева 0,4-0,8°С/с на второй стадии и выдержкой при этих температурах 85 с, охлаждение, перестаривание и нанесение тончайшего цинкового покрытия (патент РФ №2128719, МПК C21D 9/48, C21D 8/04, С23С 2/40, опубл. 10.04.1999).

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает требуемого уровня механических свойств проката классов прочности от 260 до 420 (числовое значение соответствует минимальному пределу текучести).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки, включающий выплавку стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг с нанесением цинкового покрытия и дрессировку, согласно которому выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас. %:

Углерод 0,05-0,10
Марганец 0,25-0,90
Алюминий 0,01-0,07
Азот не более 0,009
Ниобий и/или титан 0,01-0,08 каждого
Железо и неизбежные примеси остальное

при этом температуру конца горячей прокатки поддерживают в диапазоне 840-905°С, а температуру смотки горячекатаных полос в диапазоне 560-690°С, рекристаллизационный отжиг осуществляют при температуре 710-850°С, дрессировку полос производят с обжатием 0,8-2,1% (патент РФ №2361935, МПК C21D 8/04, C21D 9/48, С22С 38/06, С23С 2/04, опубл. 09.01.2008).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает заданного уровня относительного удлинения горячеоцинкованного проката.

Техническим результатом изобретения является получение требуемого уровня предела текучести в сочетании с высоким относительным удлинением горячеоцинкованного проката, улучшение последующей штампуемости полос и, как следствие, повышение выхода годного при штамповке деталей сложной формы с высокими значениями локального удлинения металла.

Технический результат достигается тем, что в способе производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки, включающем выплавку стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг с нанесением цинкового покрытия, дрессировку и правку согласно изобретению горячую прокатку проводят с температурой металла перед первой клетью чистовой группы не более 1010°С, охлаждение водой ведут со скоростью не менее 20°С/с, а правку полос на изгибо-растяжной машине производят с удлинением 0,4-0,6% для толщин до 1,5 мм и с удлинением от 0,2% до 0,4% для толщин от 1,5 мм. Кроме того, выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас. %:

Углерод 0,05-0,10
Марганец 0,25-0,90
Алюминий 0,02-0,05
Азот не более 0,007
Ниобий 0,015-0,080
Титан не более 0,020
Железо и неизбежные примеси остальное

Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения требуемого уровня предела текучести в сочетании с высоким относительным удлинением горячеоцинкованного проката требуется создание оптимальной микроструктуры (размер зерна металлопроката) и оптимальной степени наклепа металлопроката при оцинковании, что достигается корректировкой технологических параметров производства.

Горячая прокатка с температурой металла перед первой клетью чистовой группы не более 1010°С позволяет получать высокие значения относительного удлинения и необходимые прочностные свойства горячеоцинкованного проката. Охлаждение водой производят со скоростью не менее 20°С/с. Охлаждение с более низкой скоростью не обеспечивает необходимый уровень механических свойств. Ограничение температуры металла перед первой клетью чистовой группы и поддержание заданной скорости охлаждения обеспечивает формирование равноосной мелкозернистой структуру, оптимальной для сталей с высоким пределом текучести и высоким относительным удлинением.

Изгибо-растяжная машина деформирует зерно вдоль направления прокатки, эффективно упрочняя металлопрокат, при этом максимальные удлинения на изгибо-растяжной машине ограничены снижением относительного удлинения металлопроката. Влияние воздействия изгибо-растяжной машины на разные группы толщин металла различно, что обусловлено особенностями технологии переделов до оцинкования. Поэтому правку полос на изгибо-растяжной машине производят с удлинением 0,4-0,6% для толщин до 1,5 мм и с удлинением от 0,2% до 0,4% для толщин от 1,5 мм. Правка с удлинением менее 0,4% для толщин до 1,5 мм и менее 0,2% для толщин от 1,5 мм не обеспечивает необходимый уровень предела текучести. Правка с удлинением более 0,6% для толщин до 1,5 мм и более 0,4% для толщин от 1,5 мм не обеспечивает необходимый уровень относительного удлинения.

Углерод - один из упрочняющих элементов. При содержании углерода менее 0,05% прочностные свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,10% приводит к снижению пластичности стали, что недопустимо.

При содержании марганца менее 0,25% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания марганца более 0,90% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность.

Алюминий введен в сталь как раскислитель. При содержании алюминия менее 0,02% снижается пластичность стали, сталь становится склонной к старению. Увеличение содержания алюминия более 0,05% приводит к ухудшению комплекса механических свойств.

Азот упрочняет сталь. При содержании азота более 0,007%, сталь становится склонной к старению.

При содержании ниобия менее 0,015% не удается получить требуемый уровень прочности. Увеличение содержания ниобия более 0,08% нецелесообразно вследствие чрезмерного упрочнения стали и ухудшения пластичности. Титан вводился в химический состав высокопрочных марок для снижения площадки текучести в количестве не более 0,020%.

Примеры реализации способа. В кислородном конвертере выплавили низколегированные стали, химический состав которых приведен в таблице 1. Выплавленную сталь разливали на машине непрерывного литья в слябы сечением 250×1280 мм. Слябы нагревали в нагревательной печи с шагающими балками до температуры 1250°С и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000 в полосы толщиной 2,3-5,5 мм. Горячекатаные полосы на отводящем рольганге охлаждали водой и сматывали в рулоны. Охлажденные рулоны подвергали солянокислотному травлению в непрерывном травильном агрегате. Затем травленые полосы прокатывали на 5-клетевом стане до толщины 0,68-1,98 мм. Холоднокатаные полосы отжигали в проходной печи с нанесением цинкового покрытия, дрессировали и подвергали правке на изгибо-растяжной машине с заданным удлинением. В таблице 2 приведены варианты реализации способа производства горячеоцинкованного проката, а также показатели механических свойств.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности позволяет получить требуемый уровень предела текучести в сочетании с высоким относительным удлинением горячеоцинкованного проката, превышающим минимальное значение по стандарту.

Таким образом, опытная проверка доказала приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным способом.

1. Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали для холодной штамповки, включающий выплавку стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг с нанесением цинкового покрытия, дрессировку и правку, отличающийся тем, что горячую прокатку проводят с температурой металла перед первой клетью чистовой группы не более 1010°C, охлаждение водой ведут со скоростью не менее 20°C/с, а правку полос на изгибо-растяжной машине производят с удлинением 0,4-0,6% для полос толщиной до 1,5 мм и с удлинением от 0,2% до 0,4% для полос толщиной от 1,5 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас.%:

Углерод 0,05-0,10
Марганец 0,25-0,90
Алюминий 0,02-0,05
Азот не более 0,007
Ниобий 0,015-0,080
Титан не более 0,020
Железо и неизбежные примеси остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане, и может быть использовано при изготовлении проката для труб с толщиной стенки 11-25 мм.

Изобретение относиться к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос. Способ включает нагрев слябов и их горячую прокатку в черновых и чистовых клетях.

Изобретение относится к области металлургии и используется для изготовления сварных нефте- и газопроводов, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера. Для повышения коррозионной стойкости, хладостойкости и выхода годного горячекатаного полосового проката прокатку в черновой группе клетей ведут до толщины раската не менее 4,3 от толщины готовой полосы, чистовую прокатку ведут при температуре начала прокатки, равной от Ar3+70°С до Ar3+170°С, а температуру смотки определяют в зависимости от температуры конца прокатки из соотношения: Тк.чист-370°C≤Tcм≤Тк.чис-270°С.

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено для получения штрипсов с категорией прочности К60 (Х70), используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей большегрузных автомобилей, подъемно-транспортных механизмов и сельскохозяйственных машин методом штамповки, гибки и профилирования.
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к производству толстых листов из низколегированной стали. Для повышения коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах, а также сопротивляемости к хрупкому разрушению при температуре до -10°C непрерывнолитую заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас.%: C=0,035-0,070, Si=0,10-0,25, Mn=1,05-1,40, Cr≤0,l, Ni=0,38-0,45, Cu=0,20-0,35, Mo=0,14-0,20, Al=0,02-0,05, (Ti+V+Nb)=0,07-0,11, Fe и примеси - остальное, при этом углеродный эквивалент составляет Cэ≤0,42%, коэффициент трещиностойкости - Pcm≤0,22%.

Изобретение относится к области металлургии. В настоящем изобретении предложен стальной лист, полученный методом горячей прокатки, который имеет улучшенное свойство удлинения при сохранении удовлетворительно высокой прочности, составляющей по меньшей мере 590 МПа.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане. Для повышения прочностных свойств проката до уровня судостали категории GL-A36, GL-D36, GL-E36 и др.

Изобретение относится к способу и стану горячей прокатки сляба (1), в частности стального сляба, и может найти применение в металлургической промышленности. Сляб (1) подвергают по меньшей мере двум стадиям обработки давлением при разных температурах в стане (2) горячей прокатки.

Изобретение относится к устройству и способу горячей прокатки стальных полос (3) в нескольких следующих друг за другом прокатных клетях (F1-F5), причем стальные полосы прокатывают начисто до конечной толщины сначала в аустенитном состоянии и затем, после интенсивного охлаждения жидкостью, в ферритном состоянии в одной или более прокатных клетях.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане. Для повышения уровня стабильности механических свойств рулонного горячекатаного проката осуществляют прокатку непрерывнолитой заготовки в черновой и чистовой группах клетей, ламинарное охлаждение проката на отводящем рольганге и его смотку. Определяют режим ламинарного охлаждения в зависимости от структуры стали и рассматриваемого химического состава путем совмещения графика изменения температуры проката при охлаждении на отводящем рольганге с термокинетической диаграммой, при этом используют отводящий рольганг, выполненный с двумя участками ламинарного охлаждения, между которыми расположен участок транспортировки, причем после каждого участка ламинарного охлаждения размещают участок сдува воды с поверхности проката и обеспечивают режим охлаждения, при котором упомянутый график изменения температуры проката проходит при его совмещении с термокинетической диаграммой на расстоянии по оси времени не менее 5 сек от узловых точек фазового превращения, причем график изменения температуры проката получают с учетом различных условий теплоотвода, толщины проката и скорости его транспортировки на всех участках отводящего рольганга, включая участки транспортировки от последней клети стана до зоны первичного ламинарного охлаждения, первичного ламинарного охлаждения, последующего сдува воды с поверхности проката, промежуточной транспортировки от зоны первичного ламинарного охлаждения до зоны вторичного ламинарного охлаждения, вторичного ламинарного охлаждения, последующего сдува воды с поверхности проката и транспортировки к моталкам. 1 ил.

Изобретение относится к технологии прокатного производства, конкретно к технологии непрерывной прокатки тонких полос, и может быть использовано на многоклетевых широкополосных станах горячей прокатки. Сущность изобретения состоит в том, что заранее, на стадии настройки стана, задают в математическую модель процесса прокатки такие параметры режима прокатки, которые обеспечивают минимальные отклонения от плоскостности готовых полос. В процессе прокатки в случае выхода при настроечной прокатке значений неплоскостности за заданные по техническим условиям пределы корректируют реальные параметры режима настроечной прокатки. При этом используют пошаговый алгоритм коррекции, учитывающий все технологические параметры, влияющие на неплоскостность полосы. Данный алгоритм позволяет с наибольшей точностью и надежностью обеспечить далее, уже на стадии технологической прокатки, невыход показателей точности формы полосы за заданные заранее пределы. В этом заключается технический результат изобретения. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких полос на непрерывных станах горячей прокатки. Повышение точности геометрических размеров по толщине полос обеспечивается за счет того, что прокатка на непрерывном широкополосном стане полос заданной ширины В мм с регламентированной выпуклостью поперечного профиля не более 0,06 мм обеспечивается за счет того, что в рамках одной кампании рабочих валков последовательно прокатывают не более 30 полос шириной В1<(В-50) мм для разогрева бочек рабочих валков, не менее 2000 тонн проката шириной В2 мм, при этом В≤В2≤(В+50), и не более 1050 тонн проката заданной ширины В мм в конце кампании рабочих валков. 1 табл.

Изобретение относится к области прокатки. Прокатный стан (1) Стеккеля включает, по меньшей мере, одну реверсивную прокатную клеть (2), соответствующую печную моталку (3, 4), расположенную со стороны входа и выхода относительно реверсивной прокатной клети (2). Повышение экономичности прокатки в сочетании с высокой функциональностью обеспечивается за счет того, что между расположенной со стороны входа печной моталкой (3) и, по меньшей мере, одной реверсивной прокатной клетью (2) и между, по меньшей мере, одной реверсивной прокатной клетью (2) и расположенной со стороны выхода печной моталкой (4) соответственно расположен единый блок (5, 6), который содержит тянущее устройство (7), ножницы (8) и петледержатель (9). 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к листовой прокатке в черной и цветной металлургии. Способ включает деформацию заготовок в четырехвалковой клети с установленными в ней рабочими валками с цилиндрической поверхностью бочки и опорными валками с поверхностью в виде однополостного гиперболоида, контактирующими друг с другом по прямым образующим опорных и рабочих валков. Повышение эффективности воздействия на поперечный профиль и форму полосы, упрощение перевалки валков обеспечивается за счет того, что перед прокаткой производят поворот опорных валков со скрещиванием и пересечением их продольных осей в горизонтальной плоскости в середине бочки валков по длине с образованием острого угла, при этом в процессе деформации осуществляют коррекцию угла скрещивания продольных осей опорных валков в пределах угла, при котором продольные оси рабочих валков параллельны и расположены в вертикальной плоскости перпендикулярно оси прокатки. 3 ил.

Изобретение относится к методам утилизации немерных концов труб предпочтительно из нержавеющей стали. Способ включает разделку исходной трубы на мерные и немерные отрезки, плющение отрезков с получением плоского профиля. Получение товарного продукта без применения энергоемких процессов обеспечивается за счет того, что немерные отрезки в виде плоского профиля прокатывают в валках с гладкой бочкой с получением сдвоенной полосы с коэффициентом вытяжки λ, который определяется формулой 1<λ<Lmin/L0, где Lmin - минимально допустимая длина товарного проката; L0 - исходная длина немерного отрезка. Полученную сдвоенную полосу разделяют на одиночные полосы отрезкой кромки. Отрезанную кромку подвергают волочению с получением проволоки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству горячекатаных листов для строительства металлических конструкций со сварными и другими соединениями. Cпособ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций включает получение заготовки из стали, мас. %: 0,12-0,15 С, 0,15-0,30 Si, 1,55-1,70 Μn, не более 0,30 Cr, не более 0,30 Ni, не более 0,30 Cu, не более 0,003 Ti, не более 0,008 Ν, не более 0,05 Al, S не более 0,005, Ρ не более 0,015, Fe и примеси - остальное, при этом углеродный эквивалент Сэ≤0,45%. Нагрев под прокатку непрерывнолитой заготовки производят до 1180-1200°C не более 9 ч. При этом листов конечной толщины до 20 мм черновую прокатку осуществляют до достижения раскатом толщины 90-95 мм, чистовую прокатку начинают при температуре 840-860°С и завершают при температуре 770±10 до конечной толщины до 20 мм, после чего листы подвергают ускоренному охлаждению от температуры не менее 750°С до температуры 655±5°С. Для листов конечной толщины свыше 20 мм до 30 мм черновую прокатку осуществляют до достижения раскатом толщины 115-120 мм, чистовую прокатку начинают при температуре 810-830°С и завершают при температуре 780±10°С до конечной толщины свыше 20 мм до 30 мм, после чего листы подвергают ускоренному охлаждению от температуры не менее 760°С до температуры 600±20°С. Технический результат заключается в получении проката толщиной до 30,0 мм с гарантированным пределом текучести не менее 345 МПа, а также улучшенным комплексом вязкостных и пластических свойств. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к производству толстых листов из кремнемарганцовистой стали на реверсивных станах. Для обеспечения относительного сужения при испытании на растяжение в направлении толщины не менее 35% для изготовления сварных металлоконструкций используют непрерывнолитую заготовку толщиной не менее 250 мм из стали, содержащей, мас.%: 0,09-0,12 C, 0,50-0,65 Si, 1,30-1,70 Mn, Cr≤0,10, Ni≤0,30, Cu≤0,10, Ti≤0,03, N≤0,008, Al≤0,05, S≤0,010, P≤0,018, Fe - остальное, при этом аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1190-1210°C, чистовую прокатку ведут с суммарным обжатием не менее 30% и единичными обжатиями не менее 7%. Для листов конечной толщины до 90 мм включительно чистовую прокатку начинают при температуре 750-780°C, а для листов конечной толщины более 90 мм - при температуре 720-740°C, а завершают при температуре 700-740°C. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для исключения возникновения дефектов кромки при производстве горячекатаной кремнистой стали и получения горячекатаной кремнистой стали с поверхностью хорошего качества способ изготовления горячекатаной кремнистой стали включает нагрев, черновую прокатку и чистовую прокатку плоской заготовки из кремнистой стали. Операция нагрева включает стадии предварительного нагрева, нагрева и выдержки с помощью нагревательной печи. Стадия предварительного нагрева удовлетворяет следующей формуле (1): где VТр - скорость роста температуры на стадии предварительного нагрева, °C/мин; t - общее время нагрева плоской заготовки в нагревательной печи t=180-240 мин, TС - начальная температура плоской заготовки при поступлении в печь, °C. 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 7 ил.
Наверх