Способ производства листов из экономнолегированной стали с высокой хладостойкостью и свариваемостью для широкого применения, в том числе в арктических условиях

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката для использования при строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и для работы в арктических условиях. Техническим результатом изобретения является получение проката ответственного назначения в толщинах до 50 мм с повышенными показателями прочности, пластичности, вязкости, свариваемости. Способ производства толстолистового проката включает изготовление заготовки заданного химического состава толщиной не менее 3-кратной конечной толщины проката, аустенизацию заготовки при 1200-1220°С, охлаждение заготовки до температуры 900-950°С, затем прокатку за один проход с деформацией 60-70% до конечной толщины, после чего производится охлаждение в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°С/с, или охлаждение в воде до температуры цеха; не позднее чем через 8-12 час проводят отпуск листов при температуре 640±5°С с выдержкой 8-12 мин/мм и охлаждают в воде. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству конструкционных сталей с высокой прочностью, свариваемостью и хладостойкостью для использования при строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и др. отраслях промышленности, в т.ч. и для работы в арктических условиях.

Известен способ производства листового проката из стали категории D, Е, F500 самой высокой прочности по ГОСТ Р52927-2015 [1] - (аналог), содержащий, масс. %: углерод - 0,08-0,12; марганец - 0,45-0,75; кремний - 0,20-0,40; хром - 1,05-1,30; медь - 0,35-0,65; никель - 1,85-2,15; молибден - 0,10-0,18; алюминий - 0,020-0,060; титан - не более 0,02; ванадий - не более 0,05; ниобий - 0,02-0,05; железо - остальное. Сталь производится путем многопроходной прокатки литых слябов после нагрева при 1200-1250°С, охлаждение листов на воздухе или в стопе с последующей закалкой с высоким отпуском. Углеродный эквивалент стали 0,74%.

Недостатком аналога является недостаточная прочность, пластичность и ударная вязкость при низких температурах.

Наиболее близким по технологии изготовления является способ производства листового проката из стали следующего химического состава (масс. %): углерод - 0,04-0,10; марганец - 0,60-0,90; кремний - 0,15-0,35; никель - 0,10-0,40; алюминий - 0,020-0,060; ванадий - 0,03-0,05; ниобий - 0,02-0,06; железо - остальное; с использованием метода термомеханической обработки (патент RU 2265067. кл. C21D 8/02, 2005 - прототип), включающий аустенизацию при температуре 1100-1150°С, предварительную деформацию с суммарной степенью обжатий 35-60% при температуре 900-800°С, подстуживание на 50-70°С, окончательную деформацию с суммарной степенью обжатий 65-75% при температуре 830-750°С и ускоренное охлаждение в установке контролируемого охлаждения до температур 500-260°C с последующим замедленным охлаждением в кессоне до температуры не выше 150°С.

Недостатком прототипа является недостаточная прочность и пластичность, необходимые для эксплуатации в арктических условиях.

Техническим результатом данного изобретения является получение проката ответственного назначения следующего химического состава:

углерод 0,08-0,10
кремний 0,25-0,35
марганец 0,65-0,75
хром 0,70-0,90
никель 0,80-1,00
медь 0,55-0,75
молибден 0,25-0,35
ниобий 0,02-0,04
титан 0,001-0,003
ванадий 0,002-0,003
алюминий ≤0,05
сера ≤0,003
фосфор ≤0,004
железо остальное

Углеродный эквивалент предложенной стали составляет 0,52-0,57% и существенно ниже аналога. При большей прочности предлагаемая сталь отличается лучшей свариваемостью по сравнению с аналогом и по сравнению с прототипом отличается повышенными характеристиками прочности и пластичности.

Технология производства стали включает:

- выплавку стали заданного химического состава, изготовление заготовки толщиной не менее 3-кратной конечной толщины проката, аустенизации заготовки при 1200-1220°С, охлаждение заготовки до температуры 900-950°С, затем прокатку за один проход с деформацией 60-70% до конечной толщины, после чего производится немедленное охлаждение в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°С/сек или охлаждение в воде до температуры цеха;

- не позднее, чем через 8-12 часов проводят отпуск листов при температуре 640±5°C с выдержкой 8-12 мин/мм и охлаждают в воде.

Повышение прочности стали достигается за счет интенсивной пластической деформации на заключительной стадии прокатки с большой степенью деформации и исключением структурных изменений в деформированном аустените перед закалкой.

Отличительной особенностью технологии производства листового проката является прокатка за один проход на заключительной стали при температуре 900-950°С является создание мелкозернистой структуры и большого количества дефектов кристаллического строения и наследование их практически без аннигиляции при превращении аустенита в мартенсит.

В результате высокой плотности дефектов кристаллического строения, их закрепления примесными атомами и равномерного распределения вследствие закрепления микролегирующими добавками обеспечивается существенное повышение прочности, пластичности и ударной вязкости, а также, что особенно важно, свариваемости стали за счет снижения углеродного эквивалента и легирования стали.

Химический состав заявляемой стали и прототипа приведен в табл. 1, а механические свойства - в табл. 2.

Механические свойства определяли на поперечных образцах. Испытание на статическое растяжение осуществляли на образцах тип III №4 ГОСТ 1497, а на ударный изгиб на образцах с V-образным надрезом (тип II ГОСТ 9454).

В табл. 2 приведены средние величины из трех результатов испытаний на статическое растяжение и ударный изгиб.

Способ производства высокопрочного толстолистового проката, включающий получение заготовки из стали, аустенизацию заготовки, деформацию и охлаждение до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас.%:

углерод 0,08-0,10
кремний 0,25-0,35
марганец 0,65-0,75
хром 0,70-0,90
никель 0,80-1,00
медь 0,55-0,75
молибден 0,25-0,35
ниобий 0,02-0,04
титан 0,001-0,003
ванадий 0,002-0,003
алюминий ≤0,05
сера ≤0,003
фосфор ≤0,004

железо остальное,

при этом заготовку получают толщиной не менее 3-кратной конечной толщины проката, аустенизацию заготовки проводят при 1200-1220°C, охлаждение заготовки - до температуры 900-950°C, затем осуществляют прокатку за один проход с деформацией 60-70% до конечной толщины листового проката, а охлаждение ведут в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°C/с или в воде до температуры цеха, причем не позднее чем через 8-12 час проводят отпуск листов при температуре 640±5°C с выдержкой 8-12 мин/мм и охлаждают в воде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения повышенной деформационной способности стального листа толщиной 15-40 мм с пределом текучести свыше 480 МПа, используемого при производстве электросварных труб, сляб из стали, содержащей, мас.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали и может быть использовано в качестве материала сердечника электрических трансформаторов, генераторов и т.п.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при производстве толстолистового штрипса из низколегированной стали толщиной от 10 до 15 мм.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве горячекатаного листа толщиной 48-100 мм из низколегированной стали для изготовления конструкций ответственного назначения, работающих под давлением при температуре до -70°C.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности и пластичности листовую заготовку получают из стали, содержащей в мас.%: С от 0,15 до 0,5, Si от 0,2 до 3, Mn от 0,5 до 3, Р 0,05 или менее, S 0,05 или менее, Al от 0,01 до 1,В от 0,0002 до 0,01,N от 0,001 до 0,01 Ti в количестве, равном или более 3,4[N]+0,01 и равном или менее 3,4[N]+0,1, где [N] - содержание (мас.%) N в стали, железо и неизбежные примеси – остальное, причем средний диаметр эквивалентной окружности Ti-содержащих выделившихся включений, имеющих диаметр эквивалентной окружности 30 нм или менее, составляет 6 нм или менее, а количество Ti во включениях и общее количество Ti в стали удовлетворяет предписанному соотношению, нагревают заготовку до температуры от 900 до 1100°С, штампуют в пресс-форме, при этом в процессе формования её охлаждают со средней скоростью охлаждения 20ºС/с или более до температуры, равной или ниже на 100ºС температуры Bs начала бейнитного превращения и равной или большей, чем температура Ms начала мартенситного превращения, а после завершения формования полученное изделие охлаждают со средней скоростью охлаждения менее 20°С/с до температуры 200°С или менее.

Изобретение относится к области термомеханической обработки стального листа путем резания. Для предотвращения замедленного разрушения на поверхности среза листа и получения точности размера при изготовлении изделия из листа способ горячей режущей обработки с измельчением зерен поверхностного слоя включает стадии, в которых: нагревают и выдерживают стальной лист в диапазоне температур от Ас3 до 1400°С для получения аустенитной структуры стального листа, затем проводят режущую обработку стального листа при размещении стального листа на матрице и закаливают быстрым охлаждением подвергнутого режущей обработке стального листа, причем начальную температуру режущей обработки регулируют в диапазоне от Ar3 + 30°С до Ar3 + 140°С.

Изобретение относится к области черной металлургии. Для получения изделий сложной формы и обеспечения высоких показателей временного сопротивления, предела текучести, хладостойкости, коррозионной стойкости, высокой пластичности и свариваемости отожженный холоднокатаный стальной лист нагревают до температуры 890-950°C со скоростью не менее 6°C/с, выдерживают при упомянутой температуре в течение 4-5 минут, затем подвергают горячей штамповке и охлаждают в штампе со скоростью 30-80°C/с для получения изделия, имеющего временное сопротивление до 2200 Н/мм2.

Изобретение относится к области черной металлургии. Для изготовления изделий сложной формы разной категорией прочности с высокими показателями временного сопротивления, предела текучести, хладостойкости, коррозионной стойкости, высокой пластичности и свариваемости горячекатаный стальной лист нагревают до 900-960°C со скоростью не более 7°C/с, выдерживают в течение 4-5 мин, штампуют и охлаждают в штампе со скоростью 30-80°C/с для получения горячештампованого изделия, имеющего временное сопротивление до 2200 Н/мм2, при этом стальной лист получают из борсодержащей стали, легированной Si-Mn-Cr и микролегированной Ti-Nb-V или построенной по принципу низкоуглеродистой мартенситной стали, легированной Si-Mn-Cr-Ni и микролегированной Mo-Ti-Nb-V.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной полосы из высокопрочной коррозионностойкой стали, предназначенной для применения в сооружениях и конструкциях различного назначения в Арктике и Антарктике.

Изобретение относится к области металлургии. Способ производства текстурированного листа из электротехнической стали включает нагревание сляба, содержащего, мас.%: C от 0,0005 до 0,005, Si от 2,0 до 4,5, Mn от 0,005 до 0,3, S и/или Se (в сумме) 0,05 или менее, растворенный Al от 0,010 до 0,04, N 0,005 или менее, остальное - Fe и неизбежные примеси, горячую прокатку сляба с получением горячекатаного листа, при необходимости, отжиг горячекатаного листа в горячей зоне, холодную прокатку горячекатаного листа в один, два или большее число проходов с промежуточным отжигом между ними и с получением холоднокатаного листа конечной толщины, отжиг холоднокатаного листа на первичную рекристаллизацию и отжиг на вторичную рекристаллизацию, при этом индекс ИС старения стального листа перед проведением конечной холодной прокатки устанавливают равным 70 МПа или менее для эффективного роста зерен с ориентацией Госса с обеспечением в результате текстурированного листа из электротехнической стали с хорошими магнитными свойствами, без ограничения содержания C в относительно большом количестве.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения повышенной деформационной способности стального листа толщиной 15-40 мм с пределом текучести свыше 480 МПа, используемого при производстве электросварных труб, сляб из стали, содержащей, мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката из низколегированной коррозионностойкой стали, применяемой для мостостроения, неокрашенных несущих конструкций контактной сети электрифицированных железных дорог, путепроводов автомобильных дорог и других строительных конструкций.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к холоднокатаному отожженному листу из мартенситной стали, используемому для изготовления деталей и конструктивных элементов транспортных средств.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаных листов из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм для изготовления, например, запорной арматуры нефтегазопроводов, а также конструкций, работающих при низких температурах до -60°С.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при производстве толстолистового штрипса из низколегированной стали толщиной от 10 до 15 мм.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения коррозионной стойкости детали способ её изготовления включает стадии холодной прокатки подложки (3) с использованием рабочих валков, рабочая поверхность которых имеет шероховатость Ra2.5 меньшую или равную 3,6 мкм; нанесения металлического покрытия (7) по меньшей мере на одной поверхности (5) отожженной подложки (5) с помощью электролитического осаждения с образованием металлического листа (1); деформирования отрезанного металлического листа (1) с формированием деталей, при этом внешняя поверхность (21) металлического покрытия (7) после проведения стадии деформирования имеет волнистость Wa0,8 меньшую или равную 0,5 мкм.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к гальванизированному горячим погружением и легированному стальному листу, используемому в автомобилестроении.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката толщиной 14-31 мм для изготовления труб магистральных трубопроводов. Для обеспечения требований по прочностным, пластическим и вязким свойствам, характерным для проката прочности К80, Х100, L690, получают сталь, содержащую, мас.%: С 0,03-0,08, Si 0,10-0,35, Mn 1,75-2,10, Cr 0,01-0,50, Ni 0,01-0,60, Cu 0,01-0,40, Мо 0,01-0,50, Al 0,02-0,05, Nb 0,03-0,09, V 0,001-0,10, Ti 0,010-0,035, S 0,0005-0,003, Р 0,002-0,015, N 0,001-0,008, железо и неизбежные примеси – остальное, при выполнении следующих соотношений: 0,15<(Mn+Cr+Cu)/20+Si/10+Ni/60+Mo/15+V/10<0,18, 2,8%<Mn+Cr+Ni+Cu+Mo+Si<3,5%.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве горячекатаного листа толщиной 48-100 мм из низколегированной стали для изготовления конструкций ответственного назначения, работающих под давлением при температуре до -70°C.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности и пластичности листовую заготовку получают из стали, содержащей в мас.%: С от 0,15 до 0,5, Si от 0,2 до 3, Mn от 0,5 до 3, Р 0,05 или менее, S 0,05 или менее, Al от 0,01 до 1,В от 0,0002 до 0,01,N от 0,001 до 0,01 Ti в количестве, равном или более 3,4[N]+0,01 и равном или менее 3,4[N]+0,1, где [N] - содержание (мас.%) N в стали, железо и неизбежные примеси – остальное, причем средний диаметр эквивалентной окружности Ti-содержащих выделившихся включений, имеющих диаметр эквивалентной окружности 30 нм или менее, составляет 6 нм или менее, а количество Ti во включениях и общее количество Ti в стали удовлетворяет предписанному соотношению, нагревают заготовку до температуры от 900 до 1100°С, штампуют в пресс-форме, при этом в процессе формования её охлаждают со средней скоростью охлаждения 20ºС/с или более до температуры, равной или ниже на 100ºС температуры Bs начала бейнитного превращения и равной или большей, чем температура Ms начала мартенситного превращения, а после завершения формования полученное изделие охлаждают со средней скоростью охлаждения менее 20°С/с до температуры 200°С или менее.

Настоящее изобретение относится к точечному сварному соединению, сборке двух стальных листов, способу изготовления точечного сварного соединения, детали кузова автомобиля и кузову автомобиля. Точечное соединение состоит двух стальных листов, в котором по меньшей мере один стальной лист имеет предел текучести, выше или равный 600 МПа, предел прочности при растяжении, выше или равный 1000 МПа, и однородное удлинения, выше или равное 15%. Химический состав основного металла включает 0,05≤C≤0,21%, 4,0≤Mn≤7,0%, 0,5≤Al≤3,5%, Si≤2,0%, Ti≤0,2%, B≤0,2%, Nb≤0,2%, P≤0,025%, B≤0,0035%. Точечное сварное соединение содержит микроструктуру расплавленной зоны, содержащей более 0,5% Al, и содержит долю поверхности зоны образования сегрегаций ниже 1%. Указанные зоны образования сегрегации являются зонами более 20 мкм2 и содержат количество фосфора, превосходящее номинальное содержание фосфора в стали. 9 н. и 17 з.п. ф–лы, 22 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката для использования при строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и для работы в арктических условиях. Техническим результатом изобретения является получение проката ответственного назначения в толщинах до 50 мм с повышенными показателями прочности, пластичности, вязкости, свариваемости. Способ производства толстолистового проката включает изготовление заготовки заданного химического состава толщиной не менее 3-кратной конечной толщины проката, аустенизацию заготовки при 1200-1220°С, охлаждение заготовки до температуры 900-950°С, затем прокатку за один проход с деформацией 60-70 до конечной толщины, после чего производится охлаждение в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°Сс, или охлаждение в воде до температуры цеха; не позднее чем через 8-12 час проводят отпуск листов при температуре 640±5°С с выдержкой 8-12 минмм и охлаждают в воде. 2 табл.

Наверх