Способ производства листового проката с регулируемым пределом текучести из стали унифицированного химического состава

Изобретение относится к области производства высокопрочных сталей улучшенной свариваемости для применения в судостроении, строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и др. отраслях промышленности. Получение проката унифицированного химического состава в листах толщиной до 30 мм с регулируемым уровнем прочности и повышенными характеристиками пластичности обеспечивается за счет того, что изготавливают заготовки унифицированного состава в виде слитков, слябов, поковок, производят их аустенизацию при 1220-1250°С, прокатку заготовок при температуре 1200°С до толщины, обеспечивающей степень деформации 25-50%, охлаждение до температуры 950°С и окончательную прокатку при указанной температуре за один проход с упомянутой окончательной степенью деформации и последующим охлаждением водой в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°С/сек или в баке с водой до температуры цеха; не позднее чем через 8-10 часов проводят отпуск при температуре 620-640°С с выдержкой 10-12 мин/мм и охлаждают готовый прокат в воде. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству высокопрочных сталей улучшенной свариваемости для применения в судостроении, строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и др. отраслях промышленности.

Техническим результатом изобретения является получение проката унифицированного химического состава в листах толщиной до 30 мм с регулируемым уровнем прочности и повышенными характеристиками пластичности.

Способ производства проката включает изготовление заготовок унифицированного состава в виде слитков, слябов, поковок, аустенизацию их при 1220-1250°С, прокатку заготовок при температуре 1200°С до толщины, обеспечивающую степень деформации 25-50%, охлаждение до температуры 950°С и окончательную прокатку при указанной температуре за один проход с упомянутой окончательной степенью деформации и последующим охлаждением водой в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°С/сек или в баке с водой до температуры цеха; не позднее, чем через 8-10 часов проводят отпуск при температуре 620-640°С с выдержкой 10-12 мин/мм и охлаждают готовый прокат в воде.

Известен способ производства листового проката [1] - (аналог) из стали следующего химического состава (масс. %):

Углерод 0,04-0,10
Кремний 0,15-0,35
Марганец 1,00-1,40
Никель 0,10-0,80
Молибден 0,01-0,08
Ниобий 0,02-0,06
Ванадий 0,02-0,10
Алюминий 0,02-0,06
Сера 0,001-0,008
Фосфор 0,003-0,0012
Железо Остальное

Способ производства включает выплавка стали в конверторе, разливку металла в непрерывнолитые заготовки, нагрев слябов под прокатку, предварительную деформацию с суммарной степенью обжатия 58-65% при температуре 940-990°С, охлаждение полученной заготовки 70-100°С, окончательную деформацию при температуре 830-750°С с суммарной степенью обжатий 35-42%, ускоренное охлаждение до температур 550-400°С, далее замедленное охлаждение в кессоне до температуры не выше 150°С.

Основным недостатком способа производства аналога является сложность технологического процесса и недостаточная прочность проката.

Наиболее близким по технологии изготовления является способ производства листового проката [2] - (прототип) из стали следующего химического состава (масс. %):

Углерод 0,08-0,10
Кремний 0,20-0,30
Марганец 0,40-0,60
Хром 0,40-0,60
Медь 0,50-0,70
Никель 1,90-2,20
Молибден 0,25-0,31
Ванадий 0,01-0,03
Алюминий 0,005-0,040
Кальций 0,30 (по расчету)
Сера 0,001-0,003
Фосфор 0,001-0,008
Мышьяк 0,001-0,020
Железо Остальное

Способ производства включает выплавку стали, разливку на заготовки, аустенизацию, прокатку в заданном интервале температур и охлаждение до регламентированной температуры, повторный нагрев и выдержку, отличающийся тем, что аустенизацию выполняют при температуре 1200-1250°С, прокатку на первой стадии проводят до достижения толщины заготовки не менее 60 мм и равной 2-3 конечных толщин листа в диапазоне температур 950-980°С с деформацией в каждом проходе не менее 10%, после чего охлаждают со среднемассовой скоростью 20-80°С/сек до температуры 150-250°С, затем проводят нагрев листов со среднемассовой скоростью 1-1,5°С/мин до температуры 580-630°С с выдержкой 10-16 мин/мм и охлаждают на воздухе.

Основным недостатком способа производства прототипа является сложность технологического процесса и ограниченное упрочнение.

Техническим результатом данного изобретения является получение проката толщиной до 30 мм с регулируемым уровнем прочности от 590 до 950 МПа при высоких значениях пластичности, включающего выплавку стали, предварительную прокатку до промежуточной толщины, подстуживание проката, последующая прокатка за один проход на окончательные размеры, охлаждение и отпуск проката, следующего унифицированного химического состава:

Углерод 0,08-0,11
Кремний 0,20-0,50
Марганец 0,60-0,80
Хром 0,70-1,00
Никель 2,15-2,45
Медь 0,65-0,75
Молибден 0,25-0,35
Ниобий 0,025-0,070
Ванадий 0,025-0,040
Кальций ≤0,03 (по расчету)
Алюминий 0,01-0,04
Сера 0,001-0,005
Фосфор 0,001-0,006
Железо остальное

От прототипа сталь отличается повышенным содержанием никеля, хрома и легированием ниобием. Углеродный эквивалент, вычисляемый по формуле

[3], предложенной стали в среднем составляет 0,65% и является неизменным при повышении предела текучести от 590 МПа, получаемого при обычном способе производства (горячей не регламентируемой пластической деформации и улучшения [4]), до 800-950 МПа при использовании заявляемого способа производства листового проката. Это обеспечивает хорошую свариваемость стали различной прочности и снижение трудоемкости изготавливаемой продукции.

Прокатку листов после аустенизации при 1220-1250°С проводят в две стадии. На первой стадии заготовку деформируют до промежуточной толщины, обеспечивающей последующую однопроходную деформацию 25-65% при температуре 950±10°С с выходом на конечную толщину. Охлаждение заготовки до температуры 950°С между двумя стадиями прокатки производится водой в установке ускоренного охлаждения. На второй стадии прокатка за один проход при температуре 950±10°С исключает рекристаллизацию структуры стали, обеспечивает получение высокой плотности дислокаций, измельчения зерна и его равномерность.

После прокатки листы подвергаются ускоренному охлаждению со скоростью до 80°С/сек. или в баке с водой до температуры цеха. Затем не позднее, чем через 8-10 часов проводят отпуск листов при температуре 620-640°С с выдержкой 10-12 мин/мм и последующим охлаждением в воде.

Пример осуществления способа.

Сталь была выплавлена в электропечи и разлита в слитки. Химический состав приведен в таблице 1. Слитки при температуре 1200°С предварительно ковались или прокатывались на стане Кварто 800 на заготовки толщиной 40 мм. Затем эти заготовки охлаждались до температуры 950°С и прокатывались за один проход со степенью 25%, 50%, 60% и 65% с последующим охлаждением в воде. Далее прокат подвергали отпуску при температуре 620-640°С, время выдержки составляло 90 мин, после отпуска прокат охлаждался водой. В таблице 2 приведены технологические режимы производства проката.

В таблице 3 приведены механические свойства прокатанных листов в сравнении с прототипом. Механические свойства определяли на поперечных образцах. Испытание на статическое растяжение осуществляли на образцах тип III №4 ГОСТ 1497. В таблице 3 приведены средние величины из трех результатов испытаний на статическое растяжение.

Литературные источники, использованные при описании изобретения:

1. Патент РФ №2345149, МПК C21D 8/02, С22С 38/12, C21D 9/46, 2009 г.

2. Патент РФ №2397255, МПК C21D 8/02, С22С 38/42, 2009 г.

3. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р52527-2015 «Прокат для судостроения из стали нормальной, повышенной и высокой прочности». - Москва. - Стандартинформ. - 2015 г. - с. 61.

4. Ковальчук М.В., Орыщенко А.С., Малышевский В.А., Петров С.Н., Шумилов Е.А. Проблемы создания технологичных экономнолегированных высокопрочных сталей для арктических конструкций. - Вопросы материаловедения. - 2017 г. - №2(90). - с. 7-15.

1. Способ производства листового проката, включающий выплавку стали, разливку на заготовки, аустенизацию, предварительную прокатку заготовок до регламентированной промежуточной толщины, охлаждение до температуры окончательной прокатки, последующую прокатку за один проход до требуемой толщины листа, охлаждение и высокий отпуск, отличающийся тем, что аустенизацию выполняют при температуре 1220-1250°С, предварительную прокатку проводят при температуре 1200°С до толщины заготовки, обеспечивающей возможность после охлаждения до температуры 950°С окончательной прокатки за один проход при степени деформации 25-65% листов толщиной 10-30 мм, с выбором величины деформации в пределах указанного интервала в зависимости от конечной толщины листа и требуемой прочности, после прокатки листы охлаждают со скоростью 20-80°С/сек в установке ускоренного охлаждения или в баке с водой до температуры цеха, причем не позднее чем через 8-10 часов производят отпуск при температуре 620-640°С с выдержкой 10-12 мин/мм с последующим охлаждением в воде.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листовой прокат изготавливают из стали со следующим соотношением элементов, масс. %:

Углерод 0,08-0,11
Кремний 0,20-0,50
Марганец 0,60-0,80
Хром 0,70-1,00
Никель 2,15-2,45
Медь 0,65-0,75
Молибден 0,25-0,35
Ниобий 0,025-0,070
Ванадий 0,025-0,040
Кальций ≤0,03 (по расчету)
Алюминий 0,01-0,04
Сера 0,001-0,005
Фосфор 0,001-0,006
Железо остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, для получения рулонного полосового проката с низкой скоростью коррозии при сохранении уровня прочностных и пластических характеристик, соответствующего категории прочности К52, осуществляют аустенизацию заготовки при 1200-1280°С, черновую прокатку до толщины промежуточного подката, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, при этом заготовку получают из стали, содержащей мас.%: углерод 0,04-0,07, марганец 0,4-0,9, кремний 0,1-0,4, хром 0,2-0,7, медь 0,3-0,6, никель 0,15-0,60, алюминий не более 0,03, молибден не более 0,08, сера не более 0,003, фосфор не более 0,015, при выполнении соотношения Nb+V+Ti≤0,15, остальное – железо и неизбежные примеси, аустенизацию осуществляют с выдержкой не менее 3 часов, черновую прокатку заготовки производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не менее 20% в последнем проходе с обеспечением толщины подката, равной 5,5-7,5 толщины готовой полосы, а чистовую прокатку производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не более 10% в последнем проходе, причем температуру конца чистовой прокатки устанавливают из соотношения Ткп=800*К, °С, где К - эмпирический коэффициент, составляющий К=1,02-1,15, а смотку полосы в рулон производят в диапазоне температур 585-670°С.
Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения в прокате высокой прочности при одновременно хорошей вязкости, а также хорошей пригодности к сварке, плоский стальной прокат имеет в горячекатаном состоянии структуру, не содержащую феррита, при этом структура состоит на ≥ 95% по объему из мартенсита и бейнита с долей мартенсита ≥ 5% по объему и в сумме ≤ 5% по объему остаточного аустенита, а также обусловленных изготовлением неизбежных составляющих структуры.
Для получения стального прокатного плоского изделия с пределом текучести ≥ 700 МПа и ≥ 70 об. % бейнитной структуры согласно изобретению выполняются следующие этапы : а) приготовление стального расплава следующего состава, в вес.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения предела прочности 980 МПа, предела текучести, более или равного 500 МПа, полного удлинения, превышающего или равного 8%, холоднокатаная листовая сталь содержит в мас.% 0,05≤С≤0,15, 2≤Mn≤3%, Al≤0,1, 0,3≤Si≤1,5, Nb≤0,05, N≤0,02, 0,1≤Cr+Mo≤1, 0,0001≤В≤0,0025, 3,4×N≤Ti≤0,5, V≤0,1, S≤0,01, P≤0,05, железо и неизбежные примеси - остальное, имеет микроструктуру в поверхностной фракции между 50 и 95% мартенсита и между 5 и 50% суммы феррита и бейнита, при этом размер ферритного зерна составляет менее 10 мкм и соотношение сторон ферритного зерна находится между 1 и 3.

Изобретение относится к области производства высокопрочного хладостойкого листового проката из низколегированной стали с повышенной хладостойкостью для транспортного и тяжелого машиностроения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаного стального продукта, представляющего собой горячекатаную полосовую или толстолистовую сталь.

Изобретение относится к антикоррозионному покрытию на основе цинка для стальных листов или лент, которые с целью закалки подлежат нагреванию по меньшей мере на отдельных участках до температуры свыше температуры аустенизации (Ac3) и затем охлаждению со скоростью, которая по меньшей мере на отдельных участках выше критической скорости охлаждения.

Изобретение относится к области производства листового проката из штрипсовых сталей. Способ включает нагрев слябов, их черновую прокатку до промежуточной толщины и температуры, чистовую прокатку с регламентированной толщиной подката, количеством чистовых проходов и регламентированной температурой начала и конца чистовой прокатки.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения баланса прочность-пластичность и формуемости получают холоднокатаный стальной лист, имеющий предел прочности ≥ 1470 МПа и общее удлинение ТЕ ≥ 19%, при этом способ включает стадии отжига при температуре отжига AT ≥ Ас3 необработанного стального листа, химический состав которого содержит, мас.

Изобретение относится к холоднокатаному и отожженному стальному листу. Для повышения предела прочности при растяжении и предела текучести и обеспечения подходящей пластичности, заготовку, содержащую, мас.%: 0,10≤C≤0,13, 2,4≤Mn≤2,8, 0,30≤Si≤0,55, 0,30≤Cr≤0,56, 0,020≤Ti≤0,0500,0020≤B≤0,0040, 0,005≤Al≤0,050, Mo≤0,010, Nb≤0,040, 0,002≤N≤0,008, S≤0,005, P≤0,020, остальное - железо и неизбежные примеси, нагревают, подвергают горячей прокатке для получения горячекатаного листа, охлаждают и подвергают лист холодной прокатке, отжигу, охлаждению до заданной температуры, выдержке и охлаждению до комнатной температуры, при этом полученный холоднокатаный отожженный стальной лист имеет микроструктуру, состоящую из, в долях поверхности, мартенсита и/или нижнего бейнита указанный мартенсит включает свежий мартенсит и/или самоотпущенный мартенсит, сумма процента доли поверхности мартенсита и нижнего бейнита составляет 60-95%, 4-35% бейнита с низким содержанием карбида, 0-5% феррита и менее 5% остаточного аустенита в виде островков.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству на реверсивном толстолистовом стане горячекатаного проката толщиной до 40 мм для магистральных труб. Cпособ включает нагрев непрерывнолитых заготовок, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, его подстуживание, чистовую прокатку, ускоренное охлаждение водой в спрейерной установке и далее охлаждение на воздухе. Повышение деформационной способности проката и труб большого диаметра обеспечивается за счет того, что непрерывнолитые заготовки получают из стали со следующим содержанием элементов, мас. %: углерод 0,03-0,07; кремний 0,10-0,25; марганец 1,30-1,65; никель не более 0,30; медь не более 0,30; титан 0,010-0,030; ванадий не более 0,05; ниобий 0,030-0,080; молибден не более 0,30; азот не более 0,007; алюминий 0,020-0,060; сера не более 0,002; фосфор не более 0,012; железо и неизбежные примеси остальное, причем углеродный эквивалент (CEIIW) и коэффициент охрупчивания вследствие структурного превращения (PCM) должны быть не более 0,40 и 0,18% соответственно. Перед прокаткой заготовки нагревают до температуры, которая регламентируется математической зависимостью, проводят их черновую прокатку с суммарной степенью деформации не менее 40%, чистовую прокатку начинают и завершают при регламентируемой температуре, осуществляют ускоренное охлаждение водой с последующим охлаждением на воздухе. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области производства высокопрочных сталей улучшенной свариваемости для применения в судостроении, строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и др. отраслях промышленности. Получение проката унифицированного химического состава в листах толщиной до 30 мм с регулируемым уровнем прочности и повышенными характеристиками пластичности обеспечивается за счет того, что изготавливают заготовки унифицированного состава в виде слитков, слябов, поковок, производят их аустенизацию при 1220-1250°С, прокатку заготовок при температуре 1200°С до толщины, обеспечивающей степень деформации 25-50, охлаждение до температуры 950°С и окончательную прокатку при указанной температуре за один проход с упомянутой окончательной степенью деформации и последующим охлаждением водой в установке контролируемого охлаждения со скоростью 20-80°Ссек или в баке с водой до температуры цеха; не позднее чем через 8-10 часов проводят отпуск при температуре 620-640°С с выдержкой 10-12 минмм и охлаждают готовый прокат в воде. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Наверх