Горячекатаный стальной лист для прокатанной заготовки переменной толщины, прокатанная заготовка переменной толщины и способы для их производства - заявка 2016145238 на патент на изобретение в РФ

1. Горячекатаный стальной лист для прокатанной заготовки переменной толщины, имеющий:
химический состав, состоящий из, мас.%:
C: от 0,03 до 0,1
Si: 1,5 или меньше
Mn: от 1,0 до 2,5
P: 0,1 или меньше
S: 0,02 или меньше
Al: от 0,01 до 1,2
N: 0,01 или меньше
Ti: от 0,015 до 0,15
Nb: от 0 до 0,1
Cu: от 0 до 1
Ni: от 0 до 1
Mo: от 0 до 0,2
V: от 0 до 0,2
Cr: от 0 до 1
W: от 0 до 0,5
Mg: от 0 до 0,005
Ca: от 0 до 0,005
редкоземельный металл: от 0 до 0,1
B: от 0 до 0,005, и
один или более элементов из группы, состоящей из Zr, Sn, Co и Zn, в общем количестве от 0 до 0,05 мас.%, с остатком из Fe и примесей, и удовлетворяющий выражению (1); и
микроструктуру, содержащую, в единицах доли площади, 20% или больше бейнита, причем 50% или больше остатка в единицах доли площади составляет феррит;
причем:
в положении глубины, которое эквивалентно половине толщины листа от поверхности горячекатаного стального листа, среднее значение полюсной плотности ориентационной группы {100}<011> - {223}<110>, содержащей кристаллографические ориентации {100}<011>, {116}<110>, {114}<110>, {113}<110>, {112}<110>, {335}<110> и {223}<110>, составляет 4 или меньше, а полюсная плотность кристаллографической ориентации {332}<113> составляет 4,8 или меньше;
в положении глубины, которое эквивалентно одной восьмой толщины листа от поверхности горячекатаного стального листа полюсная плотность кристаллографической ориентации {110}<001> составляет 2,5 или больше;
численная плотность мелких карбонитридов титана, имеющих диаметр частиц 10 нм или меньше среди карбонитридов титана в горячекатаном стальном листе, составляет 1,0×1017 на см3; и
величина термического упрочнения (ВН-эффект) составляет 15 МПа или больше;
[Ti]-48/14×[N]-48/32×[S] ≥0 (1),
где каждый символ элемента в выражении (1) соответствует содержанию (в мас.%) соответствующего элемента.
2. Горячекатаный стальной лист по п. 1, в котором:
химический состав содержит один или более элементов из группы, состоящей из, мас.%:
Nb: от 0,005 до 0,1
Cu: от 0,005 до 1
Ni: от 0,005 до 1
Mo: от 0,005 до 0,2
V: от 0,005 до 0,2
Cr: от 0,005 до 1
W: от 0,01 до 0,5.
3. Горячекатаный стальной лист по п. 1, в котором:
химический состав содержит один или более элементов, выбираемого из группы, состоящей из, мас.%:
Mg: от 0,0005 до 0,005
Ca: от 0,0005 до 0,005
редкоземельный металл: от 0,0005 до 0,1.
4. Горячекатаный стальной лист по п. 2, в котором:
химический состав содержит один или более элементов из группы, состоящей из, мас.%:
Mg: от 0,0005 до 0,005
Ca: от 0,0005 до 0,005
редкоземельный металл: от 0,0005 до 0,1.
5. Горячекатаный стальной лист по п. 1, в котором химический состав содержит:
B: от 0,0002 до 0,005 мас.%.
6. Горячекатаный стальной лист по п. 2, в котором химический состав содержит:
B: от 0,0002 до 0,005 мас.%.
7. Горячекатаный стальной лист по п. 3, в котором химический состав содержит:
B: от 0,0002 до 0,005 мас.%.
8. Горячекатаный стальной лист по п. 4, в котором химический состав содержит:
B: от 0,0002 до 0,005 мас.%.
9. Горячекатаный стальной лист по любому из пп. 1-8, в котором химический состав содержит:
один или более элементов выбираемого из группы, состоящей из Zr, Sn, Co и Zn, в общем количестве от 0,005 до 0,05 мас.%.
10. Прокатанная заготовка переменной толщины, в которой толщина листа изменяется в конической форме в направлении прокатки, содержащая:
толстостенную часть, и
тонкостенную часть, которая является более тонкой, чем толстостенная часть;
причем:
в прокатанной заготовке переменной толщины отношение средней твердости Htmax самой толстостенной части, в которой толщина листа является самой высокой, к средней твердости Htmin самой тонкостенной части, в которой толщина листа является самой низкой, находится в диапазоне от больше чем 1,0 до 1,5,
средняя плотность дислокаций в самой тонкостенной части составляет 1×1014м-2 или меньше, и
численная плотность мелких карбонитридов титана, имеющих диаметр частиц 10 нм или меньше, составляет больше чем 2×1017 на см3.
11. Прокатанная заготовка по п. 10, которая получена с использованием горячекатаного стального листа по п. 1.
12. Прокатанная заготовка по п. 10 или 11, дополнительно содержащая оцинкованный слой на своей поверхности.
13. Способ производства горячекатаного стального листа для прокатанной заготовки переменной толщины, содержащий:
стадию нагрева при температуре не меньше чем SRTmin, которая определяется выражением (2), сляба, содержащего, мас.%:
C: от 0,03 до 0,1
Si: 1,5 или меньше
Mn: от 1,0 до 2,5
P: 0,1 или меньше
S: 0,02 или меньше
Al: от 0,01 до 1,2
N: 0,01 или меньше
Ti: от 0,015 до 0,15
Nb: от 0 до 0,1
Cu: от 0 до 1
Ni: от 0 до 1,0
Mo: от 0 до 0,2
V: от 0 до 0,2
Cr: от 0 до 1
W: от 0 до 0,5
Mg: от 0 до 0,005
Ca: от 0 до 0,005
редкоземельный металл: от 0 до 0,1
B: от 0 до 0,005,
а также один или более элементов из группы, состоящей из Zr, Sn, Co и Zn, в общем количестве от 0 до 0,05 мас.%, с остатком из Fe и примесей, и удовлетворяющего выражению (1);
стадию производства черновой пластины путем выполнения черновой прокатки с общей степенью обжатия от 60 до 90% относительно нагретого сляба, и выполнения во время черновой прокатки одного или более прохода прокатки со степенью обжатия 20% или больше, когда температура сляба находится в диапазоне от 1050°C до 1150°C;
стадию производства стального листа путем начала чистовой прокатки черновой пластины в течение 150 секунд после завершения черновой прокатки, и выполнения чистовой прокатки, при которой температура черновой пластины при начале чистовой прокатки находится в диапазоне от 1000°C до менее чем 1080°C, а полная степень обжатия устанавливается в диапазоне от 75 до 95%, общая степень обжатия в последних двух проходах устанавливается равной 30% или больше, температура окончания чистовой прокатки устанавливается в диапазоне от температуры фазового превращения Ar3 до 1000°C, и коэффициент формы SR, который определяется выражением (3), устанавливается равным 3,5 или больше;
стадию начала охлаждения стального листа в пределах трех секунд после завершения чистовой прокатки, задания температуры завершения охлаждения равной 600°C или меньше, и задания средней скорости охлаждения до температуры завершения охлаждения равной 15°C в секунду или больше, чтобы тем самым охладить стальной лист, и обеспечения полной суммарной длины диффузии Ltotal, которая определяется выражением (4), в интервале времени до начала смотки после того, как температура стального листа пройдет температуру фазового превращения Ar3, равной 0,15 мкм или меньше; и
стадию смотки стального листа после охлаждения при температуре сматывания полосы в рулон, равной 600°C или меньше;
[Ti]-48/14×[N]-48/32×[S] ≥0% (1)
SRTmin=10780/{5,13-log([Ti]×[C])}-273 (2)
SR=ld/hm (3)
Ltotal=Σ√(D(T)ΔtL) (4),
где каждый символ элемента в выражении (1) и выражении (2) означает содержание (в мас.%) соответствующего элемента, а ld в выражении (3) представляет собой длину дуги контакта между валком, который выполняет последнее обжатие чистовой прокатки, и стальным листом, и определяется следующим выражением:
ld=√(L×(hin-hout)/2),
где L (мм) - диаметр валка, hin - толщина (мм) стального листа на входной стороне валка, и hout - толщина (мм) стального листа на выходной стороне валка, а hm определяется следующим выражением:
hm=(hin+hout)/2,
причем ΔtL в выражении (4) - интервал времени до начала смотки после того, как температура стального листа пройдет температуру фазового превращения Ar3, и является очень коротким интервалом времени, равным 0,2 с, а D(T) - коэффициент объемной диффузии титана при температуре T°C и определяется следующим выражением, в котором коэффициент диффузии титана обозначается как D0, энергия активации обозначается как Q, и газовая постоянная обозначается как R:
D(T)=D0×Exp{-Q/R(T+273)}.
14. Способ по п. 13, в котором сляб содержит один или более элементов из группы, состоящей из, мас.%:
Nb: от 0,005 до 0,1
Cu: от 0,005 до 1
Ni: от 0,005 до 1
Mo: от 0,005 до 0,2
V: от 0,005 до 0,2
Cr: от 0,005 до 1
W: от 0,01 до 0,5.
15. Способ по п. 13, в котором сляб содержит один или более элементов из группы, состоящей из, мас.%:
Mg: от 0,0005 до 0,005
Ca: от 0,0005 до 0,005
редкоземельный металл: от 0,0005 до 0,1.
16. Способ по п. 13, в котором сляб содержит:
B: от 0,0002 до 0,005 мас.%.
17. Способ по п. 13, в котором сляб содержит один или более элементов из группы, состоящей из Zr, Sn, Co и Zn, в общем количестве от 0,005 до 0,05 мас.%.
18. Способ производства прокатанной заготовки переменной толщины с использованием горячекатаного стального листа, произведенного способом производства горячекатаного стального листа по любому из пп. 13-17, содержащий:
стадию производства холоднокатаного стального листа посредством холодной прокатки горячекатаного стального листа при изменении степени обжатия в пределах диапазона от больше чем 5% до 50% так, чтобы толщина листа изменялась в конической форме в продольном направлении горячекатаного стального листа, и
стадию выполнения термической обработки для дисперсионного твердения этого листа холоднокатаной стали;
причем:
при термической обработке для дисперсионного твердения максимальная температура нагрева Tmax составляет от 600°C до 750°C,
время выдержки tK в секундах при температуре 600°C или больше удовлетворяет выражению (5) относительно максимальной температуры нагрева Tmax, и
индекс термической обработки IN, определяемый выражением (6), составляет от 16500 до 19500,
530-0,7×Tmax ≤ tK ≤ 3600 - 3,9×Tmax (5)
IN=(Tn+273)(log(tn/3600)+20) (6),
где tn (с) в выражении (6) определяется выражением (7):
tn/3600=10X+ΔtIN/3600 (7),
где X=((Tn-1+273)/(Tn+273))(log(tn-1/3600)+20)-20, t1=ΔtIN, и ΔtIN равно одной секунде;
Tn(°C) в выражении (6) определяется выражением (8):
Tn=Tn-1+αΔtIN (8),
где α представляет собой скорость увеличения температуры или скорость охлаждения (°C/с) при температуре Tn-1.
19. Способ по п. 18, дополнительно содержащий:
стадию обработки цинкованием перед стадией нагрева сляба, перед стадией охлаждения стального листа после чистовой прокатки, перед стадией смотки охлажденного стального листа или после стадии выполнения термической обработки для дисперсионного твердения.
20. Способ по п. 19, дополнительно содержащий:
стадию выполнения обработки для легирования при температуре от 450°C до 600°C после выполнения обработки цинкованием.
Наверх