PL191263B1 - Sposób walcowania blach grubych metodą obróbki cieplno-mechanicznej ze spawalnej stali konstrukcyjnej do ulepszania cieplnego Cr-Mo z mikrododatkami Nb, Ti, V i B - Google Patents

Abstract

Sposób walcowania blach grubych metodą obróbki cieplno- mechanicznej ze spawalnej stali konstrukcyjnej do ulepszania cieplnego Cr-Mo z mikrododatkami Nb, Ti, V i Bt, znamienny tym, że pasmo walcowane w przerwach między kolejnymi przepustami chłodzi się w osłonie retencyjnej i doprowadza się do wytworzenia między końcowymi przepustami walcowania co najmniej 80% frakcji austenitu zrekrystalizowanego, a po zakończeniu walcowania pasmo wytrzymuje się izotermicznie przed hartowaniem w wodzie przez czas t0,5 i uzyskuje się 50% frakcji zrekrystalizowanej fazy g

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób walcowania blach grubych metodą obróbki cieplnomechanicznej z wysokowytrzymałej stali konstrukcyjnej spawalnej do ulepszania cieplnego zawierającej poniżej 0,2% C, do 1,8% Mn do 0,5% Cr, do 0,5% Mo, do 0,5% Ni i do 0,5% Cu oraz mikrododatki Nb, Ti, V o łącznym stężeniu do ok. 0,2% i B w ilości do 0,005%.

Znany i dotychczas stosowany sposób wytwarzania blach grubych polega na walcowaniu stali na gorąco z chłodzeniem wyrobów z temperatury końca walcowania, bliskiej 900°C, na wolnym powietrzu i następnym ich ulepszaniu cieplnym, tj. hartowaniu z temperatury 900 do 950°C w wodzie i wysokim odpuszczaniu w zakresie temperatury 600 do 680°C, lub hartowaniu w wodzie bezpośrednio po zakończeniu obróbki plastycznej w temperaturze końca walcowania i odpuszczaniu w tych samych warunkach.

Blachy po walcowaniu konwencjonalnym i ulepszaniu cieplnym w wymienionych warunkach uzyskują drobnoziarnistą strukturę i wykazują następujące własności mechaniczne: R0,2 min 890 MPa lub 960 MPa oraz Rm. od 980 do 1150 MPa, As od 14 do 16%, Z od 62 do 64%, KV-40^oC (KP)- próbek poprzecznych od 25 do 28 J, KV-40^oC (KP)- próbek wzdłużnych od 35 do 38 J i współczynnik anizotropii własności plastycznych, odpowiadający wartości stosunku energii łamania próbek poprzecznych do wzdłużnych KV(KP)/KV(KW), od 0,72 do 0,74, natomiast zahartowane bezpośrednio do zakończeniu walcowania i odpuszczane w wymienionym zakresie temperatury osiągają :R0,2 od 1000 do 1040 MPa, Rm. od 1060 do 1100 MPa, A5 od 18 do 19%, Z od 66 do 70%, KV-40^oC (KP)- od 25 do 32 J, KV-40^oC (KP) od 38 do 43 J i współczynnik anizotropii własności plastycznych od 0,65 do 0,74.

Hartowanie z temperatury końca obróbki plastycznej bezpośrednio po zakończeniu walcowania i następne odpuszczanie nie zapewnia pożądanej odporności na pękanie blach w temperaturze obniżonej, wskutek bardziej gruboziarnistej struktury oraz mikrosegregacji węgla i chromu w pasmach ścinania tworzących się w wyniku niejednorodnego odkształcania plastycznego, nakładającego się w kolejnych przepustach walcowania przy niekontrolowanych przerwach między nimi. Podczas odpuszczania pasma segregacyjne nie zanikają lecz prowadzą do pasmowego rozmieszczenia węglików, będącego bezpośrednią przyczyną zaniżonej energii łamania próbek poprzecznych ISO-V (Charpy V) oraz dużej anizotropii własności plastycznych blach.

Zjawisko to nie występuje kiedy w warunkach zbliżonych do walcowania ze sterowaną rekrystalizacją, przerwy między kolejnymi przepustami walcowania nie są krótsze od czasu rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie, decydującej jednocześnie o tworzeniu drobnoziarnistej struktury austenitu. Czasy rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie w górnej części zakresu temperatury walcowanego pasma w końcowych przepustach. Wymaga to zastosowania osłon retencyjnych zbudowanych z folii odbłyskowej ze stali żaroodpornej i materiału izolującego o bardzo małym współczynniku przewodności cieplnej, zmniejszających szybkość chłodzenia walcowanego pasma w przerwach między przepustami, umożliwiających dostosowanie czasu przerw między kolejnymi przepustami do czasu potrzebnego do pełnej rekrystalizacji austenitu lub wytworzenia co najmniej 80% frakcji austenitu zrekrystalizowanego, oraz wytrzymanie izotermiczne blach po zakończeniu walcowania w temperaturze końca obróbki plastycznej przed hartowaniem przez czas t0,5 niezbędny do utworzenia 50% frakcji zrekrystalizowanej fazy g. Przykładowo czasy 50%, 80%, 90% rekrystalizacji oraz czas pełnej rekrystalizacji tR austenitu odkształconego plastycznie w warunkach symulujących proces walcowania blach grubych (prędkość odkształcenia e= 3 s^-1 i wielkość odkształcenia w kolejnych przepustach e=0,2 ze stali zawierającej 0,17% C, 1,37% Mn, 0,24% Cr, 0,48% Mo oraz mikrododatki Nb, Ti, V i B podano w tabeli 1.

T ab e l a 1

Czasy t0,5, t0,8, t0,9, i tR stali zawierającej 0,17% C, 1,37% Mn, 0,24% Cr, 0,48% Mo oraz mikrododatki Nb, Ti, V i B odkształconej plastycznie z prędkością 3 s^-1 (e=0,2)

Temperatura odkształcenia [°C]	Czasy rekrystalizacji [s]
T0,5	T0,8	T0,9	tR
1	2	3	4	5
1100	9	20	25	50

PL 191 263B1

c.d. tabeli 1

1	2	3	4	5
1050	12	28	40	90
1000	20	45	60	130
950	40	80	100	200
900	60

Blachy walcowane w tych warunkach i wytrzymane przed hartowaniem w temperaturze końca walcowania przez czas t0,5 wykazują po odpuszczeniu w wymienionym zakresie temperatury następujące własności mechaniczne: R0,2 od 1000 do 1040 MPa, Rm. od 1030 do 1100 MPa, A5 od 18,5 do 19%, Z od 64 do 67%, KV-40^oC (KW) od 61 do 129 J, KV-40^oC (KW) od 74 do 156 J i współczynnik anizotropii własności plastycznych powyżej 0,8.

Claims (1)

1. Sposób walcowania blach grubych metodą obróbki cieplno- mechanicznej ze spawalnej stali konstrukcyjnej do ulepszania cieplnego Cr-Mo z mikrododatkami Nb, Ti, V i Bt, znamienny tym, że pasmo walcowane w przerwach między kolejnymi przepustami chłodzi się w osłonie retencyjnej i doprowadza się do wytworzenia między końcowymi przepustami walcowania co najmniej 80% frakcji austenitu zrekrystalizowanego, a po zakończeniu walcowania pasmo wytrzymuje się izotermicznie przed hartowaniem w wodzie przez czas t0,5 i uzyskuje się 50% frakcji zrekrystalizowanej fazy g.