RU2255848C1 - Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов - Google Patents
Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255848C1 RU2255848C1 RU2004109890/02A RU2004109890A RU2255848C1 RU 2255848 C1 RU2255848 C1 RU 2255848C1 RU 2004109890/02 A RU2004109890/02 A RU 2004109890/02A RU 2004109890 A RU2004109890 A RU 2004109890A RU 2255848 C1 RU2255848 C1 RU 2255848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- double
- temperature
- rolling
- steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству двухслойных листов, состоящих из основного слоя из углеродистой, низколегированной или легированной стали и наплавленного слоя из коррозионно-стойкой стали, предназначенных для изготовления оборудования нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также других отраслей, где необходимо сочетание коррозионной стойкости с высокими механическими свойствами. Техническим результатом данного изобретения является повышение прочности и сплошности соединения слоев, качества поверхности плакирующего слоя при сохранении коррозионной стойкости и механических свойств двухслойных листов. Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления двухслойных горячекатаных листов с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающем получение двухслойных заготовок методом электрошлаковой наплавки, их последующую прокатку на листы, согласно изобретению электрошлаковую наплавку ведут расходуемыми электродами из коррозионно-стойкой стали, содержащей, мас.%: углерод 0,02-0,12; кремний 0,2-0,8; марганец 1,3-2,5; фосфор не более 0,040; сера - не более 0,015; хром 20-23; никель 10-14; ниобий - не более 1,5; азот - не более 0,04; железо и неизбежные примеси - остальное; при этом минимально допустимое содержание ниобия определяют в зависимости от содержания углерода в соответствии с выражением: (Nb)=10(С), где (Nb) - содержание ниобия в стали плакирующего слоя, мас.%, (С) - содержание углерода в стали плакирующего слоя, мас.%, нагрев двухслойных заготовок под прокатку проводят ступенчато: сначала в печи с температурой 650-1000° С, обеспечивая общее время пребывания в этой печи, включая нагрев и выдержку τ 1 (мин), в соответствии с выражением: τ 1≥ 0,1h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм, затем производят нагрев заготовок до температуры 1160-1280° С вместе с печью, обеспечивая общее время нагрева и выдержки τ 2 (мин), в соответствии с выражением: τ 2≥ 0,9h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм, в процессе прокатки проводят подстуживание раскатов от температуры 1070± 20° С до температуры 1030± 5° С, не деформируя металл в указанном интервале температур, а прокатку заканчивают при температурах не ниже 960° С. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству двухслойных листов, состоящих из основного слоя из углеродистой, низколегированной или легированной стали и наплавленного слоя из коррозионно-стойкой стали, предназначенных для изготовления оборудования нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также других отраслей, где необходимо сочетание коррозионной стойкости с высокими механическими свойствами. Важными требованиями к таким листам является качественное соединение слоев (высокая прочность и гарантированная сплошность соединения), требуемое сочетание механических свойств и коррозионной стойкости, а также высокое качество поверхности плакирующего слоя.
Известен способ получения двух- и трехслойных листов и полос, включающий получение биметаллической заготовки электрошлаковой наплавкой плакирующего слоя из коррозионно-стойкой стали на заготовку основного слоя из углеродистой или низколегированной стали и последующую прокатку заготовки. Наплавляют сталь, содержащую, мас.%:
углерод 0,01-0,15,
хром 15-28,
азот 0,02-0,05,
ниобий 5(C+0,5N)-2,0,
ванадий 4N-0,5,
железо - остальное.
Сталь для наплавки может содержать 1,5-5,0% молибдена. Наплавку проводят с глубиной проплавления основного слоя 2-10 мм, нагрев под прокатку ведут до 1230° С, а заканчивают прокатку в интервале температур 850-900° С (Патент РФ №2063852, МПК В 23 К 20/04, опубл. 20.07.1996).
Способ направлен на повышение стойкости плакирующего слоя в некоторых средах против определенных видов коррозии, в частности против коррозионного растрескивания, питтинговой и межкристаллитной коррозии (МКК), при высокой прочности и удовлетворительной сплошности соединения слоев. Однако листы, полученные в соответствии с данным способом, могут иметь недостаточно высокую коррозионную стойкость в тех средах, где необходимо использование хромоникелевых коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, например в концентрированных растворах некоторых кислот, агрессивных средах, характерных для оборудования нефтеперерабатывающих заводов, и в других условиях.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления двухслойных горячекатаных листов с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, который включает в себя получение двухслойных заготовок методом электрошлаковой наплавки, их последующую горячую прокатку на листы, при этом прокатку заканчивают с относительным единичным обжатием в последнем проходе 5-30% при температуре, назначаемой в зависимости от содержания углерода в стали основного слоя в соответствии с соотношением
Тк..п.=(770+800• %С)± 40,
где Тк..п.- температура окончания прокатки, ° С,
%С - содержание углерода в стали основного слоя, мас.%,
охлаждение горячекатаных листов, по крайней мере, до температуры 500° С проводят со скоростью 0,1-40° С/с, далее произвольно, а отжиг проводят в интервале температур от 670 до Ac1+50° С, где Ac1 - критическая точка стали основного слоя (Патент РФ №2170274, МПК С 21 D 9/46, В 23 К 20/04, опубл. 10.07.2001 г. - описание - прототип).
Способ обеспечивает высокую коррозионную стойкость и механические характеристики двухслойных листов. В то же время при произвольно выбранном режиме нагрева под прокатку возможно образование расслоений в граничной зоне двухслойных листов, снижающих прочность и сплошность соединения слоев, а при произвольных технологических параметрах самой горячей прокатки возможно образование трещин в плакирующем слое, снижающее качество его поверхности.
Задача, решаемая с помощью данного изобретения, заключается в обеспечении высокой прочности и гарантированной сплошности соединения слоев в двухслойных листах, высокого комплекса коррозионной стойкости и механических свойств и удовлетворительного качества поверхности плакирующего слоя.
Техническим результатом данного изобретения является повышение прочности и сплошности соединения слоев, качества поверхности плакирующего слоя при сохранении коррозионной стойкости и механических свойств двухслойных листов.
Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления двухслойных горячекатаных листов с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающем получение двухслойных заготовок методом электрошлаковой наплавки, их последующую прокатку на листы, согласно изобретению электрошлаковую наплавку ведут расходуемыми электродами из коррозионно-стойкой стали, содержащей, мас.%:
углерод 0,02-0,12;
кремний 0,2-0,8;
марганец 1,3-2,5;
фосфор - не более 0,040;
сера - не более 0,015;
хром 20-23;
никель 10-14;
ниобий - не более 1,5;
азот - не более 0,04;
железо и неизбежные примеси - остальное;
при этом минимально допустимое содержание ниобия определяют в зависимости от содержания углерода в соответствии с выражением:
(Nb)=10(C),
где (Nb) - содержание ниобия в стали плакирующего слоя, мас.%,
(С) - содержание углерода в стали плакирующего слоя, мас.%,
нагрев двухслойных заготовок под прокатку проводят ступенчато: сначала в печи с температурой 650-1000° С, обеспечивая общее время пребывания в этой печи, включая нагрев и выдержку τ 1 (мин), в соответствии с выражением:
τ 1≥ 0,1h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм,
затем производят нагрев заготовок до температуры 1160-1280° С вместе с печью, обеспечивая общее время нагрева и выдержки τ 2 (мин), в соответствии с выражением:
τ 2≥ 0,9h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм,
в процессе прокатки проводят подстуживание раскатов от температуры 1070± 20° С до температуры 1030± 5° С, не деформируя металл в указанном интервале температур, а прокатку заканчивают при температурах не ниже 960° С.
Суть предложения заключается в следующем.
Содержание в коррозионно-стойкой стали для расходуемых электродов углерода в количестве 0,02-0,12%, хрома в количестве 20-23%, никеля - в количестве 10-14% и ниобия в пределах 10(С)-1,5% обеспечивает за счет определенного химического состава плакирующего слоя высокую стойкость двухслойной стали против общей и межкристаллитной коррозии во многих агрессивных средах, где традиционно используются хромоникелевые стали аустенитного класса.
Предложенное содержание кремния и марганца обеспечивает требуемую степень раскисленности стали плакирующего слоя, что также определяет его высокую стойкость против общей и питтинговой коррозии.
Кроме того, предложенное содержание аустенитообразующих элементов - никеля и марганца и ферритообразующих элементов - хрома, кремния, ниобия и азота - позволяет обеспечить при нагреве под прокатку и в процессе прокатки преимущественно аустенитную структуру с минимальным количеством α -фазы (не более 5-10% в зависимости от температуры), что положительно влияет на технологическую пластичность наплавленного слоя и, следовательно, на качество поверхности.
Ограничение содержания примесей - серы и фосфора - положительно влияет на стойкость двухслойной стали и изделий из нее против питтинговой коррозии.
Ступенчатый нагрев двухслойных заготовок под прокатку необходим по следующим причинам. Установлено, что при посаде заготовок в печь с высокой температурой (1160-1280° С) происходит быстрый нагрев поверхностных участков, в то время как внутренние слои еще некоторое время остаются непрогретыми, что приводит к значительному перепаду температур по сечению заготовки. При этом возникают большие внутренние напряжения, в особенности в граничной зоне, что связано с различием коэффициентов линейного расширения слоев. Эти напряжения могут приводить к возникновению несплошностей в наиболее хрупкой переходной зоне, что снижает качество соединения слоев. Использование ступенчатого режима нагрева заготовок под прокатку в соответствии с формулой изобретения позволяет обеспечить более равномерный нагрев по сечению заготовок и избежать появления несплошностей.
Необходимость проведения подстуживания раскатов в процессе горячей прокатки в интервале температур 1070-1030° С вызвана следующими причинами. Установлено, что плакирующий слой из хромоникелевой стали, стабилизированной ниобием, в интервале температур прокатки 950-1200° С имеет минимальные значения технологической пластичности при 1050° С. Снижение пластичности при температурах около 1050° С связано с тем, что при таких температурах происходит существенное снижение растворимости азота и углерода, особенно в α -фазе, по которой и начинается разрушение. Выделение мелкодисперсных частиц карбонитридов ниобия приводит к дополнительному снижению пластичности при температурах около 1050° С. Поэтому при прокатке желательно избегать обжатий при указанном интервале температур, что благоприятно влияет на качество поверхности. При температурах ниже 960° С также наблюдается снижение технологической пластичности, что характерно для сталей с аустенитной структурой. Поэтому прокатку следует заканчивать при температурах не ниже 960° С, что также благоприятно влияет на качество поверхности плакирующего слоя.
Примеры конкретного выполнения способа
Для получения двухслойных заготовок наплавку слябов основного слоя из стали 09Г2С размерами 200× 1280× 4500 мм при толщине наплавленного слоя от общей толщины заготовки 15-20% вели на специально созданных для электрошлаковой наплавки установках наклонного типа расходуемыми электродами из коррозионно-стойкой стали, содержащей:
0,04% углерода, 0,46% кремния, 1,58% марганца, 0,022% фосфора, 0,009% серы, 22% хрома, 11,4% никеля, 0,80% ниобия, железо и неизбежные примеси остальное (варианты 1-4, по химическому составу расходуемых электродов соответствующие формуле изобретения);
0,05% углерода, 0,39% кремния, 0,85% марганца, 0,019% фосфора, 0,008% серы, 23% хрома, 10,5% никеля, 0,85% ниобия, железо и неизбежные примеси остальное (вариант 5, по содержанию марганца не соответствующий формуле изобретения);
0,05% углерода, 0,35% кремния, 1,65% марганца, 0,015% фосфора, 0,008% серы, 22% хрома, 10,8% никеля, 0,42% ниобия, железо и неизбежные примеси остальное (вариант 6, по содержанию ниобия 0,42%, меньшему чем 10× 0,05%=0,5%, не соответствующий формуле изобретения).
Прокатку двухслойных заготовок толщиной около 230 мм на листы толщиной 20 мм проводили на стане “2800”. Нагрев слябов вариантов 1-3, 5 и 6 проводили ступенчато, сначала в печи с температурой 800° С, обеспечивая общее время в этой печи, включая нагрев и выдержку, 30 минут, что соответствует формуле изобретения - условию τ 1≥ 0,1h, где h - толщина двухслойной заготовки, в данном случае 230 мм, затем вместе с печью производили нагрев заготовок до 1250° С, обеспечивая общее время нагрева и выдержки 4 часа 20 минут, что также соответствует формуле изобретения - условию τ 2≥ 0,9h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм. Двухслойную заготовку по варианту 4 сразу сажали в печь при температуре 1250° С, общее время нагрева и выдержки составило 4 часа 50 минут.
В процессе прокатки заготовок по вариантам 1, 2, 4-6 проводили подстуживание раскатов от температуры 1060° С до температуры 1030° С, не деформируя металл в указанном интервале температур. При прокатке заготовки по варианту 3 подстуживания не делали, что не соответствует формуле изобретения. Температура конца прокатки для всех вариантов находилась в интервале 960-1000° С.
Качество соединения слоев по результатам ультразвукового контроля (доля площади листов, имеющая расслоения), сопротивление срезу σ ср (прочность сцепления слоев при испытаниях на срез плакирующего слоя по ГОСТ 10885), качество поверхности плакирующего слоя после прокатки (“уд.” - дефекты отсутствуют, “неуд.” - на поверхности листа имеются дефекты в виде плен и трещин), а также результаты испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии МКК (метод AM ГОСТ 6032) приведены в таблице. Все остальные технические характеристики полученных листов соответствовали требованиям ГОСТ 10885.
Из таблицы видно, что только варианты 1 и 2, полностью соответствующие формуле изобретения, обеспечивают высокое качество соединения слоев, отсутствие дефектов на поверхности плакирующего слоя после прокатки и стойкость против МКК.
По варианту 4, не соответствующему формуле изобретения по режиму нагрева под прокатку, получен лист, имеющий значительное количество дефектов в виде несплошностей, при этом прочность сцепления слоев также ниже, чем для других вариантов.
Для варианта 3, в котором при прокатке не проводили подстуживание, получено неудовлетворительное качество поверхности, значительное количество глубоких трещин, не позволяющих использовать данный лист.
Для варианта 5 из-за низкого содержания марганца и, соответственно, повышенного содержания в структуре α -фазы, на поверхности плакирующего слоя в процессе прокатки образовались плены.
Плакирующий слой листа, полученного по варианту 6, из-за низкого содержания ниобия склонен к МКК.
Таким образом, использование настоящего предложения существенно повышает качество соединения слоев, качество поверхности плакирующего слоя при сохранении коррозионной стойкости и механических характеристик двухслойных листов.
Claims (1)
- Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающий получение двухслойных заготовок методом электрошлаковой наплавки, их последующую горячую прокатку на листы, отличающийся тем, что электрошлаковую наплавку ведут расходуемыми электродами из коррозионно-стойкой стали, содержащей, маc.%:Углерод 0,02-0,12Кремний 0,2-0,8Марганец 1,3-2,5Фосфор Не более 0,040Сера Не более 0,015Хром 20-23Никель 10-14Ниобий Не более 1,5Азот Не более 0,04Железо и неизбежные примеси Остальноепри этом минимально допустимое содержание ниобия определяют в зависимости от содержания углерода в соответствии с выражением(Nb)=10(C),где (Nb) - содержание ниобия в стали плакирующего слоя, мас.%;(С) - содержание углерода в стали плакирующего слоя, мас.%,нагрев двухслойных заготовок под прокатку проводят ступенчато, сначала в печи с температурой 650-1000° С, обеспечивая общее время пребывания в этой печи, включая нагрев и выдержку τ 1 (мин) в соответствии с выражением τ 1≥ 0,1h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм, затем производят нагрев заготовок до температуры 1160-1280° С вместе с печью, обеспечивая общее время нагрева и выдержки τ 2 (мин) в соответствии с выражением τ 2≥ 0,9h, где h - толщина двухслойной заготовки, мм, в процессе прокатки проводят подстуживание раскатов от температуры (1070± 20)° С до температуры (1030± 5)° С, не деформируя металл в указанном интервале температур, а прокатку заканчивают при температурах не ниже 960° С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109890/02A RU2255848C1 (ru) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109890/02A RU2255848C1 (ru) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2255848C1 true RU2255848C1 (ru) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004109890/02A RU2255848C1 (ru) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255848C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605021C2 (ru) * | 2012-04-25 | 2016-12-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Плакирующий материал для плакированного нержавеющей сталью стального листа, плакированный нержавеющей сталью стальной лист, включающий его, и способ его производства |
| RU2620409C1 (ru) * | 2015-12-03 | 2017-05-25 | Акционерное общество "ВНИИНЕФТЕМАШ" | Способ производства биметаллического материала с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой износостойкой стали |
| RU2633412C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-12 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ получения листовой плакированной стали |
| RU2634522C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-31 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ производства листовой плакированной стали |
| RU2711690C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2020-01-21 | Вёсталпин Гробблех Гмбх | Способ изготовления плакированного прокаткой металлического листа |
| RU2714150C1 (ru) * | 2019-09-03 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Способ изготовления стальных двухслойных горячекатаных листов |
-
2004
- 2004-03-31 RU RU2004109890/02A patent/RU2255848C1/ru active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605021C2 (ru) * | 2012-04-25 | 2016-12-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Плакирующий материал для плакированного нержавеющей сталью стального листа, плакированный нержавеющей сталью стальной лист, включающий его, и способ его производства |
| US10207477B2 (en) | 2012-04-25 | 2019-02-19 | Jfe Steel Corporation | Stainless steel clad steel plate including cladding material for stainless steel clad steel plate and method of manufacturing the same |
| RU2620409C1 (ru) * | 2015-12-03 | 2017-05-25 | Акционерное общество "ВНИИНЕФТЕМАШ" | Способ производства биметаллического материала с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой износостойкой стали |
| RU2711690C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2020-01-21 | Вёсталпин Гробблех Гмбх | Способ изготовления плакированного прокаткой металлического листа |
| RU2633412C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-12 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ получения листовой плакированной стали |
| RU2634522C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-31 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ производства листовой плакированной стали |
| RU2714150C1 (ru) * | 2019-09-03 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Способ изготовления стальных двухслойных горячекатаных листов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5729456B2 (ja) | 溶接熱影響部および母材部の耐延性き裂発生特性に優れた鋼材およびその製造方法 | |
| JP5223511B2 (ja) | 高強度耐サワーラインパイプ用鋼板およびその製造方法および鋼管 | |
| CA2835533C (fr) | Procede de fabrication d'acier martensitique a tres haute resistance et tole ou piece ainsi obtenue | |
| JP5092358B2 (ja) | 高強度高靱性鋼板の製造方法 | |
| TWI604072B (zh) | Stainless steel plate | |
| TWI546389B (zh) | Fat iron stainless steel plate | |
| EP3184662A1 (en) | Austenitic stainless steel sheet and metal gasket | |
| JP5333074B2 (ja) | 鉄塔用鋼管の製造方法 | |
| RU2255848C1 (ru) | Способ изготовления двухслойных горячекатаных листов | |
| JP5635477B2 (ja) | 改善された溶接性を有する潜水艦船体用鋼 | |
| JP3893889B2 (ja) | 破断による分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼 | |
| US20140182414A1 (en) | Steel for induction hardening and crankshaft manufactured by using the same | |
| JPH0533103A (ja) | ステンレス鋼製多重巻きパイプ | |
| JP5362825B2 (ja) | 溶接部の加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼、これを用いた溶接鋼管及びその製造方法 | |
| US20090110589A1 (en) | Steel Material and Process for Producing the Same | |
| JP5716419B2 (ja) | 耐疲労特性に優れた厚鋼板およびその製造方法 | |
| JP2005187934A (ja) | 疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法 | |
| JP2002294404A (ja) | 摩擦圧接に適した高炭素熱延鋼材およびその製造方法 | |
| JPWO2019130914A1 (ja) | クラッド鋼板 | |
| JP4660363B2 (ja) | 靭性に優れた厚鋼板の製造方法 | |
| JP2018168460A (ja) | フェライト系ステンレス鋼管および自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼管 | |
| JPS61124556A (ja) | 低ニツケルオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
| JP4353060B2 (ja) | ガスケット用ステンレス鋼 | |
| JP2021143387A (ja) | クラッド鋼板およびその製造方法 | |
| KR20210091282A (ko) | 전봉 강관 |