RU2390568C1 - Procedure for production of thick sheet low alloyed strip - Google Patents
Procedure for production of thick sheet low alloyed strip Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390568C1 RU2390568C1 RU2009126083/02A RU2009126083A RU2390568C1 RU 2390568 C1 RU2390568 C1 RU 2390568C1 RU 2009126083/02 A RU2009126083/02 A RU 2009126083/02A RU 2009126083 A RU2009126083 A RU 2009126083A RU 2390568 C1 RU2390568 C1 RU 2390568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- temperature
- strip
- finish rolling
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки.The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to the production of sheet metal, and can be used in the manufacture of thick sheets and strips of low alloy steels using controlled rolling.
Известен способ производства толстых стальных листов, включающий нагрев сляба до температуры аустенизации 1200±20°С и его черновую прокатку до промежуточной толщины раската 70 мм с температурой конца деформации 900°С. Затем предусмотрена транспортировка раската в зону охлаждения вне линии прокатки и его охлаждение на воздухе до температуры ниже 800°С. После охлаждения раската проводят его чистовую прокатку до конечной толщины с температурой конца деформации 730°С и охлаждают полученный лист до температуры окружающей среды [1].A known method for the production of thick steel sheets, including heating the slab to an austenitic temperature of 1200 ± 20 ° C and its rough rolling to an intermediate thickness of a roll of 70 mm with a temperature of the end of deformation of 900 ° C. Then, transportation of the roll to the cooling zone outside the rolling line and its cooling in air to a temperature below 800 ° C are provided. After cooling, the roll is finished rolling to a final thickness with a temperature of the end of deformation of 730 ° C and the resulting sheet is cooled to ambient temperature [1].
Однако толстый лист, полученный согласно известному способу, характеризуется сравнительно низким уровнем механических свойств, в особенности ударной вязкости при отрицательных температурах. Это связано с низкой скоростью охлаждения в естественных условиях полученного листа до температуры окружающей среды.However, the thick sheet obtained according to the known method is characterized by a relatively low level of mechanical properties, in particular impact strength at low temperatures. This is due to the low cooling rate in vivo of the resulting sheet to ambient temperature.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства хладостойкого листового проката, включающий получение заготовки из стали, содержащей, мас.%: С=0,04-0,1; Mn=0,60-0,90; Si=0,15-0,35; Ni=0,10-0,40; Al=0,02-0,06; Nb=0,02-0,06; V=0,03-0,05; железо и примеси - остальное. Способ предусматривает аустенизацию заготовки при температуре 1100-1150°С, предварительную деформацию (черновую прокатку) с суммарным обжатием 35-60% при температуре 900-800°С, последующее охлаждение промежуточной заготовки (подстуживание) на 50-70°С, окончательную деформацию (чистовую прокатку) с суммарной степенью обжатия 65-75% при температуре 830-750°С, ускоренное охлаждение листового проката до температуры 500-260°С и замедленное охлаждение до температуры не выше 150°С [2].Closest in technical essence to the present invention is a method for the production of cold-resistant sheet metal, comprising obtaining a billet of steel containing, wt.%: C = 0.04-0.1; Mn = 0.60-0.90; Si = 0.15-0.35; Ni = 0.10-0.40; Al = 0.02-0.06; Nb = 0.02-0.06; V = 0.03-0.05; iron and impurities - the rest. The method involves austenization of a workpiece at a temperature of 1100-1150 ° C, preliminary deformation (rough rolling) with a total compression of 35-60% at a temperature of 900-800 ° C, subsequent cooling of the intermediate workpiece (chilling) by 50-70 ° C, final deformation ( fine rolling) with a total degree of compression of 65-75% at a temperature of 830-750 ° C, accelerated cooling of sheet metal to a temperature of 500-260 ° C and slow cooling to a temperature of no higher than 150 ° C [2].
К недостатку данного способа можно отнести то, что получаемый при его использовании толстый лист из низколегированной стали обладает недостаточно высокими прочностными свойствами. Значения предела прочности и предела текучести, заявленные для данного способа, составляют σт=300-320 МПа, σв=400-455 МПа, при относительном удлинении δ=29-34%. В то же время, нормативные требования для штрипса категории прочности К65 составляют σт=565-665 МПа, σв=640-760 МПа. При этом допускается величина относительного удлинения не менее δ=19%.The disadvantage of this method can be attributed to the fact that the thick sheet of low alloy steel obtained by its use has insufficiently high strength properties. Values of tensile strength and yield strength stated for this method comprise σ m = 300-320 MPa, σ in = 400-455 MPa, elongation δ = 29-34%. At the same time, regulatory requirements for strip category K65 constitute σ m = 565-665 MPa, σ in = 640-760 MPa. In this case, a relative elongation of at least δ = 19% is allowed.
Технический результат изобретения состоит в повышении прочностных свойств при сохранении достаточной пластичности и увеличении хладостойкости штрипса толщиной 20-40 мм категории прочности К60(Х70)-К70(Х90).The technical result of the invention is to increase the strength properties while maintaining sufficient ductility and increasing the cold resistance of the strip with a thickness of 20-40 mm strength category K60 (X70) -K70 (X90).
Технический результат достигается тем, что в способе производства толстолистового низколегированного штрипса, предусматривающем изготовление заготовки, ее аустенизацию, черновую и чистовую прокатку с подстуживанием раскатов на воздухе перед чистовой прокаткой, ускоренное охлаждение готового штрипса до заданной температуры и его последующее замедленное охлаждение, согласно предложению заготовку изготавливают из стали, содержащей: 0,04-0,07% С; 1,60-1,95% Mn; 0,15-0,35% Si; 0,2-0,3% Ni; 0,055-0,08% Nb; 0,04-0,3% Cr; 0,2-0,3% Mo; Cu<0,15%; железо и примеси с содержанием каждого примесного элемента менее 0,03% - остальное; при этом содержание марганца связано с содержанием углерода следующей зависимостью: Mn=(2,1-6·С)±0,07, а углеродный эквивалент составляет Сэкв.=0,41-0,46, аустенизацию заготовки производят при температуре 1170-1200°С в течение не менее 4 часов, черновую прокатку осуществляют на толщину, составляющую 4,2-5,5 толщины готового штрипса, при температуре конца черновой прокатки не менее 870°С, подстуживание раската перед чистовой прокаткой производят до температуры 740-780°С, чистовую прокатку ведут с суммарной степенью обжатия 75-85%, а ускоренное охлаждение готового штрипса производят до температуры 520-580°С.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a plate of low-alloy strip, which involves the manufacture of a workpiece, its austenization, roughing and finishing rolling with the reinforcing rolls in the air before finishing rolling, accelerated cooling of the finished strip to a predetermined temperature and its subsequent delayed cooling, according to the proposal, the workpiece is made from steel containing: 0.04-0.07% C; 1.60-1.95% Mn; 0.15-0.35% Si; 0.2-0.3% Ni; 0.055-0.08% Nb; 0.04-0.3% Cr; 0.2-0.3% Mo; Cu <0.15%; iron and impurities with a content of each impurity element of less than 0.03% - the rest; the manganese content is related to the carbon content by the following relationship: Mn = (2.1-6 · C) ± 0.07, and the carbon equivalent is C equiv. = 0.41-0.46, billet austenization is carried out at a temperature of 1170-1200 ° C for at least 4 hours, rough rolling is carried out at a thickness of 4.2-5.5 of the thickness of the finished strip, at a temperature of the end of rough rolling is not less than 870 ° C, pre-rolling the roll before finishing rolling to a temperature of 740-780 ° C, finishing rolling is carried out with a total degree of compression of 75-85%, and accelerated cooling of the finished strip is carried out to a temperature of 520-580 ° C.
Повышения эффективности рассмотренного способа достигают, если черновую прокатку осуществляют только в поперечном направлении относительно оси заготовки, а чистовую прокатку производят сначала в поперечном, а затем в продольном направлении, причем суммарная степень обжатия в поперечных проходах чистовой прокатки составляет 5-20%.Improving the efficiency of the considered method is achieved if rough rolling is carried out only in the transverse direction relative to the axis of the workpiece, and finish rolling is carried out first in the transverse and then in the longitudinal direction, and the total degree of compression in the transverse passes of the finish rolling is 5-20%.
Сущность изобретения состоит в том, что полное использование ресурса свойств, имеющегося в низколегированной стали данного химического состава, обеспечивается деформационно-термическим режимом ее производства. Технология прокатки направлена на получение оптимального фазового ферритно-перлитного состава и морфологии фаз, измельчение зерен микроструктуры, упрочнение твердого раствора, дисперсионное твердение, дислокационное и текстурное упрочнение.The essence of the invention lies in the fact that the full use of the resource of properties available in low-alloy steel of a given chemical composition is ensured by the deformation-thermal regime of its production. The rolling technology is aimed at obtaining the optimal phase ferrite-pearlite composition and phase morphology, grinding microstructure grains, hardening of solid solution, dispersion hardening, dislocation and texture hardening.
Сначала выплавляют заготовку из стали с заданным химическим составом. Причем величину содержания марганца устанавливают в зависимости от содержания углерода из эмпирического соотношения Mn=(2,1-6·С)±0,07. С увеличением содержания углерода содержание марганца уменьшается, что позволяет получать величину углеродного эквивалента в заданном диапазоне Сэкв.=0,41-0,46. В целом приведенное содержание элементов обеспечивает необходимый фазовый состав и механические свойства штрипса при реализации предлагаемых технологических режимов.First smelted a billet of steel with a given chemical composition. Moreover, the value of the manganese content is set depending on the carbon content from the empirical ratio Mn = (2.1-6 · C) ± 0.07. With increasing carbon content, the manganese content decreases, which allows to obtain the value of the carbon equivalent in a given range of C equiv. = 0.41-0.46. In general, the given content of the elements provides the necessary phase composition and mechanical properties of the strip during the implementation of the proposed technological modes.
Наличие углерода в низколегированной стали предложенного состава определяет ее прочностные характеристики. Снижение содержания углерода менее 0,04% приводит к падению ее прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,07% ухудшает пластические и вязкостные свойства штрипсов, приводит к их неравномерности из-за ликвации.The presence of carbon in the low alloy steel of the proposed composition determines its strength characteristics. A decrease in carbon content of less than 0.04% leads to a decrease in its strength below an acceptable level. An increase in carbon content of more than 0.07% worsens the plastic and viscous properties of strips, leading to their unevenness due to segregation.
В рассматриваемой низколегированной штрипсовой стали добавки марганца и никеля способствуют твердорастворному упрочнению металла и, соответственно, повышению хладостойкости и коррозионной стойкости готового проката. Снижение содержания марганца менее 1,60% существенно увеличивает окисленность стали, что ухудшает качество штрипсов. В то же время повышение содержания марганца более 1,95% приводит к увеличению отношения предела текучести к временному сопротивлению разрыву, что недопустимо. Добавка никеля в заявляемых пределах способствует лучшей прокаливаемости при термомеханической обработке.In this low-alloy strip steel under consideration, manganese and nickel additives contribute to the solid solution hardening of the metal and, accordingly, increase the cold resistance and corrosion resistance of the finished product. A decrease in manganese content of less than 1.60% significantly increases the oxidation of steel, which affects the quality of the strips. At the same time, an increase in the manganese content of more than 1.95% leads to an increase in the ratio of yield strength to temporary tensile strength, which is unacceptable. The addition of Nickel in the claimed range contributes to better hardenability during thermomechanical processing.
Введение в состав стали ниобия способствует получению ячеистой дислокационной микроструктуры стали при ускоренном охлаждении прокатанных штрипсов, обеспечивающей сочетание высоких прочностных и пластических свойств металла. Мелкодисперсные карбиды ниобия препятствуют росту зерна аустенита в ходе нагрева, что способствует получению измельчению зерна при прокатке по предложенным технологическим режимам. При концентрации ниобия менее 0,055% механические свойства штрипсов в горячекатаном состоянии недостаточно высоки. Повышение концентрации более 0,08% не приводит к дальнейшему повышению механических свойств штрипсов, поэтому не имеет смысла.The introduction of niobium into the composition of the steel facilitates the production of a cellular dislocation microstructure of steel with accelerated cooling of rolled strips, which provides a combination of high strength and plastic properties of the metal. Finely dispersed niobium carbides inhibit the growth of austenite grain during heating, which contributes to grinding grain during rolling according to the proposed technological conditions. At a niobium concentration of less than 0.055%, the mechanical properties of strips in the hot-rolled state are not high enough. Increasing the concentration of more than 0.08% does not lead to a further increase in the mechanical properties of the strips, so it makes no sense.
Наличие кремния способствует улучшению раскисленности стали и повышению прочности штрипсов. Увеличение содержания кремния более 0,35% сопровождается возрастанием количества силикатных включений, снижающих ударную вязкость металла. В то же время уменьшение содержания кремния менее 0,15% приводит к существенному снижению предела текучести.The presence of silicon helps to improve the deoxidation of steel and increase the strength of the strips. An increase in the silicon content of more than 0.35% is accompanied by an increase in the number of silicate inclusions that reduce the toughness of the metal. At the same time, a decrease in the silicon content of less than 0.15% leads to a significant decrease in the yield strength.
Наличие в составе не более 0,3% молибдена обеспечивает получение прочностных характеристик. Однако превышение приведенных значений не сопровождается дальнейшим повышением качества штрипсов, а лишь увеличивает расходы на легирование, что представляется нецелесообразным. Снижение содержания молибдена менее 0,2% неблагоприятно сказывается на механических свойствах продукции.The presence of not more than 0.3% molybdenum in the composition provides strength characteristics. However, the excess of the given values is not accompanied by a further increase in the quality of strips, but only increases the cost of alloying, which seems inappropriate. A decrease in the molybdenum content of less than 0.2% adversely affects the mechanical properties of the product.
Хром и медь повышают прочность и коррозионную стойкость штрипсов. В рамках указанной концентрации они не оказывают вредного влияния на свариваемость штрипсов при производстве труб, но расширяют возможности использования металлического лома при выплавке, что удешевляет производство штрипсов.Chrome and copper increase the strength and corrosion resistance of strips. Within the specified concentration, they do not adversely affect the weldability of strips in the production of pipes, but expand the possibilities of using scrap metal for smelting, which reduces the cost of production of strips.
Нагрев заготовок до температуры аустенизации, их выдержка не менее 4 часов при 1170-1200°С и черновая прокатка в температурном интервале выше 870°С является подготовительной ступенью и обеспечивает получение исходной однородной структуры путем измельчения зерна аустенита за счет статической рекристаллизации. В ходе последующей многопроходной черновой прокатки аустенитное зерно интенсивно измельчается до размера 30-70 мкм.Heating preforms to austenitizing temperature, holding them for at least 4 hours at 1170-1200 ° C and rough rolling in the temperature range above 870 ° C is a preparatory step and provides the initial homogeneous structure by grinding austenite grain due to static recrystallization. During the subsequent multi-pass rough rolling, austenitic grain is intensively crushed to a size of 30-70 microns.
Подстуживание раската толщиной, составляющей 4,2-5,5 от толщины готового штрипса, до температуры 740-780°С и последующая контролируемая чистовая прокатка в двухфазной области к процессам дисперсионного упрочнения и измельчения зерен до 11-12 балла добавляют развитие текстуры и образование субзерен. Субзеренное упрочнение имеет определяющее значение в формировании механических свойств готового проката лишь в случае, если суммарная степень обжатия при чистовой прокатке составляет 75-85%. Образующиеся при этом субзерна помимо повышения прочности повышают сопротивление хрупкому разрушению и усталости.Tightening the roll with a thickness of 4.2-5.5 of the thickness of the finished strip to a temperature of 740-780 ° C and the subsequent controlled finishing rolling in the two-phase region to the processes of dispersion hardening and grinding of grains to 11-12 points add texture development and the formation of subgrains . Subgrain hardening is crucial in the formation of the mechanical properties of finished products only if the total degree of compression during finish rolling is 75-85%. The resulting subgrains, in addition to increasing strength, increase resistance to brittle fracture and fatigue.
Упрочнение толстолистовой стали в процессе чистовой многопроходной прокатки в двухфазной области с затрудненной рекристаллизацией аустенита характеризуется тем, что в первых проходах наиболее интенсивно упрочняются поверхностные слои заготовки, где деформация максимальна. По мере упрочнения поверхностных слоев деформация начинает проникать вглубь и охватывает всю толщину раската при общей суммарной степени обжатия 75-85%. Наиболее глубоко пластическая деформация проникает в толщину раската при его прокатке в температурном интервале от 740 до 780°С. Поскольку указанная суммарная степень обжатия при чистовой прокатке достаточна для полной проработки структуры на всю толщину раската, обеспечиваются измельчение зерен и повышение хладостойкости готового штрипса.Hardening of plate in the process of multi-pass finishing in a two-phase region with difficult recrystallization of austenite is characterized by the fact that in the first passes the surface layers of the workpiece are most intensely hardened, where the deformation is maximum. As hardening of the surface layers, the deformation begins to penetrate deep into and covers the entire thickness of the roll with a total total degree of compression of 75-85%. The most plastic deformation penetrates the thickness of the roll when it is rolled in the temperature range from 740 to 780 ° C. Since the specified total degree of compression during finish rolling is sufficient for the full development of the structure for the entire thickness of the roll, grain grinding and increased cold resistance of the finished strip are provided.
Ускоренное охлаждение прокатанного штрипса до температуры 520-580°С обеспечивает формирование требуемого фазового состава металла высокопрочного штрипса для магистральных трубопроводов. Для стабилизации свойств толстолистовой стали и снятия остаточных внутренних напряжений после ускоренного охлаждения листы желательно охлаждать более медленно, чтобы обеспечить снятие остаточных внутренних напряжений и протекание в металле процессов, характерных для нормализации, что повышает уровень механических свойств толстых листов. Такой подход способствует получению мелкозернистой равновесной структуры металла.The accelerated cooling of the rolled strip to a temperature of 520-580 ° C ensures the formation of the required phase composition of the metal of high strength strip for main pipelines. To stabilize the properties of plate steel and relieve residual internal stresses after accelerated cooling, it is desirable to cool the sheets more slowly in order to ensure the removal of residual internal stresses and the normal processes in the metal, which increases the level of mechanical properties of thick sheets. This approach contributes to obtaining a fine-grained equilibrium metal structure.
Применение способа поясняется примером его реализации при производстве штрипса размером 27,7×4490×19400 мм (после резки в меру), категории прочности К65. Производят изготовление заготовок из стали, содержащей, мас.%: C=0,04; Mn=1,86; Si=0,20; Ni=0,25; Nb=0,07; Cr=0,1; Mo=0,3; Cu=0,08; железо и примеси с содержанием каждого примесного элемента менее 0,03% - остальное. При этом содержание марганца связано с содержанием углерода следующей зависимостью: Mn=(2,1-6·С)±0,07. Углеродный эквивалент составляет Сэкв.=0,45, т.е. соответствует заявленному диапазону. Следует также отметить, что выплавленная сталь предложенного состава содержала в виде примесей не более 0,018% фосфора, не более 0,007% серы и не более 0,010% азота. При указанных предельных концентрациях эти элементы в подобной стали не оказывают заметного негативного воздействия на качество штрипсов, тогда как их удаление из расплава существенно повышает затраты на производство и усложняет технологический процесс.The application of the method is illustrated by an example of its implementation in the production of a strip measuring 27.7 × 4490 × 19400 mm (after cutting to the best), strength category K65. Produce billets of steel containing, wt.%: C = 0.04; Mn = 1.86; Si = 0.20; Ni = 0.25; Nb = 0.07; Cr = 0.1; Mo = 0.3; Cu = 0.08; iron and impurities with a content of each impurity element of less than 0.03% - the rest. In this case, the manganese content is related to the carbon content by the following dependence: Mn = (2.1-6 · C) ± 0.07. The carbon equivalent is C equiv. = 0.45, i.e. corresponds to the declared range. It should also be noted that the smelted steel of the proposed composition contained in the form of impurities not more than 0.018% phosphorus, not more than 0.007% sulfur and not more than 0.010% nitrogen. At the indicated maximum concentrations, these elements in such steel do not have a noticeable negative effect on the quality of the strips, while their removal from the melt significantly increases production costs and complicates the process.
При нагреве непрерывнолитых заготовок размером 315×1850×4520 мм до температуры 1190°С в течение 6 часов происходит аустенизация низколегированной стали, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. После выдачи из печи осуществляют черновую прокатку заготовки до толщины 135 мм, составляющей 4,9 от толщины готового штрипса. При этом температура конца черновой прокатки составляет 980°С.When continuously cast billets with a size of 315 × 1850 × 4520 mm are heated to a temperature of 1190 ° C for 6 hours, austenization of low alloy steel and dissolution of dispersed carbonitride hardening particles occur. After issuing from the furnace, rough rolling of the billet is carried out to a thickness of 135 mm, which is 4.9 of the thickness of the finished strip. The temperature of the end of rough rolling is 980 ° C.
Затем производят подстуживание раската до температуры 750°С на рольганге стана путем ее естественного охлаждения на воздухе.Then, undermine the roll to a temperature of 750 ° C on the rolling table of the mill by its natural cooling in air.
Чистовую прокатку раската после подстуживания на размер готового штрипса 27,7×4490×19400 мм (после резки в меру) производят с суммарной степенью обжатия 79%. Ускоренное охлаждение полученного штрипса после выхода из клети толстолистового стана производят до температуры 540°С.Finish rolling of the roll after being cooled to the size of the finished strip 27.7 × 4490 × 19400 mm (after cutting to the best) is carried out with a total compression ratio of 79%. Accelerated cooling of the obtained strip after leaving the stand of the plate mill is carried out to a temperature of 540 ° C.
При этом дополнительного повышения эффективности рассмотренного способа достигают за счет того, что реверсивную черновую прокатку производят только в поперечном направлении. Следующие после подстуживания первые два прохода чистовой прокатки осуществляют в поперечном направлении. Затем производят кантовку заготовки в плане и все последующие проходы производят в продольном направлении, причем суммарная степень обжатия в двух поперечных проходах чистовой прокатки составляет (135-114)/135=0,08=8%. Получение высокого уровня механических свойств штрипса в поперечном направлении обеспечивается проникновением зоны пластической деформации от поверхности заготовки на всю ее глубину при сравнительно низкой температуре чистовой прокатки, сопровождающимся интенсивной проработкой структуры с формированием поперечной анизотропии.In this case, an additional increase in the efficiency of the considered method is achieved due to the fact that the reverse rough rolling is carried out only in the transverse direction. The following, after undermining, the first two passes of the finish rolling are carried out in the transverse direction. Then the blank is turned over in the plan and all subsequent passes are made in the longitudinal direction, and the total degree of compression in the two transverse passes of the finish rolling is (135-114) / 135 = 0.08 = 8%. Obtaining a high level of the mechanical properties of the strip in the transverse direction is ensured by the penetration of the zone of plastic deformation from the surface of the workpiece to its entire depth at a relatively low finish rolling temperature, accompanied by intensive study of the structure with the formation of transverse anisotropy.
Прокатанный штрипс подвергают ускоренному водяному охлаждению в специальной установке с последующей правкой на ролико-правильной машине. Ускоренное охлаждение металла после чистовой прокатки приводит к повышению дисперсности структурных составляющих. Последующее замедленное охлаждение металла осуществляют путем выдержки на воздухе штабелированной стопы горячекатаных штрипсов, состоящей из 10-15 листов. Указанное замедленное охлаждение способствует снятию внутренних термических напряжений в материале штрипса.Laminated strip is subjected to accelerated water cooling in a special installation with subsequent editing on a roller-straightening machine. Accelerated cooling of the metal after finishing rolling leads to an increase in the dispersion of structural components. Subsequent delayed cooling of the metal is carried out by exposure to air of a stacked stack of hot-rolled strips, consisting of 10-15 sheets. The specified delayed cooling helps to relieve internal thermal stresses in the strip material.
Механические свойства определяли на поперечных образцах. Температурно-деформационный режим прокатки обеспечил получение мелкозернистой феррито-бейнитной структуры с заметной поперечной и продольной анизотропией зерен. Испытания на статическое растяжение осуществляли на плоских образцах по ГОСТ 1497, а на ударный изгиб на образцах с V-образным надрезом по ГОСТ 9454 при температуре -40°С. Получены следующие механические свойства для поперечных образцов: временное сопротивление σв=700-750 Н/мм2; предел текучести σт=620-640 Н/мм2; относительное удлинение δ=20-22,5%; ударная вязкость KCV-40=275-360 Дж/см2. Указанный уровень свойств полностью соответствует требованиям, предъявляемым к штрипсу категории прочности К65.Mechanical properties were determined on transverse samples. The temperature-strain mode of rolling provided a fine-grained ferrite-bainitic structure with a noticeable transverse and longitudinal grain anisotropy. Tensile tests were carried out on flat specimens in accordance with GOST 1497, and in impact bending on specimens with a V-shaped notch in accordance with GOST 9454 at a temperature of -40 ° С. The following mechanical properties were obtained for transverse samples: temporary resistance σ in = 700-750 N / mm 2 ; yield strength σ t = 620-640 N / mm 2 ; elongation δ = 20-22.5%; impact strength KCV -40 = 275-360 J / cm 2 . The specified level of properties fully meets the requirements for a strip of strength category K65.
Таким образом, применение предложенного способа прокатки обеспечивает достижение требуемого результата - получение на толстолистовом реверсивном стане штрипса для труб большого диаметра с высоким уровнем механических свойств.Thus, the application of the proposed rolling method ensures the achievement of the desired result — obtaining a strip for large diameter pipes with a high level of mechanical properties on a plate reversing mill.
Оптимальные параметры реализации способа были определены эмпирическим путем. Экспериментально установлено, что при нагреве заготовки до температуры ниже 1170°С не достигается гомогенизация аустенитной структуры, что препятствует получению требуемого уровня свойств готового проката. Увеличение температуры нагрева выше 1200°С приводит к интенсивному росту зерен аустенита и снижению прочностных свойств толстых листов. При продолжительности аустенизации менее 4 часов заготовка не успевает равномерно прогреться, что приводит к существенной неравномерности деформации и появлению поверхностных дефектов на готовом изделии.The optimal parameters for the implementation of the method were determined empirically. It was experimentally established that when the billet is heated to a temperature below 1170 ° C, homogenization of the austenitic structure is not achieved, which prevents obtaining the required level of properties of the finished product. An increase in the heating temperature above 1200 ° C leads to an intensive growth of austenite grains and a decrease in the strength properties of thick sheets. When the austenitization duration is less than 4 hours, the workpiece does not have time to warm up evenly, which leads to a significant unevenness of deformation and the appearance of surface defects on the finished product.
Из опыта установлено, что при толщине раската, составляющей менее 4,2 от толщины готового штрипса, невозможно обеспечить деформацию при чистовой прокатке, достаточную для проработки структуры металла и получения достаточно мелкого зерна на готовом изделии. В то же время, при толщине раската более 5,5 от толщины готового штрипса раскат слишком массивен и операция подстуживания занимает слишком много времени. Иначе говоря, раскат остывает до заданной температуры слишком долго, что неоправданно замедляет процесс подстуживания и приводит к снижению производительности прокатки.It has been established from experience that when the thickness of the roll is less than 4.2 of the thickness of the finished strip, it is impossible to ensure deformation during finish rolling, sufficient to work out the structure of the metal and obtain sufficiently fine grain on the finished product. At the same time, when the thickness of the roll is more than 5.5 of the thickness of the finished strip, the roll is too massive and the baking operation takes too much time. In other words, the reel cools to a predetermined temperature for too long, which unduly slows down the curing process and leads to a decrease in rolling performance.
При температуре конца черновой прокатки менее 870°С металл входит в неблагоприятную для деформации температурную область, что может привести к снижению уровня механических свойств готовой продукции.When the temperature of the end of rough rolling is less than 870 ° С, the metal enters the temperature region unfavorable for deformation, which can lead to a decrease in the level of mechanical properties of the finished product.
Экспериментально определено, что для данного штрипса при охлаждении в ходе подстуживания до температуры выше 780°С не достигается требуемая степень измельчения микроструктуры в процессе чистовой прокатки. Это приводит к снижению комплекса механических свойств толстого листа в горячекатаном состоянии и к снижению допустимой толщины листа, так как требует увеличения кратности обжатия сляба. В то же время после подстуживания до температуры менее 740°С чистовая прокатка приводит к уменьшению доли волокнистой составляющей в изломе и ухудшению хладостойкости толстых листов.It was experimentally determined that, for a given strip, upon cooling during cooling to a temperature above 780 ° C, the required degree of grinding of the microstructure during finish rolling is not achieved. This leads to a decrease in the complex of mechanical properties of a thick sheet in a hot-rolled state and to a decrease in the allowable thickness of the sheet, since it requires an increase in the reduction ratio of the slab. At the same time, after being cooled to a temperature of less than 740 ° С, finish rolling leads to a decrease in the fraction of the fibrous component in the fracture and to a deterioration in the cold resistance of thick sheets.
Суммарная степень обжатия промежуточной заготовки при чистовой прокатке 75% является минимально допустимой, при которой в температурном диапазоне деформации имеет место интенсивная проработка структуры раската по толщине. Поэтому снижение суммарного обжатия менее 75% приводит к ухудшению механических свойств и не позволяет повысить толщину листа. В то же время увеличение суммарной степени обжатия в низкотемпературном диапазоне чистовой прокатки более 85% характеризуется высоким сопротивлением деформации. При этом возможен неоправданный рост нагрузки на рабочие валки стана при сохранении числа проходов или снижение производительности стана при увеличении числа проходов.The total degree of compression of the intermediate billet during finishing rolling of 75% is the minimum allowable, in which in the temperature range of deformation there is an intensive study of the structure of the roll in thickness. Therefore, a decrease in the total reduction of less than 75% leads to a deterioration in mechanical properties and does not allow to increase the thickness of the sheet. At the same time, an increase in the total degree of compression in the low-temperature range of finish rolling of more than 85% is characterized by high deformation resistance. In this case, an unjustified increase in the load on the mill work rolls while maintaining the number of passes or a decrease in the productivity of the mill with an increase in the number of passes is possible.
Ускоренное охлаждение полученного штрипса до температуры свыше 580°С не обеспечивает глубокого протекания фазовых превращений и приводит к сохранению значительного количества феррита в структуре проката. Это обуславливает снижение прочностных свойств готового изделия. В то же время охлаждение до температуры ниже 520°С может сопровождаться появлением в структуре металла мартенситной составляющей, что приведет к недопустимому снижению вязкостных свойств трубного штрипса.The accelerated cooling of the obtained strip to temperatures above 580 ° C does not provide a deep flow of phase transformations and leads to the preservation of a significant amount of ferrite in the rolled structure. This leads to a decrease in the strength properties of the finished product. At the same time, cooling to a temperature below 520 ° C may be accompanied by the appearance of a martensitic component in the metal structure, which will lead to an unacceptable decrease in the viscous properties of the tube strip.
Следует отметить, что если суммарная степень обжатия в поперечных проходах чистовой прокатки превышает 20%, то усилия на валках в отдельных проходах могут превышать допустимые значения для используемого стана. Иначе говоря, возникают предпосылки для аварийной ситуации. При суммарной степени обжатия в поперечных проходах чистовой прокатки менее 5% анизотропия зерен металла в поперечном направлении недостаточна, чтобы обеспечить требуемый уровень механических свойств готовой продукции.It should be noted that if the total degree of compression in the transverse passes of the finish rolling exceeds 20%, then the forces on the rolls in the individual passes can exceed the permissible values for the mill used. In other words, the prerequisites for an emergency arise. When the total degree of compression in the transverse passes of the finish rolling is less than 5%, the anisotropy of the metal grains in the transverse direction is insufficient to provide the required level of mechanical properties of the finished product.
Как следует из приведенного анализа, при реализации предложенного технического решения требуемое качество штрипсового проката для труб большого диаметра достигается за счет выбора наиболее рациональных технологических режимов и химического состава стали, а кроме того, за счет характера распределения поперечных и продольных деформаций заготовки при прокатке на толстолистовом реверсивном стане. Однако в случае выхода варьируемых технологических параметров за установленные для этого способа границы не всегда удается обеспечить соответствие полученных штрипсов заданным требованиям хладостойкости и категории прочности по своим механическим характеристикам. Таким образом, полученные данные подтверждают правильность рекомендаций по выбору допустимых значений технологических параметров предложенного способа производства низколегированного штрипса для магистральных труб.As follows from the above analysis, when implementing the proposed technical solution, the required quality of strip products for large diameter pipes is achieved by choosing the most rational technological modes and chemical composition of steel, and in addition, due to the nature of the distribution of transverse and longitudinal deformations of the workpiece during rolling on a plate become. However, in the event that the variable technological parameters go beyond the boundaries established for this method, it is not always possible to ensure that the obtained strips meet the specified requirements for cold resistance and strength category in terms of their mechanical characteristics. Thus, the data obtained confirm the correctness of the recommendations on the selection of permissible values of the technological parameters of the proposed method for the production of low-alloy strip for main pipes.
Технико-экономические преимущества рассматриваемого изобретения состоят в том, что предложенные температурно-деформационные режимы производства позволяют в наибольшей степени использовать все механизмы упрочнения низколегированной стали данного химического состава: измельчение зерен микроструктуры, дислокационное упрочнение, дисперсионное твердение, анизотропия структуры и свойств. Использование предложенного способа для производства штрипсов категории прочности К65, толщиной 20-35 мм из низколегированной стали позволит повысить выход годного на данном сортаменте на 3-5%.The technical and economic advantages of the considered invention consist in the fact that the proposed temperature-deformation modes of production allow to use to the greatest extent all the hardening mechanisms of low alloy steel of a given chemical composition: grinding of microstructure grains, dislocation hardening, dispersion hardening, anisotropy of structure and properties. Using the proposed method for the production of strips of strength category K65, a thickness of 20-35 mm from low-alloy steel, will increase the yield on this range by 3-5%.
Источники информацииInformation sources
1. Заявка Японии № 59-61504, МПК В21В 1/38; В21В 1/22, 1984.1. Japanese application No. 59-61504, IPC B21B 1/38; B21B 1/22, 1984.
2. Патент РФ № 2265067, МПК C21D 8/02, 2004.2. RF patent No. 2265067, IPC C21D 8/02, 2004.
Claims (2)
причем содержание марганца связано с содержанием углерода зависимостью: Mn=(2,1-6·С)±0,07, а углеродный эквивалент составляет Сэкв.=0,41-0,46, при этом аустенизацию заготовки производят при температуре 1170-1200°С в течение не менее 4 ч, черновую прокатку осуществляют на толщину, составляющую 4,2-5,5 толщины готового штрипса, при температуре конца черновой прокатки не менее 870°С, подстуживание раската перед чистовой прокаткой производят до температуры 740-780°С, чистовую прокатку ведут с суммарной степенью обжатия 75-85%, а ускоренное охлаждение производят до температуры 520-580°С.1. A method of manufacturing a plate of low-alloy strip, including receiving the workpiece, its austenization, rough rolling, stiffening the roll in air before finishing rolling, finishing rolling, accelerated cooling of the strip to a given temperature and subsequent delayed cooling, characterized in that the workpiece is obtained from steel with the following content of elements, wt.%:
moreover, the manganese content is related to the carbon content by the dependence: Mn = (2.1-6 · C) ± 0.07, and the carbon equivalent is C equiv. = 0.41-0.46, while the austenization of the workpiece is carried out at a temperature of 1170-1200 ° C for at least 4 hours, rough rolling is carried out at a thickness of 4.2-5.5 of the thickness of the finished strip, at the temperature of the end of the rough rolling not less than 870 ° С, pre-finishing rolling before finishing rolling is carried out to a temperature of 740-780 ° С, finishing rolling is performed with a total reduction ratio of 75-85%, and accelerated cooling is carried out to a temperature of 520-580 ° С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126083/02A RU2390568C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126083/02A RU2390568C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2390568C1 true RU2390568C1 (en) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009126083/02A RU2390568C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2390568C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445379C1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of low-alloy plate strips |
| RU2452776C1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of producing sheet steel |
| RU2463359C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip |
| RU2463360C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip |
| RU2466193C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of thick low-alloy rolled plates |
| RU2471003C1 (en) * | 2011-12-02 | 2012-12-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Manufacturing method of rolled metal with increased resistance to hydrogen and hydrosulphuric cracking |
| RU2475315C1 (en) * | 2011-07-08 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing sheets from low-alloy tube steel of k60 strength class |
| RU2495141C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method for obtaining natural ferritic-martensitic composite |
| RU2681074C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-01 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacturing corrosion rolled product from low-alloy steel |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| RU2745390C1 (en) * | 2020-08-11 | 2021-03-24 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for obtaining high-strength thick-steel steel rolls on reversing mill (versions) |
-
2009
- 2009-07-07 RU RU2009126083/02A patent/RU2390568C1/en active
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445379C1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of low-alloy plate strips |
| RU2463359C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip |
| RU2463360C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip |
| RU2466193C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of thick low-alloy rolled plates |
| RU2452776C1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of producing sheet steel |
| RU2475315C1 (en) * | 2011-07-08 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing sheets from low-alloy tube steel of k60 strength class |
| RU2471003C1 (en) * | 2011-12-02 | 2012-12-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Manufacturing method of rolled metal with increased resistance to hydrogen and hydrosulphuric cracking |
| RU2495141C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method for obtaining natural ferritic-martensitic composite |
| RU2681074C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-01 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacturing corrosion rolled product from low-alloy steel |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| RU2745390C1 (en) * | 2020-08-11 | 2021-03-24 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for obtaining high-strength thick-steel steel rolls on reversing mill (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2390568C1 (en) | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip | |
| RU2414515C1 (en) | Procedure for production of heavy plate low alloyed rolled steel | |
| RU2393239C1 (en) | Procedure for production of plate iron low-alloyed strip | |
| RU2463359C1 (en) | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip | |
| RU2393238C1 (en) | Procedure for production of plate iron low-alloyed strip | |
| RU2675307C1 (en) | Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance | |
| RU2466193C1 (en) | Manufacturing method of thick low-alloy rolled plates | |
| RU2583973C1 (en) | Method of producing thick-wall pipe steel | |
| EP2123780A1 (en) | Processes for production of steel sheets for cans | |
| KR101449111B1 (en) | Steel wire rod having excellent strength and ductility and method for manufacturing the same | |
| RU2549807C1 (en) | Manufacturing method of rolled stock from high-strength cold-resistant steel | |
| RU2463360C1 (en) | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip | |
| RU2445379C1 (en) | Manufacturing method of low-alloy plate strips | |
| RU2630721C1 (en) | Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition | |
| RU2697301C1 (en) | Method for production of tubular rolled products of increased corrosion resistance at a reversing mill | |
| KR20190043466A (en) | Low temperature high manganese steel plate with excellent surface property and method for manufacturing the same | |
| RU2318027C1 (en) | Method of production of the plate iron | |
| RU2615667C1 (en) | Method of producing hot-rolled sheets of low-alloyed steel of k65 strength grade for longitudinal electric-welded pipes | |
| JP2023504150A (en) | Heavy-duty composite structure steel with excellent durability and its manufacturing method | |
| RU2530078C1 (en) | Production of thick-sheet rolled stock for ship building | |
| RU2346060C2 (en) | Method of blades manufacturing | |
| RU2403105C1 (en) | Method of rolling low-alloyed main pipe strips on reversing plate mill | |
| RU2745831C1 (en) | Method for producing high-strength thick-steel steel rolling on a reversing mill | |
| CN111542631A (en) | Ultra-high strength cold-rolled steel sheet and method for manufacturing same | |
| RU2495142C1 (en) | Manufacturing method of rolled steel plate from low-alloy steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111213 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120821 |