RU2630721C1 - Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition - Google Patents

Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition Download PDF

Info

Publication number
RU2630721C1
RU2630721C1 RU2016148092A RU2016148092A RU2630721C1 RU 2630721 C1 RU2630721 C1 RU 2630721C1 RU 2016148092 A RU2016148092 A RU 2016148092A RU 2016148092 A RU2016148092 A RU 2016148092A RU 2630721 C1 RU2630721 C1 RU 2630721C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheet
steel
temperature
thickness
mpa
Prior art date
Application number
RU2016148092A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Викторович Михеев
Виталий Васильевич Ваурин
Максим Сергеевич Сахаров
Антон Игоревич Смелов
Андрей Михайлович Корчагин
Олег Николаевич Сычев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь"
Priority to RU2016148092A priority Critical patent/RU2630721C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630721C1 publication Critical patent/RU2630721C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel sheet thickness up to 50 mm contains, wt %: C 0.10-0.14, Si 0.16-0.30, Mn 1.35-1.60, Al 0.02-0.05, S not more than 0.005, P not more than 0.018, Ti 0.010 -0.025, Nb 0.025-0.040, V+Nb+Ti not more than 0.07, Cr+Ni+Cu not more than 0.3, N not more than 0.007, Fe and impurities the rest. At that Seq≤0.43% has ferrite and perlite microstructure, yield strength is at least 335 MPa, temporary resistance is at least 470 MPa, elongation is at least 22%, KV impact work at minus 50°C at least 34 J. When the sheet is produced, the continuously poured blank is heated to 1190-1210°C, conduct rough rolling at a starting temperature not lower than 950°C thickness of at least two thicknesses of the finished sheet, with relative reduction per pass of at least 10% for not less than 80% of the number of crimps in roughing, finishing rolling at a starting temperature based on Tst=(-1.05×h+860)±10°C, where h is the thickness of the sheet, mm, 1.05 is the empirical coefficient determined experimentally, °C/mm, and completed at a temperature of 820±10°C, after which the sheet is cooled in air.
EFFECT: ensuring weldability and increased impact performance at low temperatures.
2 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкционным сталям, используемым при производстве толстых горячекатаных листов для изготовления сварных конструкций, работающих под большими нагрузками при температуре окружающей среды и при низких температурах, например конструкций мостов, шлюзов, цистерн и пр.The invention relates to metallurgy, in particular to structural steels used in the production of thick hot-rolled sheets for the manufacture of welded structures operating under high loads at ambient temperature and at low temperatures, for example, structures of bridges, locks, tanks, etc.

Известна конструкционная сталь, используемая при производстве горячекатаных листов для изготовления сварного несущего корпуса телескопической стрелы автомобильного подъемного крана (Патент РФ №2075534, МПК С22С 38/50, опубл. 20.03.1997). Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден, ванадий, алюминий, фосфор, серу, кальций, железо, титан при следующем соотношении компонентов, мас. %:Known structural steel used in the manufacture of hot-rolled sheets for the manufacture of a welded supporting body of a telescopic boom of an automobile crane (RF Patent No. 2075534, IPC C22C 38/50, publ. 20.03.1997). Steel contains carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, copper, molybdenum, vanadium, aluminum, phosphorus, sulfur, calcium, iron, titanium in the following ratio, wt. %:

УглеродCarbon 0,12-0,180.12-0.18 МарганецManganese 1,2-1,51.2-1.5 КремнийSilicon 0,5-0,80.5-0.8 МедьCopper 0,03-0,30.03-0.3 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 ХромChromium 0,5-1,00.5-1.0 НикельNickel 0,5-0,80.5-0.8 МолибденMolybdenum 0,2-0,60.2-0.6 ВанадийVanadium 0,1-0,20.1-0.2 СераSulfur 0,003-0,0150.003-0.015 КальцийCalcium 0,006-0,030.006-0.03 ФосфорPhosphorus 0,003-0,020.003-0.02 ТитанTitanium 0,01-0,030.01-0.03 ЖелезоIron ОстальноеRest

Готовую сталь разливали в слябы, которые подвергали обжигу в камерной печи при температуре 700°С. Затем слябы нагревали до температуры 1230°С и прокатывали в полосы до толщины 6 мм. Температура конца прокатки составляла 860°С. Прокатанные полосы охлаждали водой со скоростью 15°С/с до температуры 550°С, после чего сматывали в рулоны.The finished steel was poured into slabs, which were calcined in a chamber furnace at a temperature of 700 ° C. Then the slabs were heated to a temperature of 1230 ° C and rolled into strips to a thickness of 6 mm. The temperature of the end of rolling was 860 ° C. The rolled strips were cooled with water at a rate of 15 ° C / s to a temperature of 550 ° C, after which they were rolled up.

Недостатком данной стали является то, что она разработана для производства рулонного проката в состоянии после ускоренного охлаждения водой, а именно толщина проката ограничена 25 мм, возможно снижение прочности после нагрева в процессе изготовления деталей сварных конструкций у потребителя.The disadvantage of this steel is that it is designed for the production of rolled steel in the state after accelerated cooling with water, namely, the thickness of the rolled metal is limited to 25 mm, it is possible to reduce the strength after heating during the manufacturing of parts of welded structures at the consumer.

Известна наиболее близкая к предложенной сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий, алюминий, никель, азот, кальций и железо, ниобий, титан, серу и фосфор при следующем соотношении содержания элементов, мас. %:Known closest to the proposed steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, copper, vanadium, aluminum, nickel, nitrogen, calcium and iron, niobium, titanium, sulfur and phosphorus in the following ratio of element content, wt. %:

УглеродCarbon 0,08-0,150.08-0.15 КремнийSilicon 0,1-0,60.1-0.6 МарганецManganese 1,0-1,81.0-1.8 ХромChromium 0,3-0,90.3-0.9 МедьCopper 0,1-0,50.1-0.5 ВанадийVanadium 0,02-0,100.02-0.10 АлюминийAluminum 0,01-0,060.01-0.06 НикельNickel 0,7-1,50.7-1.5 АзотNitrogen 0,002-0,0150.002-0.015 КальцийCalcium 0,002-0,0300.002-0.030 НиобийNiobium 0,01-0,050.01-0.05 ТитанTitanium 0,004-0,0350.004-0.035 СераSulfur Не более 0,010No more than 0,010 ФосфорPhosphorus Не более 0,020No more than 0,020 ЖелезоIron ОстальноеRest

Сталь разливали в слябы и подвергали гомогенизирующему отжигу при температуре 680°С. Затем слябы нагревали до температуры 1230°С и прокатывали на толстолистовом стане в листы толщиной 10 мм. Листы подвергали термическому улучшению путем нагрева до температуры 920°С, закалки водой, отпуска при температуре 660°С (Патент РФ №2255999, МПК С22С 38/50, С22С 38/58, опубл. 10.07.2005).Steel was poured into slabs and subjected to homogenizing annealing at a temperature of 680 ° C. Then the slabs were heated to a temperature of 1230 ° C and rolled on a plate mill into sheets 10 mm thick. The sheets were subjected to thermal improvement by heating to a temperature of 920 ° C, quenching with water, tempering at a temperature of 660 ° C (RF Patent No. 225999, IPC C22C 38/50, C22C 38/58, publ. 10.07.2005).

Недостатком данной стали является необходимость проведения дополнительной операции - термического улучшения проката, а также возможное снижение прочности после нагрева в процессе изготовления деталей сварных конструкций у потребителя.The disadvantage of this steel is the need for an additional operation - thermal improvement of rolled products, as well as a possible decrease in strength after heating during the manufacturing of parts of welded structures at the consumer.

Цель предлагаемого изобретения состоит в получении проката толщиной до 50 мм с гарантией стандартных свойств после нагрева в процессе изготовления деталей сварных конструкций у потребителя при сохранении удовлетворительной свариваемости и повышенной работы удара при низких температурах.The purpose of the invention is to obtain rolled products with a thickness of up to 50 mm with a guarantee of standard properties after heating during the manufacturing process of parts of welded structures at the consumer while maintaining satisfactory weldability and increased impact work at low temperatures.

Указанная цель достигается тем, что толстый лист из конструкционной стали для изготовления деталей сварных конструкций имеет следующий химический состав, мас. %:This goal is achieved in that a thick sheet of structural steel for the manufacture of parts of welded structures has the following chemical composition, wt. %:

УглеродCarbon 0,10-0,140.10-0.14 КремнийSilicon 0,16-0,300.16-0.30 МарганецManganese 1,35-1,601.35-1.60 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 СераSulfur Не более 0,005No more than 0,005 ФосфорPhosphorus Не более 0,018No more than 0,018 ТитанTitanium 0,010-0,0250.010-0.025 НиобийNiobium 0,025-0,0400,025-0,040 суммарное содержание элементовtotal content of elements ванадий, ниобий, титанvanadium, niobium, titanium Не более 0,07No more than 0,07 суммарное содержание элементовtotal content of elements хром, никель, медьchrome, nickel, copper Не более 0,3No more than 0.3 АзотNitrogen Не более 0,007No more than 0,007 Железо и примесиIron and impurities Остальное,Rest,

причем углеродный эквивалент Сэкв ≤ 0,43%, микроструктура представлена ферритом и перлитом с баллом ферритного зерна не менее 6-го, и в котором предел текучести по меньшей мере 335 МПа, временное сопротивление по меньшей мере 470 МПа, относительное удлинение по меньшей мере 22%, работа удара KV при минус 50°С по меньшей мере 34 Дж в нормализованном состоянии. Цель также достигается тем, что в способе получения толстого листа выше указанного химического состава в нормализованном состоянии, включающем аустенизацию непрерывнолитой заготовки из стали, черновую прокатку с регламентированным обжатием за проход, подстуживание раската, чистовую прокатку, аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1190-1210°С, черновую прокатку начинают при температуре не ниже 950°С и осуществляют ее на толщину, составляющую не менее двух толщин готового листа, с относительными обжатиями за проход не менее 10% для не менее чем 80% от количества обжатий при черновой прокатке, чистовую прокатку начинают при температуре, определяемой в зависимости от толщины листа из соотношенияmoreover, the carbon equivalent SEC ≤ 0.43%, the microstructure is represented by ferrite and perlite with a ferrite grain score of not less than 6, and in which the yield strength is at least 335 MPa, the tensile strength is at least 470 MPa, the elongation is at least 22 %, work impact KV at minus 50 ° C at least 34 J in a normalized state. The goal is also achieved by the fact that in the method of obtaining a thick sheet of the above chemical composition in a normalized state, including austenization of a continuously cast billet from steel, rough rolling with regulated compression for a passage, reinforcing of the roll, finishing rolling, austenization of a continuously cast billet is carried out to a temperature of 1190-1210 ° C, rough rolling is started at a temperature of at least 950 ° C and is carried out at a thickness of at least two thicknesses of the finished sheet, with relative reductions per passage d not less than 10% for not less than 80% of the number of reductions during rough rolling, finish rolling begins at a temperature determined depending on the thickness of the sheet from the ratio

Тнчп=(-1,05×h+860)±10°С, Tnchp = (- 1.05 × h + 860) ± 10 ° С,

где h - толщина листа, мм,where h is the thickness of the sheet, mm

1,05 - эмпирический коэффициент, определенный опытным путем, °С/мм,1,05 - empirical coefficient determined empirically, ° C / mm,

и завершают при температуре 820±10°С, после чего лист охлаждают на воздухе.and complete at a temperature of 820 ± 10 ° C, after which the sheet is cooled in air.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Углерод в данной стали является одним из основных упрочняющих элементов. При содержании углерода менее 0,10% не обеспечивается требуемая прочность стали, а увеличение его содержания более 0,14% снижает пластичность и вязкость стали при пониженных температурах эксплуатации, снижает свариваемость.Carbon in this steel is one of the main reinforcing elements. When the carbon content is less than 0.10%, the required strength of steel is not provided, and an increase in its content of more than 0.14% reduces the ductility and toughness of steel at lower operating temperatures, and reduces weldability.

Кремний раскисляет сталь, повышает ее прочность. При содержании кремния менее 0,16% прочность стали ниже допустимого уровня, а при содержании более 0,30% снижается пластичность стали.Silicon deoxidizes steel, increases its strength. When the silicon content is less than 0.16%, the strength of the steel is below the permissible level, and when the content is more than 0.30%, the ductility of the steel decreases.

Марганец раскисляет и упрочняет сталь, улучшает десульфурацию. При содержании марганца менее 1,35% снижается прочность, а при его содержании более 1,60% увеличивается зерно аустенита при нагреве перед деформацией и не обеспечивается достижение требуемых свойств без дополнительной термообработки.Manganese deoxidizes and strengthens steel, improves desulfurization. When the manganese content is less than 1.35%, the strength decreases, and when its content is more than 1.60%, the austenite grain increases when heated before deformation and the required properties are not achieved without additional heat treatment.

Алюминий раскисляет сталь, связывает азот, измельчая зерно, повышает ее прочность. При содержании алюминия менее 0,02% не обеспечивается удовлетворительная степень раскисленности, снижается прочность стали. Увеличение содержания этого элемента более 0,05% приводит к снижению пластических и вязкостных свойств стали.Aluminum deoxidizes steel, binds nitrogen, grinding grain, increases its strength. When the aluminum content is less than 0.02%, a satisfactory degree of deoxidation is not provided, the strength of the steel decreases. An increase in the content of this element by more than 0.05% leads to a decrease in the plastic and viscous properties of steel.

Сера и фосфор в данной стали являются вредными примесями, их концентрация должна быть минимальной, однако при концентрации серы не более 0,005% и фосфора не более 0,018% их отрицательное влияние на свойства стали незначительно. При этом дальнейшее снижение примесей возможно только за счет более глубокой десульфурации и дефосфорация стали, что существенно удорожат ее производство и нецелесообразно.Sulfur and phosphorus in this steel are harmful impurities, their concentration should be minimal, however, at a sulfur concentration of not more than 0.005% and phosphorus not more than 0.018%, their negative effect on the properties of steel is negligible. Moreover, a further reduction in impurities is possible only due to deeper desulfurization and dephosphorization of steel, which will significantly increase the cost of its production and is not practical.

Содержание титана ограничивается 0,010-0,025% для предотвращения формирования при кристаллизации крупных частиц TiN и/или комплексных глобулярных частиц на их основе, содержащих Nb, Са, Mg, S, О, а также чрезмерного роста зерна аустенита при нагреве, что приводит к огрублению микроструктуры листов и снижению уровня механических свойств.The titanium content is limited to 0.010-0.025% to prevent the formation of crystallization of large TiN particles and / or complex globular particles based on them containing Nb, Ca, Mg, S, O, as well as excessive growth of austenite grain upon heating, which leads to coarsening of the microstructure sheets and reduce the level of mechanical properties.

Содержание ниобия ограничивается до уровня 0,040% для снижения ликвационной неоднородности, предотвращения образования крупных конгломератов комплексных частиц Ti, Nb (С, N), в количестве не менее 0,025% ниобий необходим для торможения роста зерна при прокатке.The niobium content is limited to the level of 0.040% to reduce segregation heterogeneity, prevent the formation of large conglomerates of complex particles of Ti, Nb (C, N), in an amount of not less than 0.025% niobium is necessary to inhibit grain growth during rolling.

Суммарное содержание ванадия, ниобия и титана ограничено 0,07%, оно определено, исходя из максимальной эффективности этих элементов при активации механизма дисперсионного упрочнения: образование карбида каждого элемента протекает в различных температурных интервалах, увеличение их суммарного содержания выше 0,07% приводит к торможению процесса карбидообразования и неэффективному их использованию в системе легирования.The total content of vanadium, niobium and titanium is limited to 0.07%, it is determined based on the maximum efficiency of these elements when the dispersion hardening mechanism is activated: the formation of carbide of each element occurs in different temperature ranges, an increase in their total content above 0.07% leads to inhibition carbide formation process and their inefficient use in the alloying system.

Суммарное содержание хрома, никеля и меди ограничено 0,3%, оно определено, исходя из их способности упрочнять твердый раствор, снижая пластические свойства стали.The total content of chromium, nickel and copper is limited to 0.3%, it is determined based on their ability to harden the solid solution, reducing the plastic properties of steel.

Азот необходим для выделения мелкодисперсных нитридов и сдерживания укрупнения аустенитных зерен. При содержании азота свыше 0,007% увеличивается его концентрация в твердом растворе, что ухудшает ударную вязкость при низких температурах.Nitrogen is necessary for the isolation of finely dispersed nitrides and to contain the coarsening of austenitic grains. When the nitrogen content exceeds 0.007%, its concentration in the solid solution increases, which affects the toughness at low temperatures.

Углеродный эквивалент Сэкв ограничен величиной 0,43% для получения стали хорошо сваривающейся.The carbon equivalent of SEC is limited to 0.43% to produce well weldable steel.

При нагреве непрерывнолитой заготовки до температуры не менее 1190°С происходит растворение в стальной матрице микролегирующих добавок, далее при прокатке они выделяются в виде дисперсных фаз. При нагреве свыше 1210°С наблюдается укрупнение зерна аустенита.When a continuously cast billet is heated to a temperature of not less than 1190 ° С, microalloying additives are dissolved in the steel matrix, then they are released in the form of dispersed phases during rolling. When heated above 1210 ° C, coarsening of austenite grain is observed.

Температура деформации на черновой стадии прокатки принята не менее 950°С, исходя из необходимости измельчения зерна аустенита за счет многократной рекристаллизации. Для обеспечения удовлетворительной проработки структуры листов по толщине с учетом высокой температуры конца прокатки необходимо обеспечить толщину промежуточного подстуживания не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за проход не менее 10% для не менее чем 80% от количества обжатий при черновой прокатке. Остальные 20% от количества обжатий допускаются с меньшей степенью за проход с целью корректировки геометрических размеров промежуточного раската. При обжатии за проход на черновой стадии прокатки менее 10% при количестве менее чем 80% от количества обжатий при черновой прокатке вследствие неравномерности деформации по толщине листа формируется неоднородная зеренная структура и наблюдается плохая проработка центральных слоев раската.The deformation temperature at the rough rolling stage was adopted at least 950 ° C, based on the need to grind austenite grain due to multiple recrystallization. To ensure a satisfactory study of the structure of the sheets by thickness, taking into account the high temperature of the end of the rolling, it is necessary to provide a thickness of intermediate reinforcing of at least 2 thicknesses of the finished sheet, with relative compressions per pass of at least 10% for at least 80% of the number of compressions during rough rolling. The remaining 20% of the number of reductions are allowed with a lesser degree per pass in order to adjust the geometric dimensions of the intermediate roll. During compression during a pass at the rough rolling stage, less than 10% with an amount of less than 80% of the number of compression during rough rolling due to uneven deformation along the sheet thickness, an inhomogeneous grain structure is formed and poor development of the central layers of the roll is observed.

Температурный интервал начала и окончания деформации на чистовой стадии прокатки выбирается, исходя из необходимости подготовки аустенита к последующему превращению, путем создания деформированных зерен аустенита, содержащих полосы деформации и имеющих высокую плотность дислокаций, это позволяет максимально измельчить зерно феррита, в результате достигается требуемый комплекс свойств: температура начала чистовой прокатки, которая определяется по формуле Тнчп=(-1,05×h+860)±10°С, температура окончания устанавливается равной 820±10°С. Для повышения относительного удлинения и выхода годного листы подвергают замедленному охлаждению в стопе на воздухе. При этом целевой структурой листов является феррит и перлит с баллом ферритного зерна не менее 6-го, в которых предел текучести по меньшей мере 335 МПа, временное сопротивление по меньшей мере 470 МПа, относительное удлинение по меньшей мере 22%, работа удара KV при минус 50°С по меньшей мере 34 Дж.The temperature interval of the beginning and end of deformation at the finishing stage of rolling is selected based on the need to prepare austenite for subsequent transformation, by creating deformed austenite grains containing deformation bands and having a high dislocation density, this allows the maximum grinding of ferrite grain, resulting in the required set of properties: the finish rolling start temperature, which is determined by the formula Tnchp = (- 1.05 × h + 860) ± 10 ° С, the end temperature is set equal to 820 ± 10 ° С. To increase the elongation and yield, the sheets are subjected to delayed cooling in a stack in the air. The target sheet structure is ferrite and perlite with a ferrite grain score of at least 6, in which the yield strength is at least 335 MPa, the tensile strength is at least 470 MPa, the elongation is at least 22%, and the impact work is KV at minus 50 ° C at least 34 J.

Реализация предложенного технического решения позволяет получить требуемое качество горячекатаных листов, используемых для изготовления сварных конструкций, работающих под большими нагрузками при температуре окружающей среды и при низких температурах, например конструкций мостов, шлюзов, цистерн и пр., что достигается за счет выбора рациональных температурно-деформационных режимов для определенного химического состава стали. При выходе варьируемых параметров за указанные границы имеют место случаи неполучения стабильно удовлетворительных результатов механических испытаний. В итоге полученные данные подтверждают правильность выбранных значений технологических параметров в рамках предложенного способа производства горячекатаных листов из конструкционной стали для изготовления сварных конструкций, работающих под большими нагрузками при температуре окружающей среды и при низких температурах.The implementation of the proposed technical solution allows to obtain the required quality of hot-rolled sheets used for the manufacture of welded structures operating under high loads at ambient temperature and at low temperatures, for example, bridge structures, locks, tanks, etc., which is achieved by choosing rational temperature-deformation modes for a specific chemical composition of steel. When the variable parameters go beyond the specified boundaries, there are cases of non-receipt of stably satisfactory results of mechanical tests. As a result, the data obtained confirm the correctness of the selected values of the technological parameters in the framework of the proposed method for the production of hot rolled sheets of structural steel for the manufacture of welded structures operating under high loads at ambient temperature and at low temperatures.

Применение способа поясняется примером его реализации при производстве листов из стали марки S355NL по EN 10025-3 толщиной до 50 мм на толстолистовом стане 5000 ПАО «Северсталь».The application of the method is illustrated by an example of its implementation in the production of sheets of steel grade S355NL according to EN 10025-3 up to 50 mm thick on a plate mill 5000 of PAO Severstal.

Выплавку стали осуществляли в кислородном конвертере вместимостью 370 т с проведением процесса десульфурации магнием в заливочном ковше. На выпуске проводили первичное легирование, предварительное раскисление и обработку металла твердошлаковыми смесями с продувкой металла аргоном в сталеразливочном ковше. Окончательное легирование, микролегирование, обработку металла кальцием и перегрев металла для проведения вакуумирования проводили на агрегате комплексной доводки стали. Дегазацию металла осуществляли путем его вакуумирования. Разливку производили на МНЛЗ с защитой металла аргоном от вторичного окисления.Steel was smelted in an oxygen converter with a capacity of 370 tons with a magnesium desulfurization process in a pouring ladle. Primary alloying, preliminary deoxidation and metal treatment with solid slag mixtures with metal purging with argon in a steel pouring ladle were carried out at the outlet. Final alloying, microalloying, metal processing with calcium and metal overheating for evacuation were carried out on the complex steel finishing unit. The metal was degassed by evacuation. Casting was carried out at a continuous casting machine with metal protection with argon from secondary oxidation.

Химический состав стали приведен в таблице 1.The chemical composition of steel is given in table 1.

Сталь получена со следующим составом химических элементов, мас. %: С=0,12; Si=0,29; Mn=1,6; Cr=0,03; Ni=0,02; Cu=0,03; Ti=0,015; V=0,005; Nb=0,033; N=0,005; Al=0,03; S=0,002; P=0,016; железо и примеси - остальное. Углеродный эквивалент составил Сэкв=0,40%.Steel obtained with the following composition of chemical elements, wt. %: C = 0.12; Si = 0.29; Mn = 1.6; Cr = 0.03; Ni = 0.02; Cu = 0.03; Ti = 0.015; V = 0.005; Nb = 0.033; N = 0.005; Al = 0.03; S = 0.002; P = 0.016; iron and impurities - the rest. The carbon equivalent was SEC = 0.40%.

Непрерывнолитые заготовки нагревали до температуры 1196°С и прокатывали на черновой стадии до толщины подстуживания 106,1 мм, охлаждали на воздухе до температуры 829°С, прокатывали на чистовой стадии до конечной толщины 30,0 мм с окончанием процесса деформации при 814°С. Далее листы охлаждали на воздухе. Предварительную деформацию на черновой стадии прокатки начинали при температуре 1016°С и проводили с регламентированными обжатиями 10,3-10,8-10,7-13,3-13,4-12,8-15,8-12,0% (все обжатия проведены со степенью более 10%).Continuously cast billets were heated to a temperature of 1196 ° C and rolled at the rough stage to a thickness of undercooling of 106.1 mm, cooled in air to a temperature of 829 ° C, and rolled at the finishing stage to a final thickness of 30.0 mm with the end of the deformation process at 814 ° C. Next, the sheets were cooled in air. Preliminary deformation at the rough rolling stage was started at a temperature of 1016 ° C and was carried out with regulated reductions of 10.3-10.8-10.7-13.3-13.4-12.8-15.8-12.0% ( all reductions are carried out with a degree of more than 10%).

Испытания на статическое растяжение проводили на пятикратных плоских образцах по BS EN ISO 6892-1, изготовленных из проб, отобранных в поперечном направлении относительно направления прокатки. Динамические испытания проводили на образцах с V-образным надрезом при температуре минус 50°С по ISO 148-1. Размер зерна - EN ISO 643. Варианты реализации предложенного способа и результаты испытаний приведены в таблицах 2 и 3 соответственно.Static tensile tests were carried out on five-fold flat samples according to BS EN ISO 6892-1, made from samples taken in the transverse direction relative to the rolling direction. Dynamic tests were carried out on samples with a V-shaped notch at a temperature of minus 50 ° C according to ISO 148-1. Grain size - EN ISO 643. Implementation options of the proposed method and test results are shown in tables 2 and 3, respectively.

Результаты испытаний показали, что предлагаемый способ производства стали выбранного химического состава (варианты №1 и 2) обеспечивает удовлетворительный уровень механических свойств, определяемых при статических испытаниях образцов на растяжение, а также повышенную сопротивляемость хрупкому разрушению при отрицательных температурах. При запредельных значениях предложенных режимов (варианты №№3-9) и способе-прототипе (вариант №10) не удается достигнуть требуемого уровня прочностных и вязкостных свойств, в том числе после нагрева в процессе изготовления сварных конструкций у потребителя.The test results showed that the proposed method for the production of steel of the selected chemical composition (options No. 1 and 2) provides a satisfactory level of mechanical properties, determined by static tensile testing of the samples, as well as increased resistance to brittle fracture at low temperatures. With the prohibitive values of the proposed modes (options No. 3-9) and the prototype method (option No. 10), it is not possible to achieve the required level of strength and viscosity properties, including after heating during the manufacturing of welded structures at the consumer.

Таким образом, применение описанного способа прокатки обеспечивает достижение требуемых результатов, а именно получение проката толщиной до 50 мм с пределом текучести по меньшей мере 335 МПа, временным сопротивлением по меньшей мере 470 МПа, относительным удлинением по меньшей мере 22%, работой удара KV при минус 50°С по меньшей мере 34 Дж в нормализованном состоянии.Thus, the application of the described rolling method ensures the achievement of the required results, namely, the production of rolled products up to 50 mm thick with a yield strength of at least 335 MPa, a temporary resistance of at least 470 MPa, an elongation of at least 22%, and impact work KV at minus 50 ° C at least 34 J in a normalized state.

Технико-экономические преимущества изобретения состоят в том, что использование предложенного способа обеспечивает производство горячекатаных листов из конструкционной стали толщиной до 50 мм с гарантией стандартных свойств после нагрева в процессе изготовления деталей сварных конструкций у потребителя при сохранении удовлетворительной свариваемости и повышенной работы удара при низких температурах.The technical and economic advantages of the invention are that the use of the proposed method provides the production of hot-rolled sheets of structural steel with a thickness of up to 50 mm with a guarantee of standard properties after heating in the manufacturing process of parts of welded structures at the consumer while maintaining satisfactory weldability and increased impact work at low temperatures.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (8)

1. Толстый лист из конструкционной стали для деталей сварных конструкций, имеющий состав, мас. %:1. A thick sheet of structural steel for parts of welded structures, having a composition, wt. %: углеродcarbon 0,10-0,140.10-0.14 кремнийsilicon 0,16-0,300.16-0.30 марганецmanganese 1,35-1,601.35-1.60 алюминийaluminum 0,02-0,050.02-0.05 сераsulfur не более 0,005no more than 0,005 фосфорphosphorus не более 0,018no more than 0,018 титанtitanium 0,010-0,0250.010-0.025 ниобийniobium 0,025-0,0400,025-0,040 суммарное содержание total content ванадий+ ниобий+ титанvanadium + niobium + titanium не более 0,07no more than 0,07 суммарное содержание total content хром + никель+ медьchrome + nickel + copper не более 0,3no more than 0.3 азотnitrogen не более 0,007no more than 0,007 железо и примесиiron and impurities остальное,rest,
причем углеродный эквивалент Сэкв≤0,43%, при этом стальной лист имеет микроструктуру, состоящую из феррита и перлита с баллом ферритного зерна не менее 6-го и предел текучести по меньшей мере 335 МПа, временное сопротивление по меньшей мере 470 МПа, относительное удлинение по меньшей мере 22%, работа удара KV при минус 50°C - по меньшей мере 34 Дж.moreover, the carbon equivalent SECv ≤0.43%, while the steel sheet has a microstructure consisting of ferrite and perlite with a ferrite grain score of at least 6 and a yield strength of at least 335 MPa, a temporary resistance of at least 470 MPa, elongation at least 22%, KV impact work at minus 50 ° C - at least 34 J. 2. Способ изготовления толстого листа из конструкционной стали для деталей сварных конструкций по п.1, включающий аустенизацию непрерывнолитой заготовки из стали, черновую прокатку с регламентированным обжатием за проход, подстуживание раската, чистовую прокатку и охлаждение, при этом аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1190-1210°C, черновую прокатку начинают при температуре не ниже 950°C и осуществляют ее на толщину, составляющую не менее двух толщин готового листа, с относительными обжатиями за проход не менее 10% для не менее чем 80% от количества обжатий при черновой прокатке, чистовую прокатку начинают при температуре, определяемой в зависимости от толщины листа из соотношения2. A method of manufacturing a thick sheet of structural steel for parts of welded structures according to claim 1, including austenization of continuously cast billets of steel, rough rolling with regulated compression for the passage, reinforcing the roll, finishing rolling and cooling, while austenization of continuously cast billets is carried out to a temperature of 1190 -1210 ° C, rough rolling is started at a temperature of at least 950 ° C and is carried out at a thickness of at least two thicknesses of the finished sheet, with relative reductions per pass of at least 10% for not less than 80% of the number of reductions during rough rolling, finishing rolling starts at a temperature determined depending on the thickness of the sheet from the ratio Тнчп=(-1,05×h+860)±10°C, Tnchp = (- 1,05 × h + 860) ± 10 ° C, где h - толщина листа, мм,where h is the thickness of the sheet, mm 1,05 - эмпирический коэффициент, определенный опытным путем, °C/мм,1.05 - empirical coefficient determined empirically, ° C / mm, и завершают при температуре 820±10°C, после чего осуществляют охлаждение листа на воздухе.and complete at a temperature of 820 ± 10 ° C, after which the sheet is cooled in air.
RU2016148092A 2016-12-07 2016-12-07 Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition RU2630721C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148092A RU2630721C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148092A RU2630721C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630721C1 true RU2630721C1 (en) 2017-09-12

Family

ID=59894000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148092A RU2630721C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630721C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676543C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-09 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Hot-rolled products from the structural steel manufacturing method
RU2689348C1 (en) * 2018-06-26 2019-05-27 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled high-strength rolled metal
RU2765046C1 (en) * 2020-11-23 2022-01-25 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of high-strength wear-resistant rolled metal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312690A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-21 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Steel material having improved fatigue crack driving resistance and manufacturing process therefor
RU2478123C1 (en) * 2009-01-30 2013-03-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Thick-wall high-strength hot-rolled steel sheet that features high resistance to cracking induced by oxygen, and method of its production
RU2500820C1 (en) * 2012-08-29 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Production method of rolled metal from low-alloy steel for manufacture of structural members of oil and gas lines
RU2583536C1 (en) * 2014-10-21 2016-05-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled sheets for construction of steel structures (versions)
RU2583973C1 (en) * 2015-02-10 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing thick-wall pipe steel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312690A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-21 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Steel material having improved fatigue crack driving resistance and manufacturing process therefor
RU2478123C1 (en) * 2009-01-30 2013-03-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Thick-wall high-strength hot-rolled steel sheet that features high resistance to cracking induced by oxygen, and method of its production
RU2500820C1 (en) * 2012-08-29 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Production method of rolled metal from low-alloy steel for manufacture of structural members of oil and gas lines
RU2583536C1 (en) * 2014-10-21 2016-05-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled sheets for construction of steel structures (versions)
RU2583973C1 (en) * 2015-02-10 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing thick-wall pipe steel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676543C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-09 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Hot-rolled products from the structural steel manufacturing method
RU2689348C1 (en) * 2018-06-26 2019-05-27 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled high-strength rolled metal
RU2765046C1 (en) * 2020-11-23 2022-01-25 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of high-strength wear-resistant rolled metal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2941202C (en) Method for producing a high-strength flat steel product
KR101287331B1 (en) Steel sheet with high tensile strength and superior ductility and method for producing same
CA2869700C (en) Hot rolled steel sheet for square column for building structural members and method for manufacturing the same
EP3239327A1 (en) High-strength steel plate for pressure vessel having excellent toughness after post weld heat treatment and manufacturing method thereof
RU2613265C1 (en) Method of producing hot-rolled sheets from low-alloyed tube steel of k60 strength grade for longitudinal electric-welded pipes
JP6700400B2 (en) Steel plate for low temperature pressure vessel having excellent PWHT resistance and method for producing the same
RU2390568C1 (en) Procedure for production of thick sheet low alloyed strip
RU2393239C1 (en) Procedure for production of plate iron low-alloyed strip
RU2414515C1 (en) Procedure for production of heavy plate low alloyed rolled steel
RU2581696C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel
RU2675307C1 (en) Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance
JP4644075B2 (en) High-strength steel sheet with excellent hole expansibility and manufacturing method thereof
RU2638479C1 (en) HOT-ROLLED SHEET OF LOW-ALLOY STEEL WITH THICKNESS FROM 15 TO 165 mm AND METHOD OF ITS PRODUCTION
RU2549023C1 (en) Method of production of rolled plates with strength class k65, x80, l555 to manufacture arc welded pipes of main pipelines
EP2123780A1 (en) Processes for production of steel sheets for cans
RU2544326C1 (en) Manufacturing method of low alloyed steel plates with increased corrosion resistance
RU2630721C1 (en) Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition
CN113166885B (en) High-strength steel material having excellent ductility and low-temperature toughness, and method for producing same
RU2583536C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets for construction of steel structures (versions)
KR20150112489A (en) Steel and method of manufacturing the same
RU2737690C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel for production of critical metal structures
RU2633684C1 (en) Method for producing hot-rolled sheets of low-alloy steel
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
RU2697301C1 (en) Method for production of tubular rolled products of increased corrosion resistance at a reversing mill