RU2652281C1 - Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали - Google Patents
Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652281C1 RU2652281C1 RU2017119086A RU2017119086A RU2652281C1 RU 2652281 C1 RU2652281 C1 RU 2652281C1 RU 2017119086 A RU2017119086 A RU 2017119086A RU 2017119086 A RU2017119086 A RU 2017119086A RU 2652281 C1 RU2652281 C1 RU 2652281C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- thickness
- rolling
- production
- steel
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству толстых стальных листов, используемых для элементов конструкций, эксплуатируемых в арктических условиях, например для производства корпусов ледоколов и крупнотоннажных судов. Для получения листа толщиной до 70 мм с пределом текучести не менее 500 МПа, высоким уровнем работы удара при температуре испытаний до минус 60°С, в том числе после механического старения, уровнем свойств в части температуры вязко-хрупкого перехода Ткб и температуры нулевой пластичности NDT, а также повышенной сопротивляемостью слоистым разрушениям при растягивающих напряжениях в направлении толщины способ включает получение непрерывнолитой заготовки из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,07-0,12, кремний 0,15-0,40, марганец 0,3-0,9, суммарное содержание хрома, никеля и меди 3,4-4,2, суммарное содержание ванадия, ниобия и титана 0,02-0,07, молибден 0,15-0,20, азот не более 0,007, алюминий 0,01-0,05, сера не более 0,003, фосфор не более 0,010, железо и примеси остальное, при этом параметр сопротивляемости трещинообразованию при сварке Рст не превышает 0,28%, аустенизацию заготовки при температуре 1200-1230°С, черновую прокатку до толщины 2×t±5 мм, где t - номинальная толщина листа, подстуживание раскатов, чистовую прокатку с её завершением при температуре не ниже Ar3+100°С и термическое улучшение металла путем закалки с последующим отпуском при температуре не более 680°С. 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству толстых листов из стали высокой прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам, используемой для элементов конструкций, эксплуатируемых в арктических условиях, например, предназначенной для производства корпусов ледоколов повышенной мощности и крупнотоннажных судов арктического плавания.
Известна сталь хладостойкая свариваемая, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, церий, кальций, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 0,08-0,12; кремний 0,40-0,80; марганец 0,90-1,20; хром 0,01-0,50; никель 0,30-0,90; молибден 0,20-0,35; алюминий 0,01-0,05; церий 0,010-0,020; кальций 0,005-0,05; сера не более 0,020; фосфор не более 0,020; железо - стальное. При этом углеродный эквивалент, равный Сэкв=C+Mn/6+(Cr+Mo)/5+Ni/15+P/2, не превышает 0,43% (патент РФ №2340698, МПК С22С 38/44, С22С 38/12, опубл. 10.12.2008 г.). Сталь обладает улучшенной свариваемостью при сохранении высокого уровня прочности и хладостойкости.
Недостатком данной стали является необходимость применения дополнительной операции термической обработки (нормализация с последующим высоким отпуском) и легирование стали церием, повышающим себестоимость плавки и ухудшающим ее разливаемость на машине непрерывного литья заготовки (МНЛЗ).
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства толстых листов из низколегированной стали, включающий аустенитизацию непрерывнолитой заготовки, черновую прокатку с относительными обжатиями за проход не менее 10%, промежуточное охлаждение раската до регламентированной температуры, чистовую прокатку, ускоренное охлаждение листа до заданной температуры и последующее замедленное охлаждение в стопе, при котором заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас. %: С=0,035-0,070, Si=0,10-0,25, Mn=1,05-1,40, Cr≤0,1, Ni=0,38-0,45, Cu=0,20-0,35, Мо=0,14-0,20, Al=0,02-0,05, (Ti+V+Nb)=0,07-0,11, Fe и примеси - остальное, при этом углеродный эквивалент составляет Сэ≤0,42%, коэффициент трещиностойкости - Pст≤0,22%. Аустенитизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1180-1190°С в течение 8,5-12,0 ч. Черновую прокатку ведут с суммарной степенью деформации 40-45%, последующее промежуточное охлаждение раската проводят до температуры 730-740°С. Ускоренное охлаждение листа после чистовой прокатки завершают при температуре 530-560°С. Чистовую прокатку заканчивают при температуре на 40°С выше ее начала (патент РФ №2544326, МПК C21D 8/02, опубл. 20.03.2015).
Недостатком данного способа является получение стали с конечными характеристиками, не соответствующими необходимым показателям по уровню работы удара при температуре испытаний до минус 60°С, в том числе после механического старения, уровню свойств в части температуры вязко-хрупкого перехода Ткб и температуры нулевой пластичности NDT при толщинах до 70 мм.
Технический результат предлагаемого изобретения - получение проката толщиной до 70 мм с гарантированным пределом текучести не менее 500 МПа, высоким уровнем работы удара при температуре испытаний до минус 60°С, в том числе после механического старения, уровнем свойств в части температуры вязко-хрупкого перехода Ткб и температуры нулевой пластичности NDT, а также повышенной сопротивляемостью слоистым разрушениям при растягивающих напряжениях в направлении толщины в состоянии после термического улучшения с использованием тепла прокатного нагрева для закалки листов в потоке стана.
Использование тепла с прокатного нагрева позволяет получить дополнительный эффект от снижения затрат электроэнергии и топлива на нагрев металла для закалки, снижения трудовых затрат, сокращения внутрицеховых и внутризаводских транспортных операций, улучшения условий труда и экологической обстановки в цехе.
Технический результат достигается тем, что в способе производства горячекатаных листов из высокопрочной стали, включающем аустенизацию непрерывнолитой заготовки, черновую прокатку, подстуживание раскатов, чистовую прокатку и последующее термическое улучшение металла, заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас. %:
| углерод | 0,07-0,12 |
| кремний | 0,15-0,40 |
| марганец | 0,3-0,9 |
| суммарное содержание хрома, никеля и меди | 3,4-4,2 |
| суммарное содержание ванадия, ниобия и титана | 0,02-0,07 |
| молибден | 0,15-0,20 |
| азот | не более 0,007 |
| алюминий | 0,01-0,05 |
| сера | не более 0,003 |
| фосфор | не более 0,010 |
| железо и примеси | остальное, |
при этом параметр сопротивляемости трещинообразованию при сварке Рст не превышает 0,28%, аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1200-1230°С, черновую прокатку осуществляют до толщины 2×t±5 мм, где t - номинальная толщина листа, мм, чистовую прокатку завершают при температуре не ниже Ar3+100°С, далее, листы подвергают закалке с последующим отпуском при температуре не более 680°С.
Сущность изобретения состоит в следующем. При нагреве непрерывнолитой заготовки до температуры не менее 1200°С происходит аустенизация стали, сопровождающаяся растворением в ферритной матрице дисперсных карбонитридных частиц, упрочняющих сталь после вторичного образования. При нагреве свыше 1230°С наблюдается чрезмерный рост зерен аустенита, формируется крупнозернистая структура, обладающая пониженной вязкостью и высокой чувствительностью к хрупкому разрушению.
Для обеспечения удовлетворительной проработки литой структуры по толщине сляба и измельчения первичного зерна аустенита путем многократной рекристаллизации осуществляют подстуживание раската между черновой и чистовой стадиями при достижении последним толщин 2×t±5 мм, где t - номинальная толщина листа, мм.
Температуру окончания деформации на чистовой стадии прокатки выбирают, исходя из необходимости обеспечить начало охлаждения листа из аустенизированного состояния и рассчитывают по формуле Ar3=910-310×С-80×Mn-20×Cu15×Cr-55×Ni-80×Мо+0,35×(t-8)+100°С. Окончание деформации при более низкой температуре обеспечит охлаждение из двухфазной области, что приведет к неполной закалке и получению стали с пониженными прочностными свойствами.
Целевой структурой, сочетающей высокий уровень прочностных и вязкостных свойств, является структура, представленная гранулярным бейнитом в объемной доле не менее 75%, состоящим из кристаллов бейнитной α-фазы относительно равноосной формы и островковой МА-составляющей, также имеющей форму, близкую к равноосной. Для получения целевой структуры закаленные листы подвергают отпуску при температуре не более 680°С. Дальнейшее увеличение температуры приводит к снижению плотности дислокаций в бейнитной α-фазе, укрупнению карбидной фазы и, как следствие, снижению прочностных и вязкостных свойств стали.
В заявленной химической композиции стали за основу принято содержание углерода 0,07-0,12%, которое в выбранных пределах достаточно для обеспечения требуемой прочности при изготовлении листового проката с использованием технологии закалки с прокатного нагрева с отпуском, при этом обеспечивается улучшенная свариваемость, высокий уровень работы удара при низких температурах, а также повышенная сопротивляемость слоистым разрушениям при растягивающих напряжениях в направлении толщины. Показателем улучшенной свариваемости является параметр трещиностойкости Рст≤0,28%. Снижение содержания углерода менее 0,07% приводит к снижению прочностных свойств, увеличение содержания углерода сверх 0,12% ухудшает сопротивление динамическим нагрузкам и слоистым разрушениям ввиду развития ликвационных процессов в непрерывнолитой заготовке.
Кремний в пределах 0,15-0,40% и алюминий в пределах 0,01-0,05% обеспечивают необходимое раскисление стали без негативного влияния на пластические свойства. В комбинации с молибденом кремний обеспечивает более высокую закаливаемость стали. Содержание кремния менее 0,15% приводит к снижению закаливаемости, содержание кремния более 0,40% приводит к существенному снижению пластичности. Алюминий вводят в сталь не только для удаления из расплава кислорода, насытившего его за время выплавки и выпуска, но и для связывания азота в нитрид алюминия и предупреждения склонности к старению. Экспериментально установлено, что снижение или увеличение содержания алюминия ниже или выше указанных значений ухудшает вязкостные и пластические свойства стали.
Марганец принят в пределах 0,3-0,9%, требуемых для обеспечения бейнитной прокаливаемости и необходимой прочности листового проката с учетом комплексного легирования. Содержание марганца менее 0,3% приводит к снижению прочностных свойств стали. Увеличение содержания марганца сверх 0,9% увеличивает количество пластичных соединений MnS, снижающих хладостойкость и сопротивляемость стали слоистым разрушениям.
Пределы суммарного содержания хрома, никеля и меди 3,4-4,2% выбраны с целью одновременного обеспечения прочности и хладостойкости, сопротивления распространению хрупких трещин при низких температурах. Увеличение содержания элементов более 4,2% для достижения технического результата избыточно и приводит к росту значений параметра трещиностойкости, ухудшая свариваемость.
Совместное легирование ванадием, ниобием и титаном в пределах 0,02-0,07% способствует созданию мелкозернистой структуры с дисперсными частицами карбонитридов, эффективно сдерживающих рост зерна аустенита при нагреве под прокатку и в процессе пластической деформации. Увеличение содержания элементов более 0,07% стимулирует развитие ликвационной неоднородности с образованием крупных конгламератов комплексных частиц, выступающих концентраторами напряжений и снижающих хладостойкость стали.
Молибден повышает устойчивость аустенита, расширяя область промежуточного превращения, способствует формированию структуры бейнита. Содержание молибдена менее 0,15% не обеспечивает достаточную степень упрочнения твердого раствора. Увеличение содержания элемента более 0,20% снижает пластичность, приводя к избыточному упрочнению.
Азот, сера и фосфор являются вредными примесями, в плавке регламентируется их максимальное содержание. В изобретении азот ограничен 0,007% с целью сдерживания образования нитридов, снижающих пластические и вязкостные свойства стали. Сера ограничена 0,003% с целью сдерживания образования сульфидов, марганца. Ограничение по фосфору 0,010% обусловлено необходимостью обеспечения высокого уровня вязкости и хладостойкости стали.
Реализация предложенного технического решения позволяет получить требуемое качество горячекатаных листов для элементов конструкций, эксплуатируемых в арктических условиях, что достигается за счет выбора рациональных температурно-деформационных режимов для определенного химического состава стали и режимов последующей термической обработки (таблица 3, вариант 2, 3). При выходе варьируемых параметров за указанные границы имеют место случаи неполучения стабильно удовлетворительных результатов механических испытаний (таблица 3, вариант 1, 4-8). Полученные данные подтверждают правильность выбранных значений технологических параметров в рамках предложенного способа производства листового проката.
Пример реализации способа.
Для эксперимента были выплавлены 4 плавки различного химического состава (таблица 1). Плавки и варианты №2 и 3 выполнены в соответствии с формулой изобретения. После нагрева (непрерывнолитой заготовки толщиной 313 мм до температуры 1200-1230°С осуществляли черновую стадию прокатки до толщины подстуживания 135-145 мм, после чего проводили чистовую стадию прокатки до температуры 840-920°С и толщины 70 мм, затем проводили охлаждение в установке термического упрочнения и последующий отпуск при температуре 600-620°С.
Механические свойства горячекатаных листов определяли на поперечных образцах. Испытания на статическое растяжение проводили по ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытаний на растяжение», испытания на ударный изгиб - по ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах», испытания на растяжение в направлении толщины - по ГОСТ 28870-90 «Сталь. Методы испытания на растяжение толстолистового проката в направлении толщины», определение температуры вязко-хрупкого перехода Ткб - в соответствии с СТО-07516250-256-2014 «Определение температуры вязко-хрупкого перехода Ткб углеродистой и низколегированной стали. Методика испытаний ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», определение температуры нулевой пластичности NDT проводили в соответствии с ASTM Е 208-06 «Стандартный метод испытания ферритных сталей на определение температуры перехода к нулевой пластичности с помощью падающего груза».
Результаты механических испытаний показали, что образцы из стали выбранного химического состава (табл. 2, составы 2, 3), от листов, произведенных по предлагаемой технологии (табл. 3, варианты 2, 3), обеспечивают требуемый уровень прочности при сохранении высокого уровня работы удара при температуре минус 60°С до и после механического старения, повышенной сопротивляемости слоистому разрушению при растягивающих напряжениях в направлении толщины, низкой температуры вязко-хрупкого перехода Ткб и температуры нулевой пластичности NDT в толщинах до 70 мм.
Таким образом, достигнут технический результат изобретения - получение проката толщиной до 70 мм с гарантированным пределом текучести не менее 500 МПа, высоким уровнем работы удара при температуре испытаний до минус 60°С, в том числе после механического старения, уровнем свойств в части температуры вязко-хрупкого перехода Ткб и температуры нулевой пластичности NDT, а также повышенной сопротивляемостью слоистым разрушениям при растягивающих напряжениях в направлении толщины в состоянии после термического улучшения с использованием тепла прокатного нагрева для закалки листов.
Экономический эффект от внедрения изобретения относительно способа-прототипа обусловлен исключением отдельной операции нагрева листов в термических печах и использованием тепла прокатного нагрева для их закалки в потоке стана.
Использование тепла с прокатного нагрева позволило получить дополнительный суммарный эффект от снижения затрат электроэнергии и топлива на нагрев металла для закалки, снижения трудовых затрат, сокращения внутрицеховых и внутризаводских транспортных операций, улучшения условий труда и экологической обстановки в цехе в размере 10% от себестоимости производства листов.
Примечание. Приведены минимальное и максимальное значения содержания компонентов в стали-прототипе.
Примечание:
- приведены варианты производства листов толщиной 70 мм;
- способ производства по вариантам с 1 по 8 - закалка с прокатного нагрева с отпуском, по варианту-прототипу - закалка с отдельного нагрева с отпуском.
Примечание:
- приведены минимальное и максимальное значения механических свойств стали-прототипа;
- значения работы удара усреднены по результатам испытания трех образцов;
- Ткб - температура вязко-хрупкого перехода, NDT - температура перехода к нулевой пластичности.
Claims (3)
- Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали, включающий аустенизацию непрерывнолитой заготовки, черновую прокатку, подстуживание раскатов, чистовую прокатку и последующее термическое улучшение металла, отличающийся тем, что заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас. %:
-
углерод 0,07-0,12 кремний 0,15-0,40 марганец 0,3-0,9 суммарное содержание хрома, никеля и меди 3,4-4,2 суммарное содержание ванадия, ниобия и титана 0,02-0,07 молибден 0,15-0,20 азот не более 0,007 алюминий 0,01-0,05 сера не более 0,003 фосфор не более 0,010 железо и примеси остальное - при этом параметр сопротивляемости трещинообразованию при сварке Рст не превышает 0,28%, аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуры 1200-1230°С, черновую прокатку осуществляют до толщины 2×t±5 мм, где t - номинальная толщина листа, мм, чистовую прокатку завершают при температуре не ниже Ar3+100°С, листы подвергают закалке с использованием тепла прокатного нагрева, а последующий отпуск проводят при температуре не более 680°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119086A RU2652281C1 (ru) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119086A RU2652281C1 (ru) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652281C1 true RU2652281C1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119086A RU2652281C1 (ru) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652281C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117737372A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 太原科技大学 | 一种2.0GPa级含Cu热成形钢板及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002220622A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Nkk Corp | 高い降伏点を有する高張力鋼材の製造方法 |
| RU2348703C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-03-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ производства штрипсов |
| EP2258880A1 (en) * | 2008-04-01 | 2010-12-08 | Nippon Steel Corporation | Process for production of thick high-tensile-strength steel plates |
| RU2478123C1 (ru) * | 2009-01-30 | 2013-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Толстостенный высокопрочный горячекатаный стальной лист с высокой стойкостью к индуцируемому водородом растрескиванию и способ его производства |
| RU2544326C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-03-20 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства толстых листов из низколегированной стали с повышенной коррозионной стойкостью |
| RU2613824C2 (ru) * | 2012-04-13 | 2017-03-21 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочные толстостенные стальные трубы, сваренные электрической контактной сваркой, с высокой ударной вязкостью и способ их изготовления |
-
2017
- 2017-05-31 RU RU2017119086A patent/RU2652281C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002220622A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Nkk Corp | 高い降伏点を有する高張力鋼材の製造方法 |
| RU2348703C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-03-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ производства штрипсов |
| EP2258880A1 (en) * | 2008-04-01 | 2010-12-08 | Nippon Steel Corporation | Process for production of thick high-tensile-strength steel plates |
| RU2478123C1 (ru) * | 2009-01-30 | 2013-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Толстостенный высокопрочный горячекатаный стальной лист с высокой стойкостью к индуцируемому водородом растрескиванию и способ его производства |
| RU2613824C2 (ru) * | 2012-04-13 | 2017-03-21 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочные толстостенные стальные трубы, сваренные электрической контактной сваркой, с высокой ударной вязкостью и способ их изготовления |
| RU2544326C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-03-20 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства толстых листов из низколегированной стали с повышенной коррозионной стойкостью |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117737372A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 太原科技大学 | 一种2.0GPa级含Cu热成形钢板及其制备方法 |
| CN117737372B (zh) * | 2024-02-19 | 2024-04-16 | 太原科技大学 | 一种2.0GPa级含Cu热成形钢板及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2674796C2 (ru) | Высокотвердый горячекатаный стальной продукт и способ его производства | |
| EP2617850B1 (en) | High-strength hot rolled steel sheet having excellent toughness and method for producing same | |
| CA2969200C (en) | Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for manufacturing the same | |
| KR101635008B1 (ko) | 용접 열영향부 ctod 특성이 우수한 후육 고장력강 및 그의 제조 방법 | |
| RU2393239C1 (ru) | Способ производства толстолистового низколегированного штрипса | |
| EP1375694B1 (en) | Hot-rolled steel strip and method for manufacturing the same | |
| RU2638479C1 (ru) | Горячекатаный лист из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм и способ его получения | |
| CA3135141A1 (en) | High-hardness steel product and method of manufacturing the same | |
| RU2442831C1 (ru) | Способ производства высокопрочной листовой стали | |
| RU2691809C1 (ru) | Способ производства толстолистового высокопрочного износостойкого проката (варианты) | |
| RU2737690C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали для изготовления ответственных металлоконструкций | |
| RU2533469C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
| RU2630721C1 (ru) | Толстый лист из конструкционной стали для изготовления деталей сварных конструкций и способ его получения в нормализованном состоянии | |
| RU2358024C1 (ru) | Способ производства штрипсов из низколегированной стали | |
| RU2615667C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности к65 для электросварных прямошовных труб | |
| CN111051555B (zh) | 钢板及其制造方法 | |
| RU2652281C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали | |
| JP6277679B2 (ja) | 耐ガス切断割れ性および大入熱溶接部靭性が優れた高張力鋼板 | |
| RU2241769C1 (ru) | Способ производства штрипсов из низколегированной стали | |
| JP4264296B2 (ja) | 溶接部靭性、条切り特性に優れた低降伏比５７０ＭＰａ級高張力鋼及びその製造方法 | |
| RU2696186C2 (ru) | Способ производства листового проката из низколегированной трубной стали | |
| KR101368547B1 (ko) | 고강도 열연강판 및 그 제조 방법 | |
| RU2397255C1 (ru) | Способ производства листов из легированной стали | |
| RU2629420C1 (ru) | Способ производства высокопрочного проката повышенной хладостойкости | |
| RU2809017C1 (ru) | Способ производства хладостойкого листового проката с твердостью 450-570 HBW |