RU2756682C1 - Стальная подложка с покрытием - Google Patents

Стальная подложка с покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2756682C1
RU2756682C1 RU2020121979A RU2020121979A RU2756682C1 RU 2756682 C1 RU2756682 C1 RU 2756682C1 RU 2020121979 A RU2020121979 A RU 2020121979A RU 2020121979 A RU2020121979 A RU 2020121979A RU 2756682 C1 RU2756682 C1 RU 2756682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel substrate
coating
binder
coated
nanographite
Prior art date
Application number
RU2020121979A
Other languages
English (en)
Inventor
Карлос ЛАЛЬЕНА ИРАНСО
Маркос ПЕРЕС РОДРИГЕС
Original Assignee
Арселормиттал
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 Арселормиттал filed Critical Арселормиттал
Application granted granted Critical
Publication of RU2756682C1 publication Critical patent/RU2756682C1/ru

Links

Images

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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/68—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
    • C21D1/70—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching
    • 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
    • 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
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • 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
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/046—Carbon nanorods, nanowires, nanoplatelets or nanofibres
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/004—Dispersions; Precipitations
    • 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
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к стальной подложке с покрытием, содержащим чешуйки нанографита с поперечным размером в диапазоне между 1 и 60 мкм и связующее, а также к способу изготовления указанной стальной подложки с покрытием и способу изготовления горячекатаного стального продукта с ее использованием. Стальная подложка содержит следующие компоненты, мас. %: 0,31 ≤ C ≤ 1,2, 0,1 ≤ Si ≤ 1,7, 0,7 ≤ Mn ≤ 3,0, P ≤ 0,01, S ≤ 0,1, Cr ≤ 0,5, Ni ≤ 0,5, Mo ≤ 0,1 и необязательно один или несколько элементов, выбранных из Nb ≤ 0,05, B ≤ 0,003, Ti ≤ 0,06, Cu ≤ 0,1, Co ≤ 0,1, N ≤ 0,01, V ≤ 0,05, железо и неизбежные примеси остальное. Толщина покрытия находится в диапазоне между 10 и 250 мкм. Связующее представляет собой силикат натрия или связующее включает сульфат алюминия и добавку, которая представляет собой оксид алюминия. Способ изготовления стальной подложки с покрытием включает следующие последовательные стадии: получение стальной подложки с указанным составом стали, осаждение покрытия при использовании водной смеси, которая содержит от 1 до 60 г/л нанографита и от 150 до 250 г/л связующего для получения покрытия, и необязательно высушивание стальной подложки с покрытием. При осуществлении способа изготовления горячекатаного стального продукта с использованием указанной стальной подложки с покрытием осуществляют повторное нагревание стальной подложки с покрытием в печи для повторного нагревания при температуре в диапазоне между 750 и 1300°С, удаление окалины с повторно нагретой стальной подложки с покрытием и горячую прокатку стального продукта с удаленной окалиной. Обеспечивается уменьшение обезуглероживания стали во время проведения обработки при нагревании. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 1 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к стальной подложке с покрытием, включающим нанографит, характеризующийся конкретным поперечным размером, и связующее, способу изготовления данной стальной подложки с покрытием. Оно является в особенности хорошо подходящим для использования в сталелитейной промышленности.
На маршруте производства стали после проведения стадии выплавки стали сталь разливают в ходе непрерывной разливки. Таким образом, получают полуфабрикаты, такие как слябы, болванки или блюмы. Обычно полуфабрикаты подвергают повторному нагреванию при высокой температуре в печи для повторного нагревания в целях растворения выделений, сформированных во время проведения непрерывной разливки, и получения обрабатываемости в горячем состоянии. После этого проводят удаление окалины и горячую прокатку. Однако, во время проведения стадии повторного нагревания полуфабрикаты, в особенности, характеризующиеся высоким уровнем содержания углерода, обезуглероживаются, что в результате приводит к изменению механических свойств. Действительно, во время проведения стадии повторного нагревания полуфабрикат может утрачивать большую часть углерода. Например, рельсовые стали обезуглероживаются, что приводит к уменьшению твердости стали. Следовательно, механические свойства в головке рельса являются низкими, а механические свойства всей рельсовой головки являются неоднордными. Таким образом, существует потребность в отыскании способа предотвращения обезуглероживания стальной подложки во время проведения повторного нагревания.
В патентной заявке CN101696328 раскрывается защитное покрытие для поверхности куска стали в целях предотвращения окисления и обезуглероживания поверхности при высокой температуре и улучшения твердости и сопротивления истиранию и, в конечном счете, увеличения общего срока службы стальной заготовки для случая окисления и обезуглероживания поверхности стальной заготовки (подложки) при высокой температуре и окисления-обезуглероживания поверхности в окислительной атмосфере во время проведения термической обработки, ковки, горячей прокатки, нагревания при роликовом профилировании, в частности, для случая легкого окисления и обезуглероживания стальной заготовки при высокой температуре в ходе термической обработки, что приводит к уменьшению количества атомов углерода и содержания углерода, и изменение микроструктуры поверхности (подложки) в результате приводит к получению уменьшенной твердости, уменьшенного сопротивления истиранию и короткого общего срока службы.
В данном патенте покрытие характеризуется композицией, образованной из: графита, жидкого стекла и вещества, проникающего сквозь поверхность, в которой объемное соотношение между графитом и силикатом натрия находится в диапазоне от 1 : 3 до 1 : 7, а вещество, проникающее сквозь поверхность, составляет от 0,05% до 0,15% объемных от покрытия. Тем не менее, были проведены испытания при использовании малоуглеродистых сталей, в том числе марок 25 (углеродистая сталь) и НТ300 (литейный чугун), и очень высоколегированных сталей, в том числе марок 32CrMo и Mn13.
Таким образом, цель изобретения заключается в предложении горячей стальной продукции, характеризующейся конкретной композицией стали, где значительно уменьшается обезуглероживание во время проведения стадии повторного нагревания.
Достижения этого добиваются в результате предложения стальной подложки с покрытием, соответствующей пункту 1 формулы изобретения. Стальная подложка с покрытием также может включать любую характеристику из пунктов от 2 до 8 формулы изобретения.
Изобретение также охватывает способ изготовления стальной подложки с нанесенным покрытием, соответствующий пунктам от 9 до 19 формулы изобретения.
Изобретение также охватывает способ изготовления горячекатаной стальной продукции, соответствующий пунктам от 20 до 23 формулы изобретения.
В заключение, изобретение охватывает применение горячекатаной стальной продукции, соответствующее пункту 24 формулы изобретения.
Для иллюстрирования изобретения будут описаны различные варианты осуществления и серии испытаний из неограничивающих примеров, в частности, при обращении к следующей далее фигуре:
на фиг. 1 иллюстрируется один пример стальной подложки с покрытием, соответствующей настоящему изобретению;
на фиг. 2 иллюстрируется один пример покрытия из нанографита, нанесенного поверх стальной подложки, соответствующего настоящему изобретению.
Другие характеристики и преимущества изобретения станут очевидными, исходя из следующего далее подробного описания изобретения.
Изобретение относится к стальной подложке с нанесенным покрытием, включающей покрытие, содержащее нанографит, характеризующийся поперечным размером в диапазоне между 1 и 60 мкм, и связующее, где стальная подложка характеризуется следующими далее композициями, содержащими в массовых процентах:
0,31 ≤ C ≤ 1,2%,
0,1 ≤ Si ≤ 1,7%,
0,7 ≤ Mn ≤ 3,0%,
P ≤ 0,01%,
S ≤ 0,1%,
Cr ≤ 0,5%,
Ni ≤ 0,5%,
Mo ≤ 0,1%
и необязательно один или несколько элементов, таких как
Nb ≤ 0,05%,
B ≤ 0,003%,
Ti ≤ 0,06%,
Cu ≤ 0,1%,
Co ≤ 0,1%,
N ≤ 0,01%,
V ≤ 0,05%,
остальное железо и неизбежные примеси, полученные в результате переработки.
Не желая связывать себя какой-либо теорией, полагают, что покрытие, содержащее нанографит, характеризующийся поперечным размером в диапазоне между 1 и 60 мкм, и связующее, на стальной подложке, характеризующейся представленной выше конкретной композицией стали, уменьшает обезуглероживание во время проведения повторного нагревания стального листа с покрытием. Как это установили изобретатели, не только композиция стали, но также и природа покрытия играют важную роль для уменьшения или исключения обезуглероживания стали во время проведения обработки при нагревании.
Действительно, как это представляется, имеет место конкуренция между кинетиками окисления и обезуглероживания во время повторного нагревания. Для представленной выше конкретной стальной подложки (5) образование окалины из железа стали уменьшает обезуглероженный слой. В дополнение к этому, в соответствии с иллюстрацией на фиг. 1, можно полагать, что в покрытии (1) чешуйки (2) нанографита, характеризующиеся данным конкретным поперечным размером, являются хорошо диспергированными в связующем (3), формируя извилистую траекторию (4), что делает возможным науглероживание обезуглероженных областей. Действительно, как это представляется, имеет место регенерирование углерода вследствие присутствия в покрытии нанографита, характеризующегося конкретным поперечным размером.
Что касается химического состава стали, то предпочтительно количество С находится в диапазоне между 0,31 и 1,0 мас.%.
Предпочтительно количество Mn находится в диапазоне между 0,9 и 2,5 мас.%, а предпочтительно между 1,1 и 2,0 мас.%.
В выгодном случае количество Сr является меньшим или равным 0,3 мас.%.
Предпочтительно количество Ni является меньшим или равным 0,1 мас.%.
В выгодном случае количество Mo является меньшим или равным 0,1 мас.%.
На фиг. 2 иллюстрируется один пример чешуйки нанографита, соответствующей настоящему изобретению. В данном примере термин «поперечный размер» обозначает наибольшую длину нанопластинки по оси Х, а термин «толщина» обозначает высоту нанопластинки по оси Z. Ширина нанопластинки иллюстрируется по оси Y.
Предпочтительно поперечный размер наночастиц находится в диапазоне между 20 и 55 мкм, а более предпочтительно между 30 и 55 мкм.
Предпочтительно толщина покрытия находится в диапазоне между 10 и 250 мкм. Например, толщина покрытия находится в диапазоне между 10 и 100 мкм или между 100 и 250 мкм.
В выгодном случае стальная подложка представляет собой сляб, болванку или блюм.
Предпочтительно связующее представляет собой силикат натрия, или связующее включает сульфат алюминия, и при этом добавка представляет собой оксид алюминия. В данном случае, без желания связывать себя какой-либо теорией, полагают, что покрытие, соответствующее настоящему изобретению, лучше сцепляется со стальной подложкой так что стальная подложка становится еще в большей степени защищенной. Таким образом, в большей степени предотвращается возникновение риска растрескивания покрытия и отслоения покрытия, что обнажало бы стальную подложку для обезуглероживания.
Предпочтительно покрытие, дополнительно содержит металлоорганическое соединение. Например, металлоорганическое соединение включает дипропиленгликольмонометиловый простой эфир (СН3ОС3Н6ОС3Н6ОН), 1,2-этандиол (НОСН2СН2ОН) и 2-этилгексановую кислоту, марганцевую соль (С8Н16MnO2). Без желания связывать себя какой-либо теорией, полагают, что металлоорганическое соединение делает возможным быстрое отверждение покрытия, что позволяет избежать проведения стадии высушивания при высокой температуре.
Изобретение также относится к способу изготовления стальной подложки с покрытием, соответствующей настоящему изобретению, включающему следующие далее последовательные стадии:
А. получение стальной подложки, характеризующейся представленной выше композицией стали,
В. осаждение покрытия при использовании водной смеси для получения покрытия,
С. необязательно высушивание стальной подложки с нанесенным покрытием, полученной на стадии В).
Предпочтительно на стадии В) осаждение покрытия проводят в результате нанесения покрытия путем центрифугирования, путем распыления, путем погружения или при использовании кисти.
В выгодном случае на стадии В) водная смесь содержит от 1 до 60 г/л нанографита и от 150 до 250 г/л связующего. Более предпочтительно водная смесь содержит от 1 до 35 г/л нанографита.
Предпочтительно на стадии В) водная смесь содержит нанографит, содержащий более чем 95%, а в выгодном случае 99 мас.% С.
В выгодном случае на стадии В) массовое отношение нанографита к связующему меньше или равно 0,3.
Предпочтительно на стадии В) водная смесь содержит металлоорганическое соединение. Более предпочтительно концентрация металлоорганического соединения меньше или равна 0,12 мас.%. Без желания связывать себя какой-либо теорией, полагают, что данная концентрация делает возможным получение оптимизированного покрытия без проведения какого-либо отверждения или при проведении отверждения при комнатной температуре.
В одном предпочтительном варианте осуществления покрытие высушивают на стадии С). Без желания связывать себя какой-либо теорией, полагают, что стадия высушивания делает возможным улучшение адгезии покрытия. Действительно, вследствие испарения воды связующее становится более клейким и более вязким, что приводит к получению затвердевшего состояния. В одном предпочтительном варианте осуществления на стадии С) высушивание проводят при комнатной температуре или температуре в диапазоне между 50 и 150°С, а предпочтительно между 80 и 120°С.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления какой-либо стадии высушивания не проводят.
Предпочтительно, на стадии С) в случае высушивания, стадию высушивания проводят при использовании горячего воздуха.
В выгодном случае на стадии С) в случае высушивания, высушивание проводят на протяжении от 5 до 60 минут и например, между 15 и 45 минутами.
Изобретение также относится к способу изготовления горячекатаной стальной продукции, включающему следующие далее последовательные стадии:
I. получение стальной подложки с покрытием, соответствующей настоящему изобретению,
II. повторное нагревание стальной подложки с покрытием в печи для повторного нагревания при температуре в диапазоне между 750 и 1300°С,
III. удаление окалины с повторно нагретого стального листа с покрытием, полученного на стадии II), и
IV. горячая прокатка стальной продукции, подвергнутой удалению окалины.
Предпочтительно на стадии I) проводят повторное нагревание при температуре в диапазоне между 800 и 1300°С, более предпочтительно между 900 и 1300°С, а в выгодном случае между 1100 и 1300°С.
В выгодном случае на стадии III) проводят удаление окалины при использовании воды под давлением. Например, давление воды находится в диапазоне между 100 и 150 бар. В еще одном варианте осуществления удаление окалины проводят механически, например, в результате крацевания или зачистки щеткой слоя окалины.
При использовании способа, соответствующего настоящему изобретению, получают горячекатаную стальную продукцию, у которой поверхность в основном не является обезуглероженной.
Например, после проведения горячей прокатки, может быть проведены смотка в рулон горячего продукта, холодная прокатка, отжиг в отжигательной печи, а также нанесение металлического покрытия.
В заключение, изобретение относится к применению горячекатаной стальной продукции, получаемой способом, соответствующим настоящему изобретению, для изготовления детали механического транспортного средства, рельса, проволоки или пружины.
Далее изобретение будет разъяснено на примерах, только для информации. Примеры не являются ограничивающими.
Примеры
В примерах использовали стальные подложки, характеризующиеся следующей далее композицией стали, в массовых процентах:
Сталь C Mn Si Cu Cr Ti V Mo Ni
1 0,39 0,673 1,593 0,011 0,036 0,003 0,002 0,001 0,014
2 0,798 1,310 0,446 0,014 0,097 0,0014 0,0026 0,0018 0,016
3 0,901 0,309 0,244 0,017 0,215 0,002 0,002 0,001 0,019
Образец 1 отливали в форме сляба, а образцы 2 и 3 отливали в форме блюма.
Пример 1. Испытание на обезуглероживание
Для некоторых образцов на стали наносили покрытие при использовании распыления водной смеси, содержащей 30 г/л нанографита, характеризующегося поперечным размером в диапазоне 35 – 50 мкм, связующее, представляющее собой Na2SiO3 (силикат натрия) и необязательно металлоорганическое соединение, представляющее собой продукт DriCAT®. После этого покрытие необязательно высушивали при комнатной температуре или на протяжении 30 минут при 100°С.
Вслед за этим стали без нанесенных покрытий и стали с нанесенными покрытиями повторно нагревали при 1250°С. После проведения повторного нагревания пробные образцы анализировали при использовании оптической микроскопии (ОМ). 0 обозначает практически отсутствие на поверхности образца обезуглероженных областей, то есть, практически отсутствие прохождения обезуглероживания во время проведения повторного нагревания, а 1 обозначает присутствие на поверхности образца множества обезуглероженных областей.
Результаты представлены в следующей далее таблице 1:
Образцы Стали Покрытие Отверждение после осаждения покрытия Стадия повторного нагревания Обезуглероживание
температура (°C) время
1 * 1 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 3 часа 0
2 * 1 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 6 часов 0
3 1 - - 1250 3 часа 1
4 * 2 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 2 часа 0
5 * 2 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 6 часов 0
6 * 2 Водная смесь, включающая продукт DriCAT® Отсутствие отверждения 1250 6 часов 0
7 * 2 Водная смесь, включающая продукт DriCAT® Комнатная температура 1250 6 часов 0
8 2 - - 1250 2 часа 1
9 * 2 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 3 часа 0
10 2 - - 1250 3 часа 1
11 3 Водная смесь 30 минут при 100°C 1250 3 часа 1
12 3 - - 1250 3 часа 1
* - в соответствии с настоящим изобретением
Для образцов, соответствующих настоящему изобретению, с поверхности образца удалялось очень маленькое количество углерода. Наоборот, у сравнительных образцов присутствовало большое количество обезуглероженных областей, что делало возможным изменение микроструктуры и вследствие этого механических свойств. Действительно, в областях, в которых имеет место большая величина исчерпания углерода, то есть, в обезуглероженных областях, вместо перлита образовывался феррит.
Пример 2. Испытание на микротвердость
В данном случае после проведения повторного нагревания при 1250°С некоторые образцы подвергали закалке в воде для получения мартенсита и в результате проведения измерений микротвердости определяли изменение микротвердости от поверхности горячей стальной продукции до глубины в 1500 мкм. Действительно, в случае образования мартенсита уровень содержания углерода в мартенсите будет прямопропорциональным количеству углерода в микроструктуре. Поэтому чем более высокой будет микротвердость, тем более высоким будет уровень содержания углерода.
Результаты представлены в следующей далее таблице 2:
Образцы Стали Покрытие Стадия повторного нагревания Микротвердость (HV)
температура (°C) время 100 (мкм) 500 (мкм) 1000 (мкм) 1500 (мкм)
4 * 2 Водная смесь 1250 2 часа 840 840 840 840
8 2 - 1250 2 часа 280 420 600 700
9 * 2 Водная смесь 1250 3 часа 820 840 900 900
10 2 - 1250 3 часа 380 640 820 900
* - в соответствии с настоящим изобретением
Микротвердость образцов 4 и 8 ясно демонстрирует значительное уменьшение обезуглероживания при использовании стальной подложки с покрытием, соответствующей настоящему изобретению, по сравнению с образцами 9 и 10.

Claims (45)

1. Стальная подложка с покрытием, содержащим чешуйки нанографита с поперечным размером в диапазоне между 1 и 60 мкм и связующее, характеризующаяся тем, что стальная подложка содержит следующие компоненты, мас. %:
0,31 ≤ C ≤ 1,2,
0,1 ≤ Si ≤ 1,7,
0,7 ≤ Mn ≤ 3,0,
P ≤ 0,01,
S ≤ 0,1,
Cr ≤ 0,5,
Ni ≤ 0,5,
Mo ≤ 0,1
и необязательно один или несколько элементов:
Nb ≤ 0,05,
B ≤ 0,003,
Ti ≤ 0,06,
Cu ≤ 0,1,
Co ≤ 0,1,
N ≤ 0,01,
V ≤ 0,05,
остальное железо и неизбежные примеси,
толщина покрытия находится в диапазоне между 10 и 250 мкм и связующее представляет собой силикат натрия, или связующее включает сульфат алюминия и добавку, которая представляет собой оксид алюминия.
2. Стальная подложка с покрытием по п. 1, в котором поперечный размер наночастиц находится в диапазоне между 20 и 55 мкм.
3. Стальная подложка с покрытием по п. 2, в котором поперечный размер наночастиц находится в диапазоне между 30 и 55 мкм.
4. Стальная подложка с покрытием по любому из пп. 1-3, в котором стальная подложка представляет собой сляб, болванку или блюм.
5. Стальная подложка с покрытием по любому из пп. 1-4, в котором покрытие дополнительно содержит металлоорганическое соединение.
6. Стальная подложка с покрытием по п. 5, в котором металлоорганическое соединение включает дипропиленгликольмонометиловый простой эфир (СН3ОС3Н6ОС3Н6ОН), 1,2-этандиол (НОСН2СН2ОН) и 2-этилгексановой кислоты марганцевую соль (С8Н16MnO2).
7. Способ изготовления стальной подложки с покрытием, содержащим чешуйки нанографита и связующее, по любому из пп. 1-6, включающий следующие далее последовательные стадии:
А. получение стальной подложки с составом стали, указанным в п. 1,
В. осаждение покрытия при использовании водной смеси, которая содержит от 1 до 60 г/л нанографита и от 150 до 250 г/л связующего для получения покрытия,
С. необязательно высушивание стальной подложки с покрытием, полученной на стадии В).
8. Способ по п. 7, в котором на стадии В) осаждение покрытия проводят путем центрифугирования, путем распыления, путем погружения или при использовании кисти.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором на стадии В) водная смесь содержит нанографит, содержащий С в количестве более чем 95 мас. %.
10. Способ по п. 9, в котором на стадии В) водная смесь содержит нанографит, содержащий С в количестве, равном или больше 99 мас. %.
11. Способ по любому из пп. 7-10, в котором на стадии В) массовое отношение нанографита к связующему меньше или равно 0,3.
12. Способ по любому из пп. 7-11, в котором на стадии В) водная смесь содержит металлоорганическое соединение, включающее дипропиленгликольмонометиловый простой эфир (СН3ОС3Н6ОС3Н6ОН), 1,2-этандиол (НОСН2СН2ОН) и 2-этилгексановой кислоты марганцевую соль (С8Н16MnO2).
13. Способ по п. 12, в котором на стадии В) концентрация металлоорганического соединения равна или меньше 0,12 мас. %.
14. Способ по любому из пп. 7-13, в котором на стадии С) высушивание проводят при температуре в диапазоне между 50 и 150°С или при комнатной температуре.
15. Способ по любому из пп. 7-14, в котором на стадии С) высушивание проводят при использовании горячего воздуха.
16. Способ по любому из пп. 7-15, в котором на стадии С) высушивание проводят в течение от 5 до 60 минут.
17. Способ изготовления горячекатаного стального продукта с использованием стальной подложки с покрытием, содержащим чешуйки нанографита и связующее, по любому из пп. 1-6, включающий следующие далее последовательные стадии:
I. получение стальной подложки с покрытием по любому из пп. 1-6,
II. повторное нагревание стальной подложки с покрытием в печи для повторного нагревания при температуре в диапазоне между 750 и 1300°С,
III. удаление окалины с повторно нагретой стальной подложки с покрытием, полученной на стадии II), с получением стального продукта с удаленной окалиной и
IV. горячая прокатка стального продукта с удаленной окалиной.
18. Способ по п. 17, в котором повторное нагревание на стадии II) проводят при температуре в диапазоне между 800 и 1300°С.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором удаление окалины на стадии III) проводят при использовании воды под давлением или удаление окалины проводят механически.
20. Способ по п. 19, в котором на стадии III) давление воды находится в диапазоне между 100 и 150 бар.
RU2020121979A 2017-12-19 2018-12-11 Стальная подложка с покрытием RU2756682C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2017/058105 WO2019122957A1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 A coated steel substrate
IBPCT/IB2017/058105 2017-12-19
PCT/IB2018/059873 WO2019123105A1 (en) 2017-12-19 2018-12-11 A coated steel substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756682C1 true RU2756682C1 (ru) 2021-10-04

Family

ID=60972272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121979A RU2756682C1 (ru) 2017-12-19 2018-12-11 Стальная подложка с покрытием

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20200318213A1 (ru)
EP (1) EP3728677B1 (ru)
JP (1) JP7063997B2 (ru)
KR (1) KR102269980B1 (ru)
CN (1) CN112041476B (ru)
AU (1) AU2018392862B2 (ru)
BR (1) BR112020008112B1 (ru)
CA (1) CA3084309C (ru)
ES (1) ES2938744T3 (ru)
MX (1) MX2020006336A (ru)
RU (1) RU2756682C1 (ru)
UA (1) UA124866C2 (ru)
WO (2) WO2019122957A1 (ru)
ZA (1) ZA202002384B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021084299A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 Arcelormittal A coated steel substrate
CN111020378A (zh) * 2019-11-18 2020-04-17 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种耐隧道环境腐蚀钢轨
WO2021123872A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-24 Arcelormittal A heating system
CN113817911A (zh) * 2021-09-18 2021-12-21 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种制备具有低脱碳层的钢轨的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073033A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Nisshin Steel Co Ltd 局部延性に優れた中・高炭素鋼板の製造方法
RU2318883C2 (ru) * 2002-05-08 2008-03-10 Эй-Кей СТИЛ ПРОПЕРТИЗ ИНК Способ непрерывного литья полосы неориентированной электротехнической стали
EP1932933A4 (en) * 2005-10-05 2009-09-02 Jfe Steel Corp HOT-LAMINATED HIGH-CARBON STEEL EXTRA-SOFT STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
RU2585889C2 (ru) * 2011-09-30 2016-06-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Высокопрочный горячеоцинкованный стальной лист, имеющий превосходное сопротивление замедленному разрушению, и способ его изготовления

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957673A (en) * 1972-07-20 1976-05-18 Nippon Steel Corporation Scale inhibitor compositions for application onto metal substrates to be heated, and the method therefor
JPS5226485B2 (ru) * 1973-05-21 1977-07-14
JPS556413A (en) * 1978-06-26 1980-01-17 Nippon Steel Metal Prod Co Ltd Antioxidant
JPS5672120A (en) * 1979-11-14 1981-06-16 Nippon Steel Corp Prevention method of decarburization of steel product
JP2592642B2 (ja) * 1988-03-19 1997-03-19 新日本製鐵株式会社 鋼材の脱炭防止方法
JPH03122249A (ja) * 1989-10-06 1991-05-24 Kawasaki Steel Corp 遠心力鋳造高クロムロール
US6576336B1 (en) * 1998-09-11 2003-06-10 Unitech Corporation, Llc Electrically conductive and electromagnetic radiation absorptive coating compositions and the like
JP2000319758A (ja) * 1999-03-10 2000-11-21 Nippon Steel Corp メカニカルデスケーリング後の残留スケールの少ない線材
US6846779B1 (en) * 2000-03-24 2005-01-25 Omnitechnik Mikroverkapselungsgesellschaft Mbh Coating compositions having antiseize properties for a disassemblable socket/pin and/or threaded connections
CN100453604C (zh) * 2002-12-20 2009-01-21 鞍钢股份有限公司 一种防止高碳钢坯脱碳的涂料
US20060233955A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Noel Smith Process for the coating of metallic components with an aqueous organic composition
CN101426938B (zh) * 2007-01-31 2010-06-02 中国科学院过程工程研究所 一种钢材防氧化涂料及钢材的防氧化方法
CN102203311B (zh) * 2009-08-18 2013-07-24 新日铁住金株式会社 珠光体系钢轨
CN101696328A (zh) 2009-10-16 2010-04-21 内蒙古第一机械制造（集团）有限公司 一种用于钢铁工件表面的保护性涂料
US9193879B2 (en) * 2010-02-17 2015-11-24 Baker Hughes Incorporated Nano-coatings for articles
CN105908226B (zh) * 2011-06-07 2018-07-17 杰富意钢铁株式会社 热压用钢板
US20160024310A1 (en) * 2013-03-08 2016-01-28 BYK -Chemie GmbH Pocess for providing metallic substrates with corrosion resistance
EP3041627A4 (en) * 2013-09-05 2017-05-03 Henkel IP & Holding GmbH Metal sintering film compositions
CN103540862A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 徐梁冰 一种具有内防腐涂层的金属耐磨管道
EP3156220B1 (en) * 2014-06-12 2022-06-22 Toray Industries, Inc. Layered product and process for producing same
MX2017000188A (es) * 2014-07-03 2017-05-01 Arcelormittal Metodo para producir una hoja de acero revestida o no revestida de resistencia ultra alta y hoja obtenida por dicho metodo.
TWI582267B (zh) * 2015-05-26 2017-05-11 周挺正 鋼件之表面處理劑及鋼件之表面處理方法
KR20170071678A (ko) * 2015-12-15 2017-06-26 주식회사 포스코 그래핀 산화물의 분산성 향상 방법 및 이를 이용한 표면처리 강판 제조
WO2017109526A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Arcelormittal A method of heat transfer of a non-metallic or metallic item

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073033A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Nisshin Steel Co Ltd 局部延性に優れた中・高炭素鋼板の製造方法
RU2318883C2 (ru) * 2002-05-08 2008-03-10 Эй-Кей СТИЛ ПРОПЕРТИЗ ИНК Способ непрерывного литья полосы неориентированной электротехнической стали
EP1932933A4 (en) * 2005-10-05 2009-09-02 Jfe Steel Corp HOT-LAMINATED HIGH-CARBON STEEL EXTRA-SOFT STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
RU2585889C2 (ru) * 2011-09-30 2016-06-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Высокопрочный горячеоцинкованный стальной лист, имеющий превосходное сопротивление замедленному разрушению, и способ его изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
CN112041476B (zh) 2021-11-30
KR102269980B1 (ko) 2021-06-29
JP7063997B2 (ja) 2022-05-09
ES2938744T3 (es) 2023-04-14
CA3084309C (en) 2022-07-12
US20200318213A1 (en) 2020-10-08
BR112020008112A2 (pt) 2020-10-06
BR112020008112B1 (pt) 2023-10-10
AU2018392862A1 (en) 2020-04-30
EP3728677B1 (en) 2023-01-25
CA3084309A1 (en) 2019-06-27
WO2019123105A1 (en) 2019-06-27
MX2020006336A (es) 2020-09-03
ZA202002384B (en) 2021-08-25
UA124866C2 (uk) 2021-12-01
WO2019122957A1 (en) 2019-06-27
JP2021508766A (ja) 2021-03-11
EP3728677A1 (en) 2020-10-28
AU2018392862B2 (en) 2021-07-15
KR20200081483A (ko) 2020-07-07
CN112041476A (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2756682C1 (ru) Стальная подложка с покрытием
RU2747952C1 (ru) Стальная подложка с покрытием
RU2758048C1 (ru) Стальная подложка с нанесенным покрытием
EP3728676B1 (en) A method for coating a steel substrate with a scale protection