RU2774760C1 - Method for production of cold-resistant rolled products - Google Patents
Method for production of cold-resistant rolled products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774760C1 RU2774760C1 RU2021126398A RU2021126398A RU2774760C1 RU 2774760 C1 RU2774760 C1 RU 2774760C1 RU 2021126398 A RU2021126398 A RU 2021126398A RU 2021126398 A RU2021126398 A RU 2021126398A RU 2774760 C1 RU2774760 C1 RU 2774760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- sheet metal
- furnace
- steel
- production
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 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
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 229910019802 NbC Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019794 NbN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 102220375185 PSMD13 C21D Human genes 0.000 description 1
- 241001594857 Pao Species 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- -1 niobium form carbides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству листового проката в толщинах до 50 мм из высокопрочной свариваемой хладостойкой стали для строительства зданий и сооружений, мостовых конструкций, изготовления тяжелонагруженной техники и подъемно-транспортного оборудования, эксплуатирующихся в условиях низких температур.The invention relates to the field of metallurgy, namely to the production of sheet metal in thicknesses up to 50 mm from high-strength weldable cold-resistant steel for the construction of buildings and structures, bridge structures, the manufacture of heavy-duty equipment and handling equipment operating at low temperatures.
Известна сталь, содержащая в мас.%: углерод 0,08-0,10, кремний 0,30-0,40, марганец 0,65-0,75, хром 0,45-0,55, никель 1,65-1,75, медь 0,50-0,60, молибден 0,30-0,35, ниобий 0,02-0,04, цинк 0,0001-0,01, висмут 0,0001-0,005, сурьму 0,0001-0,005, кальций 0,0001-0,01, алюминий 0,02-0,05, азот 0,001-0,008, серу не более 0,005, фосфор не более 0,012, остальное - железо и неизбежные примеси, а также способ ее производства, приведенный в описании [Патент RU № 2731223, МПК C22C 38/60, C22C38/48, 2020].Known steel containing in wt.%: carbon 0.08-0.10, silicon 0.30-0.40, manganese 0.65-0.75, chromium 0.45-0.55, nickel 1.65- 1.75, copper 0.50-0.60, molybdenum 0.30-0.35, niobium 0.02-0.04, zinc 0.0001-0.01, bismuth 0.0001-0.005, antimony 0, 0001-0.005, calcium 0.0001-0.01, aluminum 0.02-0.05, nitrogen 0.001-0.008, sulfur no more than 0.005, phosphorus no more than 0.012, the rest is iron and inevitable impurities, as well as the method of its production, given in the description [Patent RU No. 2731223, IPC C22C 38/60, C22C38/48, 2020].
Недостатком данной стали, является низкая свариваемость и трудность при ее механической обработке.The disadvantage of this steel is the low weldability and difficulty in its machining.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ, получения хладостойкого до -60°С листового проката толщиной до 70 мм, улучшения свариваемости листа и повышения прочности, согласно которому заготовку получают из стали, содержащей, мас.%: С (0,04-0,10), Mn (1,00-1,40), Si (0,15-0,35), Ni (0,10-0,80), Al (0,02-0,06), Mo (0,01-0,08), Nb (0,02-0,06), V (0,02-0,10), S (0,001-0,008), P (0,003-0,012), железо - остальное, нагревают до 1140-1170°С, предварительно деформируют с суммарной степенью обжатий 58-65% с регламентированными минимальными обжатиями при первых четырех проходах: (12-15%)-(13-17%)-(14-18%)-(14-20%) - при температуре 940-990°С, охлаждают на 70-100°С, окончательно деформируют при 830-750°С с суммарной степенью обжатия 35-42%, ускоренно охлаждают до 550-400°С, затем замедленно охлаждают в кессоне до температуры не выше 150°С. По второму варианту изобретения заготовку получают из стали, содержащей, мас.%: С (0,04-0,09), Mn (1,00-1,60), Si (0,15-0,30), Ni (0,10-0,80), Al (0,02-0,06), Mo (0,01-0,08), Nb (0,02-0,08), V (0,02-0,08), S (0,001-0,008), P (0,003-0,012), железо - остальное, нагревают до 1250-1270°С, проводят дробную деформацию при 850-970°С, после чего прокат охлаждают со скоростью не более 0,5-1,0°С/с до 800-650°С, затем со скоростью не более 0,1°С/с до температуры не выше 200°С и затем на воздухе, далее нагревают до 940-960°С, выдерживают 1,5-2,0 мин/мм, охлаждают со скоростью 7-40°С/с до температуры не выше 100°С и повторно нагревают до 650-680°С, выдерживают 2,0-3,0 мин/мм и охлаждают на воздухе [Патент RU № 2345149, МПК C21D 8/02, C22C38/12, C21D9/46, C22C38/48, 2009].The closest to the proposed invention in technical essence is a method for obtaining cold-resistant to -60 ° C sheet metal with a thickness of up to 70 mm, improving the weldability of the sheet and increasing the strength, according to which the workpiece is obtained from steel containing, wt.%: C (0.04 -0.10), Mn (1.00-1.40), Si (0.15-0.35), Ni (0.10-0.80), Al (0.02-0.06), Mo (0.01-0.08), Nb (0.02-0.06), V (0.02-0.10), S (0.001-0.008), P (0.003-0.012), iron - the rest , heated to 1140-1170°C, pre-deformed with a total reduction ratio of 58-65% with regulated minimum reductions in the first four passes: (12-15%)-(13-17%)-(14-18%)-( 14-20%) - at a temperature of 940-990°C, cooled by 70-100°C, finally deformed at 830-750°C with a total reduction ratio of 35-42%, rapidly cooled to 550-400°C, then slowly cooled in a caisson to a temperature not exceeding 150°C. According to the second version of the invention, the workpiece is obtained from steel containing, wt.%: C (0.04-0.09), Mn (1.00-1.60), Si (0.15-0.30), Ni ( 0.10-0.80), Al (0.02-0.06), Mo (0.01-0.08), Nb (0.02-0.08), V (0.02-0, 08), S (0.001-0.008), P (0.003-0.012), iron - the rest, heated to 1250-1270 ° C, fractional deformation is carried out at 850-970 ° C, after which the rolled product is cooled at a rate of not more than 0.5 -1.0°C/s to 800-650°C, then at a rate of not more than 0.1°C/s to a temperature not exceeding 200°C and then in air, then heated to 940-960°C, kept for 1 ,5-2.0 min/mm, cooled at a rate of 7-40°C/s to a temperature not exceeding 100°C and reheated to 650-680°C, maintained at 2.0-3.0 min/mm and cooled in air [Patent RU No. 2345149, IPC C21D 8/02, C22C38/12, C21D9/46, C22C38/48, 2009].
Недостатком данного способа является повышенный уровень легирования стали, что ведет к повышению себестоимости ее производства. The disadvantage of this method is the increased level of steel alloying, which leads to an increase in the cost of its production.
Технический результат предлагаемого способа заключается в разработке технологии производства стали с классом прочности не менее 420 с гарантией ударной вязкости при минус 60°С, гарантией относительного сужения в направлении толщины и удовлетворительной свариваемостью.The technical result of the proposed method is to develop a technology for the production of steel with a strength class of at least 420 with a guarantee of impact strength at minus 60 ° C, a guarantee of relative narrowing in the direction of thickness and satisfactory weldability.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства хладостойкого стального листового проката, включающем получение заготовки из стали, ее аустенизацию, деформацию путем прокатки и охлаждение, согласно изобретению заготовку получают из стали, содержащей, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the production of cold-resistant steel sheet products, including obtaining a billet from steel, its austenitization, deformation by rolling and cooling, according to the invention, the billet is obtained from steel containing, wt.%:
Углерод 0,07 - 0,16;Carbon 0.07 - 0.16;
Кремний 0,10 - 0,65;Silicon 0.10 - 0.65;
Марганец 1,0 - 1,9;Manganese 1.0 - 1.9;
Сера не более 0,009;Sulfur not more than 0.009;
Фосфор не более 0,015;Phosphorus not more than 0.015;
Хром не более 0,4;Chromium not more than 0.4;
Никель не более 0,4;Nickel not more than 0.4;
Медь не более 0,4;Copper not more than 0.4;
Алюминий 0,02 - 0,07;Aluminum 0.02 - 0.07;
Ванадий 0,005 - 0,10;Vanadium 0.005 - 0.10;
Ниобий 0,01 - 0,10;Niobium 0.01 - 0.10;
Титан 0,003 - 0,10;Titanium 0.003 - 0.10;
Молибден 0,001 - 0,08;Molybdenum 0.001 - 0.08;
Азот не более 0,010,Nitrogen no more than 0.010,
при необходимостиif necessary
кальций не более 0,005;calcium not more than 0.005;
бор не более 0,005;boron not more than 0.005;
мышьяк не более 0,08.arsenic not more than 0.08.
остальное железо и неизбежные примеси, the rest is iron and inevitable impurities,
при этом аустенизацию осуществляют до температуры 1210 - 1300°С, деформацию путем прокатки начинают при температуре порядка 980 - 1000°С, прокатку заканчивают при температуре не более 930°С, после чего проводят закалку листового проката путем нагрева до температуры 910 - 990°С и охлаждения со скоростью превышающую критическую до температуры не более 100°С, затем осуществляют отпуск при температуре 600 - 770°С и производят охлаждение на воздухе.at the same time, austenization is carried out to a temperature of 1210 - 1300 ° C, deformation by rolling begins at a temperature of about 980 - 1000 ° C, rolling is completed at a temperature of not more than 930 ° C, after which the sheet metal is quenched by heating to a temperature of 910 - 990 ° C and cooling at a rate exceeding the critical one to a temperature of not more than 100°C, then tempering is carried out at a temperature of 600 - 770°C and cooling is carried out in air.
Продолжительность аустенизации составляет не менее 4 ч.The duration of austenization is at least 4 hours.
При производстве листового проката толщиной проката 8,0 - 20,0 мм прокатку заканчивают при температуре не более 900°С, а при толщине листового проката 20,1 - 50,0 мм прокатку заканчивают при температуре не более 930°С.In the production of sheet metal with a thickness of 8.0 - 20.0 mm, rolling is completed at a temperature of not more than 900°C, and when the thickness of sheet metal is 20.1 - 50.0 mm, rolling is completed at a temperature of not more than 930°C.
При производстве листового проката толщиной 8,0-10,0 мм температура при отпуске по зонам печи составляет 680-690°С, температура листового проката на выходе из печи составляет 690 °С, время нахождения листового проката в печи 4,0 мин/мм.In the production of sheet metal with a thickness of 8.0-10.0 mm, the temperature during tempering in the furnace zones is 680-690 ° C, the temperature of sheet metal at the outlet of the furnace is 690 ° C, the residence time of sheet metal in the furnace is 4.0 min / mm .
При производстве листового проката толщиной 10,1-15,9 мм температура при отпуске по зонам печи составляет 720-730°С, при этом температура листового проката на выходе из печи составляет 730°С, время нахождения листового проката в печи 2 мин/мм.In the production of sheet metal with a thickness of 10.1-15.9 mm, the temperature during tempering in the furnace zones is 720-730°C, while the temperature of sheet metal at the furnace outlet is 730°C, the residence time of sheet metal in the furnace is 2 min/mm .
При производстве листового проката толщиной 16,0-25,0 мм температура при отпуске по зонам печи составляет 670-680°С, температура листового проката на выходе из печи составляет 680°С, время нахождения листового проката в печи 1,5 мин/мм.In the production of sheet metal with a thickness of 16.0-25.0 mm, the temperature during tempering in the furnace zones is 670-680°C, the temperature of sheet metal at the outlet of the furnace is 680°C, the residence time of sheet metal in the furnace is 1.5 min/mm .
При производстве листового проката толщиной 25,1-35,0 мм температура при отпуске по зонам печи составляет 650-660°С, температура листового проката на выходе из печи составляет 660°С, время нахождения листового проката в печи 1,0 мин/мм.In the production of sheet metal with a thickness of 25.1-35.0 mm, the temperature during tempering in the zones of the furnace is 650-660°C, the temperature of sheet metal at the outlet of the furnace is 660°C, the residence time of sheet metal in the furnace is 1.0 min/mm .
При производстве листового проката толщиной 35,1-50,0 мм температура при отпуске по зонам печи составляет 630-640°С, температура листового проката на выходе из печи составляет 640°С, время нахождения листового проката в печи 1,0 мин/мм.In the production of sheet metal with a thickness of 35.1-50.0 mm, the temperature during tempering in the furnace zones is 630-640°C, the temperature of sheet metal at the outlet of the furnace is 640°C, the residence time of sheet metal in the furnace is 1.0 min/mm .
Углеродный эквивалент стали составляет не более 0,46.The carbon equivalent of steel is no more than 0.46.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Указанное сочетание содержания углерода и марганца обеспечивает необходимый уровень прочностных характеристик, наряду с высокими значениями ударной вязкости.The specified combination of carbon and manganese content provides the required level of strength characteristics, along with high values of impact strength.
Ограничение величины углеродного эквивалента гарантирует высокую технологичность сварки при низких температурах окружающей среды без предварительного подогрева. Требования по максимальным значениям углеродного эквивалента обеспечиваются при сочетании содержания химических элементов.Limitation of the carbon equivalent guarantees high workability of welding at low ambient temperatures without preheating. The requirements for the maximum values of the carbon equivalent are provided with a combination of the content of chemical elements.
Использование микролегирования обеспечивает формирование мелкозернистой структуры по всей толщине проката, за счет образования мелкодисперсных карбидов, которые препятствуют росту зерна при нагреве под прокатку и термообработку.The use of microalloying ensures the formation of a fine-grained structure throughout the thickness of the rolled product, due to the formation of finely dispersed carbides, which prevent grain growth during heating for rolling and heat treatment.
Углерод в стали предложенного состава определяет ее прочностные свойства. Снижение содержания углерода менее 0,07% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода сверх 0,16% ухудшает пластичность и вязкость стали.Carbon in the steel of the proposed composition determines its strength properties. Reducing the carbon content to less than 0.07% leads to a drop in strength below the acceptable level. Increasing the carbon content in excess of 0.16% worsens the ductility and toughness of the steel.
Кремний раскисляет и упрочняет сталь, повышает ее упругие свойства. При содержании кремния менее 0,10% прочность стали недостаточна. Увеличение содержания кремния более 0,65% приводит к возрастанию количества силикатных неметаллических включений, охрупчивает сталь, ухудшает ее пластичность.Silicon deoxidizes and strengthens steel, increases its elastic properties. When the silicon content is less than 0.10%, the strength of the steel is insufficient. An increase in the silicon content of more than 0.65% leads to an increase in the amount of silicate non-metallic inclusions, embrittles the steel, and worsens its ductility.
Марганец введен для повышения прочности стали, связывания примесной серы в сульфиды. При содержании марганца менее 1,0% снижается прочность стали и вязкость при отрицательных температурах, приводит к увеличению отбраковки. Повышение концентрации марганца сверх 1,9% ухудшает пластичность стали, снижает хладостойкость.Manganese was introduced to increase the strength of steel, to bind impurity sulfur into sulfides. When the manganese content is less than 1.0%, the strength of steel and toughness at low temperatures decrease, leading to an increase in rejection. Increasing the concentration of manganese in excess of 1.9% worsens the ductility of steel, reduces cold resistance.
Ванадий и ниобий образуют с углеродом карбиды VC, NbC, а с азотом - нитриды VN, NbN. Мелкие нитриды и карбонитриды ванадия и ниобия располагаются по границам зерен и субзерен, тормозят движение дислокаций, и, тем самым, упрочняют сталь. При содержании ванадия менее 0,005% свойства стали снижаются ниже допустимого уровня. Увеличение концентрации ванадия более 0,10% вызывает дисперсионное твердение проката и приводит к его выделению на границах зерен в виде интерметаллических соединений. Это ухудшает свойства и снижает выход годного горячекатаного листового проката.Vanadium and niobium form carbides VC, NbC with carbon, and nitrides VN, NbN with nitrogen. Fine nitrides and carbonitrides of vanadium and niobium are located along the boundaries of grains and subgrains, inhibit the movement of dislocations, and thereby strengthen the steel. When the content of vanadium is less than 0.005%, the properties of steel are reduced below the acceptable level. An increase in the concentration of vanadium over 0.10% causes precipitation hardening of rolled products and leads to its precipitation at the grain boundaries in the form of intermetallic compounds. This worsens the properties and reduces the yield of suitable hot-rolled sheet products.
При содержании ниобия менее 0,01% свойства стали снижаются ниже допустимого уровня. При содержании ниобия более 0,10%, в осевой зоне образуются включения на основе NbC, NbN, что создает локальные участки с повышенными напряжениями и отрицательно влияет на ударную вязкость и значительно удорожает себестоимость проката.When the content of niobium is less than 0.01%, the properties of steel are reduced below the permissible level. When the content of niobium is more than 0.10%, inclusions based on NbC, NbN are formed in the axial zone, which creates local areas with increased stresses and negatively affects the impact strength and significantly increases the cost of rolled products.
Азот является карбонитридообразующим элементом, упрочняющим сталь. Однако повышение концентрации азота сверх 0,010% приводит к снижению вязкостных свойств при отрицательных температурах, что недопустимо.Nitrogen is a carbonitride-forming element that hardens steel. However, an increase in the nitrogen concentration in excess of 0.010% leads to a decrease in viscosity properties at low temperatures, which is unacceptable.
Алюминий является раскисляющим и модифицирующим элементом. При содержании алюминия менее 0,02% его воздействие проявляется слабо, сталь имеет низкие механические свойства. Увеличение содержания алюминия более 0,07% приводит к повышенному содержанию неметаллических включений, что приводит к образованию дефектов при проведении сварочных работ. Aluminum is a deoxidizing and modifying element. When the aluminum content is less than 0.02%, its effect is weak, the steel has low mechanical properties. An increase in the aluminum content of more than 0.07% leads to an increased content of non-metallic inclusions, which leads to the formation of defects during welding.
Титан является сильным карбидообразующим элементом, упрочняющим сталь. При содержании титана менее 0,003% снижается трещиностойкость стали в интервале температурной хрупкости при разливке. При увеличении содержания титана более 0,10% ухудшается качество поверхности металлопроката, увеличивается отсортировка. Titanium is a strong carbide-forming element that hardens steel. When the titanium content is less than 0.003%, the crack resistance of steel decreases in the range of temperature brittleness during casting. With an increase in the titanium content of more than 0.10%, the quality of the surface of rolled metal deteriorates, and sorting increases.
Молибден оказывает существенное влияние на формирование микроструктуры металлопроката, однако, его содержание менее 0,001% не оказывает практического влияния на свойства проката, а увеличение содержания молибдена более 0,08% не дает ощутимого изменения механических характеристик металлопроката и является экономически не обоснованным.Molybdenum has a significant impact on the formation of the microstructure of rolled metal, however, its content of less than 0.001% does not have a practical effect on the properties of rolled products, and an increase in the molybdenum content of more than 0.08% does not give a noticeable change in the mechanical characteristics of rolled metal and is not economically justified.
Хром, никель и медь способствуют повышению прочностных свойств и стойкости против питтинговой коррозии, но при содержании Ni и Cu более 0,40%, имеет место снижение хладостойкости стали при отрицательных температурах. Chromium, nickel and copper increase the strength properties and resistance to pitting corrosion, but with a content of Ni and Cu of more than 0.40%, there is a decrease in the cold resistance of steel at low temperatures.
Сера и фосфор являются вредными примесями, ухудшающими качество стали, поэтому содержание данных химических элементов следует ограничивать значением не более 0,009 % для серы и не более 0,015% для фосфора. Указанные содержания элементов обеспечивают высокую сопротивляемость стали слоистым разрушениям.Sulfur and phosphorus are harmful impurities that degrade the quality of steel, so the content of these chemical elements should be limited to no more than 0.009% for sulfur and no more than 0.015% for phosphorus. The indicated contents of elements provide high resistance of the steel to layered fractures.
Кальций обеспечивает рафинирование границ зерен микроструктуры стали. Действуя как поверхностно-активное вещество, он очищает межзеренные границы от нежелательных примесей, благодаря чему достигается одновременное повышение ударной вязкости при отрицательных температурах. Увеличение содержания кальция сверх 0,005% ведет к увеличению количества неметаллических включений, что отрицательно сказывается на механических свойствах горячекатаного проката.Calcium provides refining of the grain boundaries of the steel microstructure. Acting as a surfactant, it cleans grain boundaries from unwanted impurities, thereby achieving a simultaneous increase in impact strength at low temperatures. An increase in the calcium content in excess of 0.005% leads to an increase in the number of non-metallic inclusions, which adversely affects the mechanical properties of hot-rolled steel.
Содержания в стали бора в количестве не более 0,005% и мышьяка в количестве не более 0,08% ограничено в связи с их негативным влиянием на пластические свойства стали и ударную вязкость.The content of boron in steel in an amount of not more than 0.005% and arsenic in an amount of not more than 0.08% is limited due to their negative effect on the plastic properties of steel and impact strength.
Аустенизацию осуществляют до температуры 1210 - 1300°С, при температуре менее 1210°С, снижается производительность стана; в случае повышения температуры нагрева свыше 1300°С происходит увеличение размера аустенитного зерна, что негативно влияет на сопротивление проката ударным нагрузкам.Austenitization is carried out up to a temperature of 1210 - 1300°C, at a temperature of less than 1210°C, the productivity of the mill decreases; in the case of an increase in the heating temperature above 1300°C, an increase in the size of the austenite grain occurs, which negatively affects the resistance of rolled products to shock loads.
Начало чистовой прокатки осуществляют при температуре порядка 980°С, для обеспечения оптимальной производительности стана при прокатке без пауз, установлена опытным путем. Прокатку заканчивают при температуре не более 930°С, для обеспечения оптимального размера зерна и производительности стана. The start of finishing rolling is carried out at a temperature of about 980°C, to ensure optimal performance of the mill during rolling without pauses, it has been established empirically. Rolling is completed at a temperature not exceeding 930°C to ensure optimal grain size and mill productivity.
Термообработка проката (закалка), при которой производят его нагрев до температуры 910 - 990°С, затем охлаждают со скоростью превышающую критическую до температуры не более 100°С, необходима для получения требуемой закалочной структуры.Heat treatment of rolled products (hardening), in which it is heated to a temperature of 910 - 990 ° C, then cooled at a rate exceeding the critical one to a temperature of not more than 100 ° C, is necessary to obtain the required hardening structure.
Повторный нагрев (отпуск) до температуры 600 - 770°С и охлаждение на воздухе производят c целью получения равновесной структуры, влияющей на заданный комплекс механических свойств.Reheating (tempering) to a temperature of 600 - 770°C and cooling in air is carried out in order to obtain an equilibrium structure that affects a given set of mechanical properties.
Зависимости температур начала и конца прокатки, а также режимы термообработки, от толщины проката определены экспериментально.The temperature dependences of the beginning and end of rolling, as well as heat treatment modes, on the thickness of the rolled products are determined experimentally.
Для того, чтобы температура успела выровняться по всему сечению сляба, продолжительность аустенизации должна составлять не менее 4 час. In order for the temperature to have time to equalize over the entire cross section of the slab, the duration of austenitization should be at least 4 hours.
Пример реализацииImplementation example
Сталь была выплавлена в кислородном конвертере и после внепечного рафинирования разлита в непрерывнолитые слябы с сечением 250х1630мм.The steel was smelted in an oxygen converter and, after out-of-furnace refining, cast into continuously cast slabs with a cross section of 250x1630mm.
В таблице 1 приведены химические составы стали с различным содержанием элементов. Table 1 shows the chemical compositions of steel with different content of elements.
В таблице 2 приведены контролируемые характеристики стали технологии.Table 2 summarizes the controlled characteristics of the steel technology.
Согласно указанному способу заготовки подвергали аустенизации при температуре 1230-1250°С, в течение 4 часов.According to this method, the blanks were subjected to austenitization at a temperature of 1230-1250°C for 4 hours.
Прокатку производили на листы толщиной 10, 14, 20 и 30 мм на реверсивном ст. 2800 ПАО «Северсталь». Предварительную деформацию производили при температуре 980-1000°С. Окончательную деформацию производили при температуре 890-930°С, после окончания деформации листы охлаждались на воздухе до комнатной температуры.Rolling was carried out on sheets with a thickness of 10, 14, 20 and 30 mm on a reverse station. 2800 PAO Severstal. Preliminary deformation was carried out at a temperature of 980-1000°C. The final deformation was carried out at a temperature of 890–930°C; after deformation, the sheets were cooled in air to room temperature.
Затем горячекатаные листы нагревали в роликовой печи до температур 925-960°С с временем выдержки 1,8-2,2 мин/мм, в зависимости от толщины и ширины готового проката, и далее охлаждали со скоростью 13-17 град/сек до температуры не более 100°С и повторно нагревали до 690-730°С с выдержкой 1,0-3,5 мин/мм, в зависимости от толщины готового проката, далее охлаждали на воздухе.Then hot-rolled sheets were heated in a roller furnace to temperatures of 925-960°C with a holding time of 1.8-2.2 min/mm, depending on the thickness and width of the finished rolled products, and then cooled at a rate of 13-17 degrees/sec to a temperature not more than 100°C and re-heated to 690-730°C with a holding time of 1.0-3.5 min/mm, depending on the thickness of the finished rolled products, then cooled in air.
Согласно представленным данным в таблицах 1 и 2 при соблюдении указанных режимов производства, металлопрокат из заявляемой конструкционной стали обладает требуемыми свойствами: прочностными характеристиками, гарантией относительного сужения в направлении толщины, ударной вязкостью, а следовательно, хорошо поддается механической обработке, обработке резанием и обладает хорошей свариваемостью. According to the data presented in tables 1 and 2, subject to the specified production modes, rolled metal from the claimed structural steel has the required properties: strength characteristics, a guarantee of relative narrowing in the direction of thickness, impact strength, and therefore, lends itself well to machining, cutting and has good weldability. .
Таблица 1Table 1
Химические составы сталиChemical compositions of steel
Таблица 2table 2
Контролируемые параметрыControlled parameters
поперек
МПаYield strength,
across
MPa
МПаTensile strength, across
MPa
%Elongation, across
%
%Relative contraction, in thickness direction
%
Claims (29)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774760C1 true RU2774760C1 (en) | 2022-06-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2345149C2 (en) * | 2006-09-28 | 2009-01-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Cold-resistant rolled plate manufacturing method (versions) |
| RU2432403C1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Procedure for manufacture of cold resistant flat |
| RU2617075C1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-04-19 | Иван Анатольевич Симбухов | Method of manufacture of economy-deposited high-strength rolling for pipes of high-pressure gas pipelines, and also for mechanical engineering and offshore shipbuilding |
| RU2629420C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-08-29 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of production of high-strength rolled products with high cold resistance |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| CN110846567A (en) * | 2019-10-15 | 2020-02-28 | 石家庄钢铁有限责任公司 | High-strength extremely-cold-environment-impact-resistant bolt steel and production method thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2345149C2 (en) * | 2006-09-28 | 2009-01-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Cold-resistant rolled plate manufacturing method (versions) |
| RU2432403C1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Procedure for manufacture of cold resistant flat |
| RU2617075C1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-04-19 | Иван Анатольевич Симбухов | Method of manufacture of economy-deposited high-strength rolling for pipes of high-pressure gas pipelines, and also for mechanical engineering and offshore shipbuilding |
| RU2629420C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-08-29 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of production of high-strength rolled products with high cold resistance |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| CN110846567A (en) * | 2019-10-15 | 2020-02-28 | 石家庄钢铁有限责任公司 | High-strength extremely-cold-environment-impact-resistant bolt steel and production method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102276741B1 (en) | High strength cold-rolled steel sheet and galvanized steel sheet having high hole expansion ratio and manufacturing method thereof | |
| JP5277648B2 (en) | High strength steel sheet with excellent delayed fracture resistance and method for producing the same | |
| CN112752862B (en) | High-strength cold-rolled steel sheet having high hole expansibility, high-strength hot-dip galvanized steel sheet, and methods for producing these | |
| CN108463570B (en) | Ultrahigh-strength steel sheet having excellent chemical conversion treatability and hole expansibility, and method for producing same | |
| EP1375694A1 (en) | Hot-rolled steel strip and method for manufacturing the same | |
| KR20210047334A (en) | Hot rolled steel sheet and its manufacturing method | |
| KR20210044260A (en) | Hot-rolled steel sheet with high hole expansion ratio and manufacturing method thereof | |
| KR20220095237A (en) | Hot rolled steel sheet and its manufacturing method | |
| RU2691809C1 (en) | Method for production of heavy-duty high-strength wear-resistant rolled stock (versions) | |
| CN113692456B (en) | Ultrahigh-strength steel sheet having excellent shear workability and method for producing same | |
| CN114040990B (en) | Austenitic stainless steel having improved strength and method for manufacturing the same | |
| CN116507753A (en) | Ultra-high strength steel sheet having excellent ductility and method for manufacturing same | |
| JP2010126808A (en) | Cold rolled steel sheet and method for producing the same | |
| RU2346060C2 (en) | Method of blades manufacturing | |
| RU2774760C1 (en) | Method for production of cold-resistant rolled products | |
| CN108350550B (en) | High-strength cold-rolled steel sheet having excellent shear workability and method for producing same | |
| KR101630977B1 (en) | High strength hot rolled steel sheet having excellent formability and method for manufacturing the same | |
| KR20120097173A (en) | High strength steel sheet and method of manufacturing the same | |
| KR101449137B1 (en) | High strength hot-rolled steel having excellent weldability and hydroforming workability and method for manufacturing thereof | |
| RU2629420C1 (en) | Method of production of high-strength rolled products with high cold resistance | |
| KR100431852B1 (en) | A method for manufacturing high strength thick steel sheet and a vessel by deep drawing | |
| RU2792549C1 (en) | Method for the production of cold-resistant rolled steel sheet | |
| JP7513008B2 (en) | Manufacturing method for steel plate with low edge crack occurrence rate | |
| RU2808637C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING ROLLED SHEETS 8-50 mm THICK FROM COLD-RESISTANT HIGH-STRENGTH HIGH-RIGID STEEL | |
| RU2699696C1 (en) | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |