RU2796666C1 - Method for production of hot-rolled steel strips - Google Patents

Method for production of hot-rolled steel strips Download PDF

Info

Publication number
RU2796666C1
RU2796666C1 RU2022118027A RU2022118027A RU2796666C1 RU 2796666 C1 RU2796666 C1 RU 2796666C1 RU 2022118027 A RU2022118027 A RU 2022118027A RU 2022118027 A RU2022118027 A RU 2022118027A RU 2796666 C1 RU2796666 C1 RU 2796666C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hot
steel
production
temperature
martensite
Prior art date
Application number
RU2022118027A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгения Николаевна Кройтор
Татьяна Сергеевна Вархалева
Артем Геннадьевич Тарасов
Александр Леонидович Петров
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Application granted granted Critical
Publication of RU2796666C1 publication Critical patent/RU2796666C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used in production of hot-rolled steel with a two-phase ferrite-martensite structure, intended for production of machine parts and mechanisms with a guarantee of manufacturing products by cold deformation. Method for production of hot-rolled steel strip includes steel smelting, continuous casting into slabs, heating of slabs, hot rolling, cooling and winding of strips into coils. Steel is smelted containing, wt.%: carbon 0.04-0.09, silicon no more than 0.3, manganese no more than 1.5, the total content of chromium and molybdenum no more than 1.0, iron and inevitable impurities - the rest, moreover, the ratio of silicon to phosphorus in the smelted steel is 3-7. The end temperature of hot rolling is maintained in the range of 800-870°C, cooling is carried out for 5-25 s at a speed of 8-30°C/s up to a temperature of 650-800°C and then at a rate of 40-80°C/s up to a coiling temperature of not more than 300°C, with formation in the strips of a structure containing 70-90% ferrite and 10-30% martensite or martensite and untransformed austenite.
EFFECT: increase of yield of hot-rolled steel with a two-phase ferrite-martensite structure is provided by increasing the complex of mechanical properties: the anisotropy and suitability of the metal for further processing are improved.
2 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве горячекатаных стальных полос, предназначенных для производства деталей машин и механизмов с гарантией изготовления изделий методом холодной деформации (например, холодной штамповкой) и нанесения покрытий у потребителя (покраска).The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the production of hot-rolled steel strips intended for the production of machine parts and mechanisms with a guarantee of manufacturing products by cold deformation (for example, cold stamping) and coating at the consumer (painting).

Известен способ производства высокопрочной многофазной стали с минимальной устойчивостью на разрыв 580 МПа преимущественно с двухфазной структурой для горячекатаной стальной полосы, состоящей из элементов в мас.%: углерод 0,075 до ≤ 0,105; кремний 0,200 до ≤ 0,300; марганец 1,000 до ≤ 2,000; хром 0,280 до ≤ 0,480; алюминий 0,010 до ≤ 0,060; фосфор ≤0,020; ниобий ≥0,005 до ≤ 0,025; азот ≤0,0100; сера ≤0,0050; остальное - железо, включая обычные сопутствующие стали не перечисленные выше. Способ включает непрерывный отжиг для создания двухфазной структуры, при этом горячекатаную стальную полосу нагревают в печи непрерывного отжига до температуры в диапазоне 700-950°C и указанную нагретую стальную полосу охлаждают от температуры отжига до промежуточной температуры 200-250°C со скоростью охлаждения 15-100°C/с, а затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды со скоростью охлаждения 2-30°C/с (Патент РФ 2615957, опубл. 10.05.2016 г., МПК C21D 8/02, C21D 9/46, C22C 38/00, C23C 2/06).A method is known for the production of high-strength multi-phase steel with a minimum tensile strength of 580 MPa, mainly with a two-phase structure for a hot-rolled steel strip, consisting of elements in wt.%: carbon 0.075 to ≤ 0.105; silicon 0.200 to ≤ 0.300; manganese 1,000 to ≤ 2,000; chromium 0.280 to ≤ 0.480; aluminum 0.010 to ≤ 0.060; phosphorus ≤0.020; niobium ≥0.005 to ≤ 0.025; nitrogen ≤0.0100; sulfur ≤0.0050; the rest is iron, including the usual accompanying steels not listed above. The method includes continuous annealing to create a two-phase structure, wherein the hot-rolled steel strip is heated in a continuous annealing furnace to a temperature in the range of 700-950°C and said heated steel strip is cooled from the annealing temperature to an intermediate temperature of 200-250°C with a cooling rate of 15- 100°C/s, and then cooled in air to ambient temperature with a cooling rate of 2-30°C/s (RF Patent 2615957, publ. 10.05.2016, IPC C21D 8/02, C21D 9/46, C22C 38/00, C23C 2/06).

Недостатком известного способа является обязательное применение дополнительной операции отжига, что в свою очередь приводит к экономической нецелесообразности применения данного способа, а также наличие недопустимого дефекта на поверхности проката в виде «тигровой» (красной) окалины.The disadvantage of the known method is the mandatory use of an additional annealing operation, which in turn leads to the economic inexpediency of using this method, as well as the presence of an unacceptable defect on the surface of the rolled product in the form of "tiger" (red) scale.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства горячекатаной высокопрочной двухфазной стали, содержащей, мас.%: 0,06-0,09 углерода, 0,8-2,0 марганца, не менее 0,4 хрома, не более 0,08 кремния, не более 0,05 фосфора, 0,005-0,010 азота, остальное железо неизбежные примеси, при этом отношение Al/N не более 10 и суммарное содержание ниобия, титана и молибдена не более 0,015. Нагрев сляба осуществляют при температуре 1150-1300°С, горячую прокатку проводят с температурой конца прокатки 800-850°С, далее полосу охлаждают со скоростью 40-70°С/сек и до температуры смотки ниже 100°С, при этом полоса имеет структуру феррит плюс мартенсит, не содержащий перлит и бейнит, объемная доля мартенсита 10-25%. Горячекатаная полоса имеет предел прочности на разрыв по меньшей мере 590 МПА и относительное удлинение по меньшей мере 17,5% (Международная заявка WO2014149505, опубл.25.09.2014, МПК C21D 8/02, B21B 1/24).The closest in technical essence to the proposed invention is a method for the production of hot-rolled high-strength two-phase steel containing, wt.%: 0.06-0.09 carbon, 0.8-2.0 manganese, not less than 0.4 chromium, not more than 0 0.08 silicon, no more than 0.05 phosphorus, 0.005-0.010 nitrogen, the rest of the iron are inevitable impurities, while the Al / N ratio is not more than 10 and the total content of niobium, titanium and molybdenum is not more than 0.015. The slab is heated at a temperature of 1150-1300°C, hot rolling is carried out with a temperature of the end of rolling of 800-850°C, then the strip is cooled at a rate of 40-70°C/sec and to a coiling temperature below 100°C, while the strip has a structure ferrite plus martensite, free of pearlite and bainite, volume fraction of martensite 10-25%. The hot-rolled strip has a tensile strength of at least 590 MPa and an elongation of at least 17.5% (International application WO2014149505, publ. 25.09.2014, IPC C21D 8/02, B21B 1/24).

Недостатком известного способа является низкий выход годного горячекатаного проката в связи с получаемой высокой анизотропией свойств, неудовлетворительным качеством по планшетности полосы, с короблением металлопроката, высоким пружинением металла при смотке и дальнейшей обработке при холодной штамповке.The disadvantage of this method is the low yield of suitable hot-rolled steel due to the resulting high anisotropy of properties, unsatisfactory quality in terms of flatness of the strip, warping of rolled metal, high springback of the metal during winding and further processing during cold stamping.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение выхода годных горячекатаных полос за счет повышения комплекса механических свойств: улучшении анизотропии и пригодности полос к дальнейшей обработке.The technical result of the invention is to increase the yield of suitable hot-rolled strips by increasing the complex of mechanical properties: improving the anisotropy and suitability of the strips for further processing.

Технический результат достигается тем, что в способе производства горячекатаных стальных полос, включающем выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение и смотку полос в рулоны, согласно изобретению выплавляют сталь, содержащую, мас.%: The technical result is achieved by the fact that in the method for the production of hot-rolled steel strips, including steel smelting, continuous casting into slabs, heating of slabs, hot rolling, cooling and winding of strips into coils, according to the invention, steel is smelted containing, wt.%:

углеродcarbon 0,04-0,090.04-0.09 кремнийsilicon не более 0,3no more than 0.3 марганецmanganese не более 1,5no more than 1.5 суммарное содержание хрома и молибденаtotal content of chromium and molybdenum не более 1,0no more than 1.0 железо и неизбежные примесиiron and inevitable impurities остальное,rest,

причем отношение кремния к фосфору в выплавляемой стали составляет 3-7, температуру конца горячей прокатки поддерживают в диапазоне 800-870 °С, охлаждение ведут в течение 5-25с со скоростью 8-30°С/с до температуры 650-800°С, а затем со скоростью 40-80 °С/с до температуры смотки не более 300°С, с обеспечением формирования в полосах структуры, содержащей 70-90% феррита и 10-30% мартенсита или мартенсита и непревращенного аустенита.moreover, the ratio of silicon to phosphorus in the steel being cast is 3-7, the temperature of the end of hot rolling is maintained in the range of 800-870 ° C, cooling is carried out for 5-25 s at a rate of 8-30 ° C / s to a temperature of 650-800 ° C, and then at a speed of 40-80 ° C / s to a coiling temperature of not more than 300 ° C, ensuring the formation in the strips of a structure containing 70-90% ferrite and 10-30% martensite or martensite and untransformed austenite.

После смотки проводят травление горячекатаных полос.After winding, pickling of hot-rolled strips is carried out.

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Углерод - один из упрочняющих элементов. Содержание углерода менее 0,04% не позволяет достигнуть требуемой прочности. В то же время увеличение содержания углерода более 0,09% приводит к неравномерности свойств по ее толщине в результате зональной ликвации и при охлаждении стали из γ-области сдвигает ферритный «нос» вправо, уменьшая таким образом количество полигонального феррита и увеличивая количество низкоуглеродистого бейнита (или игольчатого феррита). Одновременно возрастает доля γ-фазы к моменту смотки, что увеличивает прочность и уменьшает пластичность стали ниже нормы.Carbon is one of the hardening elements. The carbon content of less than 0.04% does not allow to achieve the required strength. At the same time, an increase in the carbon content of more than 0.09% leads to uneven properties across its thickness as a result of zonal segregation and, when the steel is cooled from the γ-region, it shifts the ferrite “nose” to the right, thus reducing the amount of polygonal ferrite and increasing the amount of low-carbon bainite ( or acicular ferrite). At the same time, the proportion of the γ-phase increases by the time of winding, which increases the strength and reduces the ductility of the steel below the norm.

Наличие кремния способствует улучшению раскисленности стали и значительно ускоряет выделение полигонального феррита в низколегированных сталях. В то же время увеличение содержания кремния более 0,3% сопровождается возрастанием грубой «тигровой» окалины на поверхности проката и способствует увеличению количества силикатных включений. The presence of silicon contributes to the improvement of steel deoxidation and significantly accelerates the precipitation of polygonal ferrite in low-alloy steels. At the same time, an increase in the silicon content of more than 0.3% is accompanied by an increase in coarse "tiger" scale on the surface of the rolled products and contributes to an increase in the amount of silicate inclusions.

Марганец обеспечивает твердорастворное упрочнение. Содержание марганца свыше 1,5 % ухудшает свариваемость и проводит к грубой зональной ликвации.Manganese provides solid solution strengthening. A manganese content of more than 1.5% impairs weldability and leads to coarse zonal segregation.

Суммарное содержание хрома и молибдена свыше 1,0 % снижают пластичность стали, а также экономически нецелесообразно.The total content of chromium and molybdenum over 1.0% reduces the ductility of steel, and is also not economically feasible.

Отношение кремния к фосфору в диапазоне 3-7 является необходимым для исключения «тигровой» (красной) окалины на поверхности проката. The ratio of silicon to phosphorus in the range of 3-7 is necessary to eliminate the "tiger" (red) scale on the surface of the rolled products.

Окончание прокатки при температуре 800-870 °С необходимо для максимального измельчения зерна. The end of rolling at a temperature of 800-870 °C is necessary for maximum grain refinement.

Охлаждение в течение 5-25 сек. со скоростью 8-30°С/с до температуры 650-800 °С требуется для протекания фазового превращения при охлаждении на отводящем рольганге, чтобы выделить требуемое количество феррита 70-90 %. Cooling for 5-25 sec. at a rate of 8-30°C/s to a temperature of 650-800°C is required for the phase transformation to occur during cooling on the discharge roller table in order to isolate the required amount of ferrite 70-90%.

При дальнейшем охлаждении от температуры 650-800 °С со скоростью 40-80°С/с до температуры смотки не более 300 °С непревращенный аустенит, обогащенный углеродом, превращается в мартенсит или/и м/а-фаза 10-30%. При температуре смотки выше 300 °С и/или снижении скорости охлаждения ниже 40-80 °С/с в структуре появляется бейнит (или перлит), прочностные свойства снижаются, штампуемость ухудшается.With further cooling from a temperature of 650-800 °C at a rate of 40-80 °C/s to a coiling temperature of no more than 300 °C, untransformed austenite enriched in carbon turns into martensite or/and m/a-phase 10-30%. When the coiling temperature is above 300 °C and/or the cooling rate drops below 40-80 °C/s, bainite (or perlite) appears in the structure, the strength properties decrease, and the formability deteriorates.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

В кислородном конвертере выплавили стали, химический состав которых приведен в таблице 1. Выплавленную сталь разливали на машине непрерывного литья в слябы. Слябы нагревали в нагревательной печи с шагающими балками и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000. Горячекатаные полосы на отводящем рольганге охлаждали до определенных температур и сматывали в рулоны. Охлажденные рулоны подвергали соляно-кислотному травлению в непрерывном травильном агрегате. Технологические параметры и механические свойства проката приведены в таблице 2. In an oxygen converter, steels were smelted, the chemical composition of which is shown in Table 1. The smelted steel was cast into slabs by a continuous casting machine. The slabs were heated in a walking beam heating furnace and rolled on a 2000 continuous wide strip mill. The cooled rolls were subjected to hydrochloric acid pickling in a continuous pickling unit. Technological parameters and mechanical properties of rolled products are shown in Table 2.

Из таблицы 2 следует, что при реализации заявленного способа производства (вариант № 3) достигается увеличение выхода годного за счет повышения комплекса механическихFrom table 2 it follows that when implementing the claimed production method (option No. 3), an increase in yield is achieved by increasing the complex of mechanical

Таблица 1
Химический состав стали
Table 1
Chemical composition of steel
№ вариантаoption number Содержание химических элементов, мас.%The content of chemical elements, wt.% СWITH SiSi MnMn Cr+MoCr+Mo Fe и неизбежные примесиFe and unavoidable impurities отношение Si/PSi/P ratio 11 0,120.12 0,400.40 1,721.72 1,51.5 остальноеrest 2626 22 0,110.11 0,350.35 1,501.50 1,01.0 остальноеrest 99 33 0,070.07 0,250.25 1,01.0 0,80.8 остальноеrest 66 44 0,020.02 0,180.18 0,80.8 0,50.5 остальноеrest 33 55 0,020.02 0,160.16 0,50.5 0,40.4 остальноеrest 22

Таблица 2
Технологические параметры и механические свойства проката
table 2
Technological parameters and mechanical properties of rolled products
№ вариантаoption number Режимы производстваProduction modes СтруктураStructure Механические свойстваMechanical properties Температура конца чистовой прокатки, °СFinish rolling end temperature, °C Время охлаждения, сCooling time, s Скорость охлаждения до температуры 650-800 °С , °С/сCooling rate to a temperature of 650-800 °С, °С/s Скорость охлаждения до температуры смотки не более 300°С, °С/сCooling rate to coiling temperature not more than 300°С, °С/s Температура смотки, °СWinding temperature, °С Содержание феррита, %Ferrite content, % Содержание мартенсита и/или м/а-фазы, %Content of martensite and/or m/a-phase, % Предел прочности, МПаTensile strength, MPa Относительное удлинение, %Relative extension, % 11 900900 30thirty 44 100100 400400 6565 -
(бейнит 35%)
-
(bainite 35%)
540540 1818
22 880880 2525 66 9090 350350 7070 -
(бейнит 30%)
-
(bainite 30%)
570570 1919
33 820820 1515 1010 7070 200200 8080 2020 640640 2525 44 780780 1010 55 7575 200200 9797 33 510510 2727 55 760760 88 33 7474 200200 9898 22 490490 2929

Claims (4)

1. Способ производства горячекатаных стальных полос, включающий выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение и смотку полос в рулоны, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую, мас.%: 1. A method for the production of hot-rolled steel strips, including steel smelting, continuous casting into slabs, heating of slabs, hot rolling, cooling and coiling of strips into coils, characterized in that steel is smelted containing, wt.%: углеродcarbon 0,04-0,09 0.04-0.09 кремнийsilicon не более 0,3 no more than 0.3 марганецmanganese не более 1,5 no more than 1.5 суммарное содержание хрома и молибденаtotal content of chromium and molybdenum не более 1,0 no more than 1.0 железо и неизбежные приместиiron and the inevitable остальное, rest,
причем отношение кремния к фосфору в выплавляемой стали составляет 3-7, температуру конца горячей прокатки поддерживают в диапазоне 800-870 °С, охлаждение ведут в течение 5-25 с со скоростью 8-30 °С/с до температуры 650-800 °С, а затем со скоростью 40-80 °С/с до температуры смотки не более 300 °С, с обеспечением формирования в полосах структуры, содержащей 70-90% феррита и 10-30% мартенсита или мартенсита и непревращенного аустенита.moreover, the ratio of silicon to phosphorus in the steel being smelted is 3-7, the temperature of the end of hot rolling is maintained in the range of 800-870 ° C, cooling is carried out for 5-25 s at a rate of 8-30 ° C / s to a temperature of 650-800 ° C , and then at a speed of 40-80 °C / s to a coiling temperature of not more than 300 °C, ensuring the formation in the strips of a structure containing 70-90% ferrite and 10-30% martensite or martensite and untransformed austenite. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после смотки проводят травление горячекатаных полос.2. The method according to claim 1, characterized in that after winding, pickling of hot-rolled strips is carried out.
RU2022118027A 2022-06-28 Method for production of hot-rolled steel strips RU2796666C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796666C1 true RU2796666C1 (en) 2023-05-29

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014149505A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Thyssenkrupp Steel Usa, Llc Method of producting hot rolled high strength dual phase steels using room temperature water quenching
US20140352852A1 (en) * 2011-12-27 2014-12-04 Jfe Steel Corporation Hot rolled high tensile strength steel sheet and method for manufacturing same
RU2547087C1 (en) * 2014-01-09 2015-04-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of production of higher-strength hot-rolled stock
RU2551324C1 (en) * 2013-12-30 2015-05-20 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Manufacturing method of strips of low-alloyed weld steel
EP2949772A4 (en) * 2013-04-04 2016-06-01 Jfe Steel Corp Hot-rolled steel sheet and method for manufacturing same
RU2689348C1 (en) * 2018-06-26 2019-05-27 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled high-strength rolled metal
RU2773478C1 (en) * 2021-11-26 2022-06-06 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for producing hot rolled rolls from low alloy steel

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140352852A1 (en) * 2011-12-27 2014-12-04 Jfe Steel Corporation Hot rolled high tensile strength steel sheet and method for manufacturing same
WO2014149505A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Thyssenkrupp Steel Usa, Llc Method of producting hot rolled high strength dual phase steels using room temperature water quenching
EP2949772A4 (en) * 2013-04-04 2016-06-01 Jfe Steel Corp Hot-rolled steel sheet and method for manufacturing same
RU2551324C1 (en) * 2013-12-30 2015-05-20 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Manufacturing method of strips of low-alloyed weld steel
RU2547087C1 (en) * 2014-01-09 2015-04-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of production of higher-strength hot-rolled stock
RU2689348C1 (en) * 2018-06-26 2019-05-27 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled high-strength rolled metal
RU2773478C1 (en) * 2021-11-26 2022-06-06 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for producing hot rolled rolls from low alloy steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111979489B (en) 780 MPa-grade high-plasticity cold-rolled DH steel and preparation method thereof
JP4640130B2 (en) High-strength cold-rolled steel sheet with small variation in mechanical properties and method for producing the same
CA2941202C (en) Method for producing a high-strength flat steel product
EP3556894B1 (en) Ultra-high strength steel sheet having excellent bendability and manufacturing method therefor
CN112048681A (en) 980 MPa-grade high-formability cold-rolled DH steel and preparation method thereof
CN108929986B (en) High-strength wear-resistant hot rolled steel plate for automobile braking and production process thereof
JP2011052317A (en) Dual phase steel sheet and method for manufacturing the same
CN111663085B (en) Ultrahigh-strength and plastic hot-rolled austenite low-density steel and production method thereof
CN110551939A (en) Hot-dip galvanized steel plate with yield strength of 320MPa and production method thereof
US20230058956A1 (en) Hot rolled and steel sheet and a method of manufacturing thereof
JPH11343535A (en) Coating/baking hardening type high tensile strength steel plate and its production
JP2003105446A (en) High strength hot rolled steel sheet, and production method therefor
JP2022550329A (en) Double phase steel with high hole expandability and method for producing the same
CN110079734B (en) Low-carbon bainite steel and preparation method thereof
CN116949357A (en) 850 MPa-level environment-friendly pickling-free low-density high-strength steel and preparation method thereof
RU2796666C1 (en) Method for production of hot-rolled steel strips
JP4010131B2 (en) Composite structure type high-tensile cold-rolled steel sheet excellent in deep drawability and manufacturing method thereof
JP5481941B2 (en) Hot-rolled steel sheet for high-strength cold-rolled steel sheet, method for producing the same, and method for producing high-strength cold-rolled steel sheet
WO2013084477A1 (en) High-strength cold-rolled steel sheet having excellent aging resistance and bake hardenability
KR101353551B1 (en) High carbon hot/cold rolled steel coil and manufactureing method thereof
RU2676543C1 (en) Hot-rolled products from the structural steel manufacturing method
JP2022535255A (en) Cold-rolled and coated steel sheet and method for producing same
JP3870840B2 (en) Composite structure type high-tensile cold-rolled steel sheet excellent in deep drawability and stretch flangeability and method for producing the same
KR20210079720A (en) Alloyed hot dip galvanized steel sheet and manufacturing method thereof
RU2815952C1 (en) Method of producing hot-rolled sheets from low-alloy steel