RU2806645C1 - Method for production of high-strength cold-resistant sheet metal - Google Patents

Method for production of high-strength cold-resistant sheet metal Download PDF

Info

Publication number
RU2806645C1
RU2806645C1 RU2023102033A RU2023102033A RU2806645C1 RU 2806645 C1 RU2806645 C1 RU 2806645C1 RU 2023102033 A RU2023102033 A RU 2023102033A RU 2023102033 A RU2023102033 A RU 2023102033A RU 2806645 C1 RU2806645 C1 RU 2806645C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
temperature
production
strength
tempering
Prior art date
Application number
RU2023102033A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Петрович Полецков
Алла Сергеевна Кузнецова
Даниил Юрьевич Алексеев
Динара Гумаровна Емалеева
Александр Евгеньевич Гулин
Андрей Дмитриевич Картунов
Сергей Владимирович Денисов
Александр Сергеевич Казаков
Евгений Викторович Брайчев
Павел Александрович Стеканов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" filed Critical Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Application granted granted Critical
Publication of RU2806645C1 publication Critical patent/RU2806645C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the production of rolled sheets from cold-resistant steel with a strength class of 800-950 MPa, used for the metallurgical industry, transport and heavy engineering, production of lifting mechanisms and means of transporting goods operating in extreme conditions of the Far North. Steel is smelted with the following composition, wt.%: carbon 0.18-0.28, silicon 0.40-0.65, manganese 1.10-1.60, molybdenum 0.01-0.30, aluminium 0.02- 0.05, chromium 0.16-0.30, nickel 0.16-0.30, copper no more than 0.10, titanium up to less than 0.01, vanadium no more than 0.01, niobium up to less than 0.01, boron 0.001-0.005, sulphur not more than 0.005, phosphorus not more than 0.013, nitrogen 0.001-0.008, iron - the rest. Continuous casting of steel into slabs, heating them in the temperature range 1180-1250°C, multi-pass hot rolling of sheets and water quenching at a temperature of 850-950°C followed by tempering at a temperature of 450-500°C is carried out.
EFFECT: ensures the production of rolled sheets with the required level of mechanical properties and cold resistance down to minus 70°C.
1 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочного листового проката из стали класса прочности 800 и более МПа с хладостойкостью до минус 70°С, и может быть использовано в судостроении, мостостроении, машиностроении, например, при производстве подъемных механизмов, средств транспортировки грузов, работающих в экстремальных условиях Крайнего Севера.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of high-strength rolled sheets from steel with a strength class of 800 MPa or more with cold resistance down to minus 70 ° C, and can be used in shipbuilding, bridge building, mechanical engineering, for example, in the production of lifting mechanisms, means of transporting goods working in extreme conditions of the Far North.

Известен способ производства листовой стали с высокой износостойкостью из стали следующего химического состава, мас. %:A known method for producing sheet steel with high wear resistance from steel of the following chemical composition, wt. %:

углеродcarbon 0,17-0,280.17-0.28 кремнийsilicon 0,10-0,300.10-0.30 марганецmanganese 0,75-1,500.75-1.50 хромchromium 0,60-1,200.60-1.20 никель nickel 0,60-1,200.60-1.20 молибденmolybdenum 0,20-0,400.20-0.40 ванадийvanadium 0,04-0,100.04-0.10 алюминийaluminum 0,02-0,080.02-0.08 азотnitrogen 0,001-0,0100.001-0.010 медьcopper 0,01-0,100.01-0.10 ниобийniobium 0,001-0,0200.001-0.020 титанtitanium 0,002-0,0400.002-0.040 борboron 0,001-0,0050.001-0.005 сераsulfur не более 0,010no more than 0.010 фосфорphosphorus не более 0,015no more than 0.015 железо iron остальное.rest.

Известный способ производства включает непрерывную разливку стали в слябы, нагрев, многопроходную горячую прокатку листов и последующую закалку водой. При этом нагрев слябов производят в интервале температур 1180-1250°С, температуру конца чистовой прокатки устанавливают не выше 960°С, закалку, в том числе с прокатного нагрева, осуществляют при температуре 920-970°С. Дополнительно возможно проведение отпуска после закалки при температуре 150-250°С (пат. РФ №2625861, C21D 8/02).The known production method involves continuous casting of steel into slabs, heating, multi-pass hot rolling of sheets and subsequent water quenching. In this case, the slabs are heated in the temperature range of 1180-1250°C, the finish rolling end temperature is set to no higher than 960°C, and hardening, including rolling heating, is carried out at a temperature of 920-970°C. Additionally, it is possible to carry out tempering after hardening at a temperature of 150-250°C (RF patent No. 2625861, C21D 8/02).

Недостаток известного способа заключается в получении низких прочностных свойств листового проката, в связи с чем не обеспечивается заданный комплекс механических свойств. Кроме того, недостаточная стабильность характеристик работоспособности листового проката при температурах ниже минус 40°С не позволяет использовать данный прокат в условиях низких температур.The disadvantage of this known method is that it obtains low strength properties of rolled sheets, and therefore does not provide a given set of mechanical properties. In addition, the insufficient stability of the performance characteristics of rolled sheets at temperatures below minus 40°C does not allow the use of this rolled material in low temperature conditions.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ производства высокопрочного хладостойкого листового проката из низколегированной стали, включающий непрерывную разливку стали в слябы, их нагрев в интервале температур 1180-1250°С, многопроходную горячую прокатку листов, закалку водой при температуре 920-970°С с последующим отпуском, при этом непрерывную разливку стали осуществляют из стали следующего химического состава, мас. %:The closest analogue to the claimed invention is a method for the production of high-strength cold-resistant rolled sheets from low-alloy steel, including continuous casting of steel into slabs, their heating in the temperature range of 1180-1250°C, multi-pass hot rolling of sheets, water quenching at a temperature of 920-970°C with subsequent tempering, while continuous casting of steel is carried out from steel of the following chemical composition, wt. %:

углеродcarbon 0,16-0,270.16-0.27 кремнийsilicon 0,33-0,620.33-0.62 марганецmanganese 1,30-1,901.30-1.90 молибденmolybdenum 0,01-0,300.01-0.30 алюминийaluminum 0,02-0,070.02-0.07 хромchromium не более 0,15no more than 0.15 никель nickel не более 0,15no more than 0.15 медьcopper не более 0,10no more than 0.10 титанtitanium 0,001-0,0150.001-0.015 ванадийvanadium 0,001-0,010.001-0.01 ниобийniobium 0,001-0,0080.001-0.008 борboron 0,001-0,0050.001-0.005 азотnitrogen 0,001-0,0080.001-0.008 сераsulfur не более 0,005no more than 0.005 фосфорphosphorus не более 0,012no more than 0.012 железо iron остальное,rest,

при этом температуру конца чистовой прокатки устанавливают от 860 до 980°С, а отпуск проводят при температуре 500-650°С (пат. РФ №2674797, C21D8/02, С22С38/00).in this case, the temperature of the end of finishing rolling is set from 860 to 980°C, and tempering is carried out at a temperature of 500-650°C (RF patent No. 2674797, C21D8/02, C22C38/00).

Недостатком известного способа заключается в низком уровне ударной вязкости стали при отрицательных температурах, а также формировании низких прочностных и пластических свойств стали при температуре до минус 70°С.The disadvantage of this known method is the low level of impact strength of steel at subzero temperatures, as well as the formation of low strength and plastic properties of steel at temperatures down to minus 70°C.

Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в производстве высокопрочного хладостойкого листового проката для изготовления изделий ответственного назначения, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера.The technical problem solved by the claimed invention is the production of high-strength cold-resistant sheet metal for the manufacture of critical products used in the Far North.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в получении требуемого комплекса механических свойств проката (предел текучести не менее 800 МПа, временное сопротивление разрыву 950-1200 МПа) путем подбора оптимального химического состава стали и рационального режима ее термической обработки.The technical result provided by the invention is to obtain the required set of mechanical properties of rolled steel (yield strength of at least 800 MPa, tensile strength of 950-1200 MPa) by selecting the optimal chemical composition of steel and a rational mode of its heat treatment.

Поставленный результат достигается тем, что в способе производства высокопрочного хладостойкого листового проката, включающем разливку стали в слябы, нагрев в интервале температуры 1180-1250°С, многопроходную горячую прокатку листов, закалку водой с последующим отпуском, согласно изменению, осуществляют непрерывную разливку из стали следующего химического состава, мас. %:This result is achieved by the fact that in the method of producing high-strength cold-resistant sheet metal, including casting steel into slabs, heating in the temperature range of 1180-1250°C, multi-pass hot rolling of sheets, water quenching followed by tempering, according to the change, continuous casting of the following steel is carried out chemical composition, wt. %:

углеродcarbon 0,18-0,280.18-0.28 кремнийsilicon 0,40-0,650.40-0.65 марганецmanganese 1,10-1,601.10-1.60 молибденmolybdenum 0,01-0,300.01-0.30 алюминийaluminum 0,02-0,050.02-0.05 хромchromium 0,16-0,300.16-0.30 никель nickel 0,16-0,300.16-0.30 медьcopper не более 0,10no more than 0.10 титанtitanium до менее 0,01to less than 0.01 ванадийvanadium не более 0,01no more than 0.01 ниобийniobium не более 0,01no more than 0.01 борboron 0,001-0,0050.001-0.005 сераsulfur не более 0,005no more than 0.005 фосфорphosphorus не более 0,013no more than 0.013 азотnitrogen 0,001-0,0080.001-0.008 железо iron остальноеrest

при этом закалку проводят при температуре 850-950°С, а отпуск при температуре 450-550°С.in this case, hardening is carried out at a temperature of 850-950°C, and tempering at a temperature of 450-550°C.

После прокатки в стали заявляемого состава формируется мелкодисперсная микроструктура, а последующая термическая обработка позволяет получить заданные и равномерные свойства. Заявляемый химический состав стали выбран с учетом следующих особенностей.After rolling, a fine microstructure is formed in the steel of the proposed composition, and subsequent heat treatment makes it possible to obtain specified and uniform properties. The claimed chemical composition of the steel was selected taking into account the following features.

Углерод в стали в заявляемом диапазоне выбран с целью обеспечения пластичности, снижения хрупкости и исключения вероятности образования холодных трещин. Его содержание в стали не должно превышать 0,28%. В то же время при концентрации углерода менее 0,18% не достигается требуемая прочность и твердость стали.The carbon in steel in the claimed range is selected to ensure ductility, reduce brittleness and eliminate the likelihood of cold cracks. Its content in steel should not exceed 0.28%. At the same time, with a carbon concentration of less than 0.18%, the required strength and hardness of steel is not achieved.

Кремний раскисляет сталь, упрочняет ферритную матрицу, снижает хладостойкость стали. При содержании кремния менее 0,40% прочность стали ниже допустимой, а при концентрации более 0,65% снижается ударная вязкость и пластичность стали, что приводит к ее охрупчиванию.Silicon deoxidizes steel, strengthens the ferrite matrix, and reduces the cold resistance of steel. When the silicon content is less than 0.40%, the strength of steel is lower than permissible, and at a concentration of more than 0.65%, the impact strength and ductility of steel decreases, which leads to its embrittlement.

Марганец в стали содержанием 1,10-1,60% обеспечивает раскисление стали. В заявляемом количестве он растворяется в феррите, входит в карбиды в качестве легирующего элемента и тем самым обеспечивает высокую прочность стали. При содержании марганца менее 1,10% упрочняющий эффект от него недостаточен. А при содержании марганца свыше 1,60% приводит к увеличению доли перлитной составляющей без существенного изменения структуры и, следовательно, к упрочнению стали с ухудшением вязкости и хладостойкости.Manganese in steel with a content of 1.10-1.60% ensures deoxidation of steel. In the claimed quantity, it dissolves in ferrite, enters carbides as an alloying element and thereby ensures high strength of steel. When the manganese content is less than 1.10%, its strengthening effect is insufficient. And when the manganese content is over 1.60%, it leads to an increase in the proportion of the pearlite component without a significant change in the structure and, consequently, to strengthening of the steel with a deterioration in toughness and cold resistance.

Как известно основными факторами упрочнения (повышения предела текучести) являются твердорастворное, дислокационное, субструктурное и дисперсионное упрочнение. Повышение предела текучести стали обычно приводит к увеличению склонности к хрупким разрушениям. Единственным механизмом, который одновременно с приростом предела текучести вызывает повышение хладостойкости, является измельчение действительного зерна. Измельчение структуры достигается применением легирования ванадием, ниобием, бором, которые, образуя мелкодисперсные карбиды, препятствуют росту зерна аустенита при нагреве и оказывают тормозящее действие на собирательную рекристаллизацию при высокотемпературной стадии прокатки.As is known, the main factors of strengthening (increasing the yield strength) are solid solution, dislocation, substructural and dispersion strengthening. Increasing the yield strength of steel usually results in an increased susceptibility to brittle failure. The only mechanism that, simultaneously with an increase in the yield strength, causes an increase in cold resistance, is the grinding of the actual grain. Refinement of the structure is achieved by using alloying with vanadium, niobium, and boron, which, forming finely dispersed carbides, prevent the growth of austenite grains during heating and have an inhibitory effect on collective recrystallization during the high-temperature rolling stage.

Легирование молибденом применяется для повышения прочности и вязкости стали за счет измельчая зерна микроструктуры. При содержании молибдена менее 0,01% прочность стали ниже требуемого уровня, а увеличение его содержания более 0,30% ухудшает пластичность и приводит к перерасходу легирующих элементов.Alloying with molybdenum is used to increase the strength and toughness of steel by refining the grain microstructure. When the molybdenum content is less than 0.01%, the strength of steel is below the required level, and an increase in its content by more than 0.30% impairs ductility and leads to excessive consumption of alloying elements.

Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно, увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем. Содержание ванадия более 0,01% может приводить к снижению хладостойкости.Vanadium increases hardness and strength, refines grain, and increases the density of steel, as it is a good deoxidizer. Vanadium content of more than 0.01% can lead to a decrease in cold resistance.

Введение ниобия в состав стали применяют для дисперсионного упрочнения стали, а также для эффективного повышения ее вязкости за счет измельчения зерен. Содержание ниобия в количестве не более 0,01% обусловлено экономией дорогостоящего легирующего элемента.The introduction of niobium into the steel composition is used for dispersion strengthening of steel, as well as for effectively increasing its toughness due to grain refinement. The niobium content of no more than 0.01% is due to the saving of an expensive alloying element.

Легирование бором повышает упрочняемость при закалке, повышает прокаливаемость, прочность и износостойкость стали, измельчает микроструктуру. При содержании бора менее 0,001% его влияние незначительно. Однако увеличение содержания бора более 0,005% приводит к появлению по границам зерен избыточных фаз (боридов), что снижает ударную вязкость стали при отрицательных температурах.Alloying with boron increases hardening during hardening, increases the hardenability, strength and wear resistance of steel, and refines the microstructure. When the boron content is less than 0.001%, its effect is negligible. However, an increase in boron content of more than 0.005% leads to the appearance of excess phases (borides) along the grain boundaries, which reduces the impact strength of steel at subzero temperatures.

Алюминий - один из элементов, повышающих вязкостные свойства и коррозионную стойкость стали. Содержание в заявляемом диапазоне алюминия способствует получению мелкозернистой структуры. При концентрации алюминия менее 0,02% его положительное влияние не проявляется, а ограничение его содержания не более 0,05% связано с предупреждением образования неметаллических включений.Aluminum is one of the elements that increases the viscosity properties and corrosion resistance of steel. The content of aluminum in the claimed range contributes to obtaining a fine-grained structure. When the aluminum concentration is less than 0.02%, its positive effect does not appear, and limiting its content to no more than 0.05% is associated with preventing the formation of non-metallic inclusions.

Хром повышает способность сталей к термическому упрочнению, их стойкость к коррозии и окислению. При содержании хрома свыше 0,30% приведет к ухудшению пластичности металла из-за роста карбидной фазы.Chromium increases the ability of steels to be thermally hardened and their resistance to corrosion and oxidation. If the chromium content exceeds 0.30%, it will lead to a deterioration in the ductility of the metal due to the growth of the carbide phase.

Никель в наибольшей степени понижает хладноломкость стали и полностью растворим в железе, поскольку имеет близкое кристаллическое строение решетки. Никель не относится карбидообразующим элементам, он находится в твердом растворе феррита или аустените, упрочняя феррит, повышая его вязкость и способствуя снижению порога хладноломкости. Содержание никеля в стали не должно превышать 0,30%, что связано с его дефицитностью.Nickel reduces the cold brittleness of steel to the greatest extent and is completely soluble in iron, since it has a similar crystalline lattice structure. Nickel is not a carbide-forming element; it is found in a solid solution of ferrite or austenite, strengthening the ferrite, increasing its viscosity and helping to reduce the cold brittleness threshold. The nickel content in steel should not exceed 0.30%, which is due to its scarcity.

Добавление меди в пределах до 0,10%, повышает прочность и коррозионную стойкость стали. Увеличение содержание меди нецелесообразно ввиду дополнительных экономических затрат, а также вероятности возникновения красноломкости.Adding copper up to 0.10% increases the strength and corrosion resistance of steel. Increasing the copper content is not advisable due to additional economic costs, as well as the likelihood of red brittleness.

Титан является сильным карбонитридообразующим элементом, обеспечивая получение ячеистой дислокационной микроструктуры стали, с сочетанием высокой ударной вязкости и высоких прочностных свойств металла при пониженных температурах. При содержании титана выше 0,01% избыточное количество образующихся карбонитридов упрочняет сталь и снижает пластичность, что приводит к снижению вязкостных свойств металла.Titanium is a strong carbonitride-forming element, providing a cellular dislocation microstructure of steel, with a combination of high impact toughness and high strength properties of the metal at low temperatures. When the titanium content is above 0.01%, the excess amount of carbonitrides formed strengthens the steel and reduces ductility, which leads to a decrease in the viscosity properties of the metal.

Азот приводит к образованию мелкодисперсных нитридов по границам зерен, препятствующих их росту, позволяет повысить предел текучести и ударную вязкость металла. Повышенное количество азота вызывает деформационное старение. Также ограничение содержания азота обусловлено необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали.Nitrogen leads to the formation of finely dispersed nitrides along the grain boundaries, preventing their growth, and allows increasing the yield strength and impact strength of the metal. An increased amount of nitrogen causes strain aging. Also, the limitation of nitrogen content is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel.

Сера, практически не растворяясь в феррите, скапливается в виде сульфидов располагающихся по границам зерен, являясь концентраторами напряжений, вокруг которых возникают и развиваются трещины. Такие сульфиды вредны с точки зрения хладостойкой стали, так как приводят к ослаблению границ зерен и затрудняет пластическую деформацию. При концентрации серы не более 0,005% ее отрицательное влияние на свойства стали незначительно.Sulfur, practically not dissolving in ferrite, accumulates in the form of sulfides located along the grain boundaries, being stress concentrators around which cracks arise and develop. Such sulfides are harmful from the point of view of cold-resistant steel, as they lead to weakening of grain boundaries and make plastic deformation more difficult. When the sulfur concentration is no more than 0.005%, its negative effect on the properties of steel is insignificant.

Увеличение содержания фосфора приводит к снижению ударной вязкости при отрицательных температурах, оказывая резко отрицательное действие на хладостойкость стали. При концентрации фосфора не более 0,013% его отрицательное влияние на свойства стали незначительно.An increase in phosphorus content leads to a decrease in impact strength at subzero temperatures, having a sharply negative effect on the cold resistance of steel. When the phosphorus concentration is no more than 0.013%, its negative effect on the properties of steel is insignificant.

Таким образом заявляемый химический состав стали обеспечивает наиболее стабильный уровень механических свойств и хладостойкости при температуре до минус 70°С.Thus, the claimed chemical composition of steel provides the most stable level of mechanical properties and cold resistance at temperatures down to minus 70°C.

Заявляемые режимы термической обработки обусловлены следующими особенностями. Нагрев слябов из стали заявленного химического состава до температуры не ниже 1180°С обеспечивает ее аустенитизацию, полное растворение в аустенитной матрице сульфидов, фосфидов, нитридов, легирующих и примесных соединений, карбонитридных упрочняющих частиц. Благодаря этому повышается технологическая пластичность и деформируемость стали при прокатке. Нагрев слябов выше 1250°С нецелесообразен из-за чрезмерного роста аустенитного зерна и энергетических затрат.The claimed heat treatment modes are due to the following features. Heating slabs of steel of the stated chemical composition to a temperature not lower than 1180°C ensures its austenitization, complete dissolution of sulfides, phosphides, nitrides, alloying and impurity compounds, and carbonitride reinforcing particles in the austenitic matrix. Thanks to this, the technological plasticity and deformability of steel during rolling increases. Heating slabs above 1250°C is impractical due to excessive growth of austenite grains and energy costs.

Закалка водой горячекатаных листов осуществляется с температуры 850-950°С. Температура менее 850°С не обеспечивает стабильного получения заданных прочностных свойств, а температура выше 950°С приводит к недопустимому снижению ударной вязкости листовой стали при низких температурах.Water hardening of hot-rolled sheets is carried out at a temperature of 850-950°C. Temperatures below 850°C do not ensure stable achievement of the specified strength properties, and temperatures above 950°C lead to an unacceptable reduction in the impact strength of sheet steel at low temperatures.

Для снижения или полного устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости и получения требуемой структуры и механических свойств закаленной стали, ее подвергают отпуску в интервале температур 450-550°С. Указанный интервал температур обеспечивает получение наилучшего сочетания прочности и вязкости. В результате происходит практически полное снятие внутренних напряжений и образование структур в виде сорбита и троостита отпуска в зависимости от температуры.To reduce or completely eliminate internal stresses, reduce brittleness and obtain the required structure and mechanical properties of hardened steel, it is tempered in the temperature range 450-550°C. The specified temperature range ensures the best combination of strength and toughness. As a result, there is an almost complete removal of internal stresses and the formation of structures in the form of sorbitol and troostite, tempered depending on the temperature.

Отпуск закаленных листов при температуре выше 550°С нецелесообразен, так как снижает прочностные свойства листового проката ниже допустимого уровня. Температура отпуска ниже 450°С не достигается уровень пластических и вязкостных свойств высокопрочных листов, что уменьшает их выход годного.Tempering of hardened sheets at temperatures above 550°C is impractical, since it reduces the strength properties of rolled sheets below the permissible level. Tempering temperatures below 450°C do not reach the level of plastic and viscosity properties of high-strength sheets, which reduces their yield.

Таким образом, заявляемые температурные режимы производства листового проката позволяют сформировать оптимальный фазовый состав с высоким комплексом эксплуатационных и механических свойств стали.Thus, the claimed temperature conditions for the production of rolled sheets make it possible to form an optimal phase composition with a high range of operational and mechanical properties of steel.

Требуемый комплекс свойств горячекатаных листов в состоянии поставки приведен в табл. 1.The required set of properties of hot-rolled sheets in the delivered state is given in Table. 1.

Пример осуществления способаAn example of the method

Выплавку стали выбранных систем легирования осуществляли с использованием вакуумной индукционной печи ZG-0.06L. В качестве исходной металлошихты использовалось технически чистое железо (Армко-железо). Для обеспечения требуемого химического состава в расплав вводились легирующие добавки в виде ферросплавов или чистых металлов (табл. 2).Steel smelting of the selected alloying systems was carried out using a ZG-0.06L vacuum induction furnace. Commercially pure iron (Armco iron) was used as the initial metal charge. To ensure the required chemical composition, alloying additives in the form of ferroalloys or pure metals were introduced into the melt (Table 2).

Нагрев заготовок под прокатку производился в электрической камерной печи с выкатным подом ПВП-300. Температура нагрева металла под прокатку составляла 1180-1250°С. Заготовки загружались в разогретую печь, время выдержки определялось из расчета 2,5 минуты на 1 мм толщины.The billets were heated for rolling in an electric chamber furnace with a PVP-300 bogie hearth. The heating temperature of the metal for rolling was 1180-1250°C. The blanks were loaded into a heated oven, the holding time was determined at the rate of 2.5 minutes per 1 mm of thickness.

Обжатие слитков проводили с применением гидравлического пресса (черновая стадия) и одноклетьевого реверсивного стана горячей прокатки 500 ДУО (чистовая стадия). Температура конца чистовой стадии прокатки варьировалась в диапазоне от 860 до 980°С.The compression of the ingots was carried out using a hydraulic press (roughing stage) and a single-stand reversible hot rolling mill 500 DUO (finishing stage). The temperature at the end of the finishing stage of rolling varied in the range from 860 to 980°C.

Термическую обработку (дополнительный нагрев под закалку, отпуск) проката осуществляли в электрической камерной печи по режимам закалки с температуры 850-950°С и последующим отпуском при температуре 450-550°С (табл. 3).Heat treatment (additional heating for hardening, tempering) of rolled products was carried out in an electric chamber furnace according to hardening modes from a temperature of 850-950°C and subsequent tempering at a temperature of 450-550°C (Table 3).

Результаты анализа полученных микроструктур образцов свидетельствуют, что после операции закалки все образцы имеют преимущественно структуру мелкодисперсного реечного мартенсита. После отпуска при температуре 450°С в основном сохраняется реечное строение α-фазы, но в некоторых участках происходит ее разрушение. Такую структуру принято идентифицировать как троостомартенсит отпуска. С повышением температуры отпуска с 450 до 550°С микроструктура стали отличается увеличением областей, в которых наблюдается разрушение реечного строения, и появлением большего количества карбидных частиц округлой формы, что говорит о начале их сфероидизации при этой температуре отпуска. Такую структуру можно идентифицировать как троосто-сорбит отпуска.The results of the analysis of the obtained microstructures of the samples indicate that after the quenching operation, all samples have predominantly the structure of fine lath martensite. After tempering at a temperature of 450°C, the lath structure of the α-phase is generally preserved, but in some areas it is destroyed. This structure is usually identified as tempered troostomartensite. With an increase in the tempering temperature from 450 to 550°C, the microstructure of the steel is characterized by an increase in the areas in which destruction of the lath structure is observed, and the appearance of a larger number of round-shaped carbide particles, which indicates the beginning of their spheroidization at this tempering temperature. Such a structure can be identified as tempered troosto-sorbitol.

Далее из полученных раскатов изготавливались образцы для проведения механических испытаний на растяжение, твердость и ударный изгиб (табл. 4).Next, samples were made from the obtained rolls for mechanical tests for tensile, hardness and impact bending (Table 4).

Механические свойства определяли по стандартным методикам:Mechanical properties were determined using standard methods:

- испытания на растяжение проводили по ГОСТ 1497-84;- tensile tests were carried out according to GOST 1497-84;

- испытания на ударный изгиб проводили в соответствии с ГОСТ 9454-78 на образцах с V-образным надрезом при температуре -70°С;- impact bending tests were carried out in accordance with GOST 9454-78 on samples with a V-shaped notch at a temperature of -70°C;

- испытание на твердость по Бринеллю проводили в соответствии с ГОСТ 9012-59.- Brinell hardness testing was carried out in accordance with GOST 9012-59.

Результаты испытаний, представленные в таблице 3, показали, что в листовой стали, полученной по предложенному способу (опыты №2-6), достигается сочетание необходимых прочностных, пластических и вязкостных свойств. В случаях отклонений от заявленных параметров (опыты №1 и 7), а также при использовании способа по прототипу не обеспечивается заявленный комплекс механических свойств.The test results presented in Table 3 showed that in sheet steel obtained using the proposed method (experiments No. 2-6), a combination of the required strength, plastic and toughness properties is achieved. In cases of deviations from the declared parameters (experiments No. 1 and 7), as well as when using the prototype method, the declared set of mechanical properties is not ensured.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение высокого уровня механических характеристик: временное сопротивление разрыву 950-1200 МПа; относительное удлинение не менее 14%; твердость по Бринеллю 280-350 ед, а также повышенной хладостойкости до минус 70°С (работа удара KV-70 не менее 40 Дж).Thus, the claimed invention ensures the achievement of a high level of mechanical characteristics: temporary tensile strength 950-1200 MPa; relative elongation of at least 14%; Brinell hardness 280-350 units, as well as increased cold resistance down to minus 70°C (impact work KV -70 no less than 40 J).

Claims (3)

Способ производства высокопрочного хладостойкого листового проката, включающий непрерывную разливку стали в слябы, их нагрев до температуры 1180-1250°С, многопроходную горячую прокатку листов, закалку водой с последующим отпуском, отличающийся тем, что осуществляют непрерывную разливку стали, содержащей, мас.%:A method for producing high-strength cold-resistant sheet metal, including continuous casting of steel into slabs, heating them to a temperature of 1180-1250°C, multi-pass hot rolling of sheets, water quenching followed by tempering, characterized in that continuous casting of steel is carried out containing, wt.%: углеродcarbon 0,18-0,28 0.18-0.28 кремнийsilicon 0,40-0,65 0.40-0.65 марганецmanganese 1,10-1,60 1.10-1.60 молибденmolybdenum 0,01-0,30 0.01-0.30 алюминийaluminum 0,02-0,05 0.02-0.05 хром chromium 0,16-0,30 0.16-0.30 никельnickel 0,16-0,30 0.16-0.30 медь copper не более 0,10no more than 0.10 титан titanium до менее 0,01to less than 0.01 ванадий vanadium не более 0,01no more than 0.01 ниобий niobium не более 0,01no more than 0.01 бор boron 0,001-0,005 0.001-0.005 сера sulfur не более 0,005 no more than 0.005 фосфорphosphorus не более 0,013 no more than 0.013 азот nitrogen 0,001-0,008 0.001-0.008 железоiron остальное,rest,
при этом закалку проводят в интервале температур 850-950°С, а отпуск при температуре 450-550°С.in this case, hardening is carried out in the temperature range of 850-950°C, and tempering at a temperature of 450-550°C.
RU2023102033A 2023-01-30 Method for production of high-strength cold-resistant sheet metal RU2806645C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2806645C1 true RU2806645C1 (en) 2023-11-02

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603404C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products
RU2625861C1 (en) * 2016-05-23 2017-07-19 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2674797C1 (en) * 2018-06-07 2018-12-13 Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing high-strength cold-resistant sheet from low-alloy steel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603404C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products
RU2625861C1 (en) * 2016-05-23 2017-07-19 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2674797C1 (en) * 2018-06-07 2018-12-13 Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing high-strength cold-resistant sheet from low-alloy steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10208369B2 (en) High-hardness low-alloy wear-resistant steel sheet and method of manufacturing the same
US9879334B2 (en) Abrasion resistant steel plate or steel sheet excellent in resistance to stress corrosion cracking and method for manufacturing the same
US10000833B2 (en) Thick, tough, high tensile strength steel plate and production method therefor
CA2969200C (en) Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for manufacturing the same
KR101988144B1 (en) High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same
CN111479945A (en) Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method for manufacturing same
CN111500928B (en) Low-temperature high-toughness high-temperature high-strength and high-hardenability hot die steel and preparation technology thereof
JP7226598B2 (en) Abrasion-resistant steel plate and manufacturing method thereof
WO2021241606A1 (en) Wear resistant steel sheet and method for producing wear resistant steel sheet
RU2691809C1 (en) Method for production of heavy-duty high-strength wear-resistant rolled stock (versions)
RU2737690C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel for production of critical metal structures
RU2625861C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2533469C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2703008C1 (en) Method for production of cryogenic structural steel sheets
JP6493645B1 (en) Steel sheet and method of manufacturing the same
RU2806645C1 (en) Method for production of high-strength cold-resistant sheet metal
JP2021031711A (en) Method for manufacturing wear resistant steel material excellent in fatigue resistance property
RU2456368C1 (en) High-strength dynamic impact resistant steel and method for production of this steel sheets
RU2674797C1 (en) Method of producing high-strength cold-resistant sheet from low-alloy steel
RU2603404C1 (en) Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products
KR102237488B1 (en) High hardness steel sheet having excellent punching formability and manufacturing method for the same
CN114134387A (en) 1300 MPa-tensile-strength thick-specification ultrahigh-strength steel plate and manufacturing method thereof
RU2792917C1 (en) Method for production of cold-resistant sheet metal
RU2652281C1 (en) Method of production of hot-rolled sheets from high-strength steel
RU2809017C1 (en) Method for producing cold-resistant sheet metal with hardness of 450-570 hbw