RU2807795C1 - Способ изготовления полос из конструкционной стали - Google Patents
Способ изготовления полос из конструкционной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807795C1 RU2807795C1 RU2023107376A RU2023107376A RU2807795C1 RU 2807795 C1 RU2807795 C1 RU 2807795C1 RU 2023107376 A RU2023107376 A RU 2023107376A RU 2023107376 A RU2023107376 A RU 2023107376A RU 2807795 C1 RU2807795 C1 RU 2807795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- strips
- structural steel
- steel
- mpa
- Prior art date
Links
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству полос из конструкционных сталей с высокими пластическими и прочностными свойствами. Способ включает изготовление непрерывной литой заготовки из конструкционной стали, ее нагрев до температуры аустенизации, черновую и чистовую прокатку и смотку в рулон. Непрерывную литую заготовку изготавливают из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: C: 0,04-0,30, Si: 0,10-0,50, Mn: 0,20-0,90, Cr: 1,50-3,00, Ni: не более 0,40, Cu: не более 0,30, Al: не более 0,05, V: не более 0,06, Nb: не более 0,06, Mo: 0,40-1,0, N: не более 0,02, S: не более 0,02, P: не более 0,02, при необходимости B: не более 0,005, железо и неизбежные примеси – остальное. Нагрев до температуры аустенизации, составляющей 1150-1300°C, осуществляют в течение не менее 2,5 часов и не более 4,5 часов. Черновую прокатку заканчивают при температуре 1000-1170°C. Чистовую прокатку начинают при температуре 900-1100°C и заканчивают при температуре 800-1000°C. Смотку полос в рулон осуществляют при температуре 650-770°C с последующим охлаждением рулона до температуры не более 50°C со скоростью 0,3-0,7 °C/мин. Обеспечиваются высокие механические свойства, позволяющие применять полосы из конструкционной стали при изготовлении корпусов сосудов, работающих в условиях высоких температур и под давлением. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству конструкционных сталей с высокими пластическими и прочностными свойствами, преимущественно для сосудов, работающих под давлением.
Известен высокопрочный стальной прокат, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь, молибден, алюминий, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| Углерод | 0,2-0,65 |
| Кремний | 0,1-1,7 |
| Марганец | 0,15-0,9 |
| Фосфор | не более 0,02 |
| Сера | не более 0,015 |
| Хром | 0,1-2,0 |
| Никель | 0,7-2,2 |
| Медь | не более 0,5 |
| Молибден | 0,1-0,9 |
| Алюминий | 0,005-0,15, |
при этом он имеет толщину от 1,5 до 50 мм, твердость 160-400 HB, структуру со средним размером зерна не более 8 баллов и размером неметаллических включений не более 4 баллов, а также глубину зоны общего обезуглероживания на каждую из сторон не более 3 %, прокатку осуществляют с суммарным обжатием не менее 80%, при этом температура начала прокатки составляет 980-1100°С, а температура конца прокатки составляет 880-950°С, после прокатки осуществляют смотку проката в диапазоне температур 650-750°С, после смотки осуществляют охлаждение рулонов со скоростью не более 5°С/мин (RU 2 761 572, МПК C22C 38/44, C21D 8/02, опубл. 10.12.2021).
Недостатком аналога является недостаточность у стальных полос таких характеристик, как прочность, вязкость и относительное удлинение, что проявляется при применении стали для конструкций сосудов, работающих при высоких температурах и давлениях.
Наиболее близким аналогом является способ производства листов из конструкционной стали, включающий нагрев слябов, горячую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки, охлаждение водой до температуры смотки и смотку в рулоны, отличающийся тем, что для повышения механических свойств смотанные рулоны замедленно охлаждают со средней скоростью 4-10°С/ч до температуры не выше 400°С, при этом температуру конца прокатки поддерживают равной 870-930°С, а охлаждение полос водой ведут до температуры 670-760°С, при этом конструкционная сталь имеет следующий химический состав, мас.%:
Углерод 0,10-0,15
Кремний 0,25-0,40
Марганец 0,52-0,80
Хром 0,8-1,2
Молибден 0,4-0,6
Сера Не более 0,010
Фосфор Не более 0,020
Никель Не более 0,30
Медь Не более 0,20
Алюминий Не более 0,02
Азот Не более 0,010
Мышьяк Не более 0,07
Железо Остальное (RU 2 255 124, МПК C21D 8/02, C22C 38/44, опубл. 27.06.2005).
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая способность к выдерживанию температуры и давления, что проявляется при применении стали для конструкций сосудов, работающих при высоких температурах и давлениях и вызвано недостаточностью у стальных полос таких характеристик, как прочность, вязкость и относительное удлинение, в частности не обеспечивается стабильный показатель предела текучести со значением превышающим 300 МПа при температуре 20°C и со значением превышающим 250 МПа при температуре 450°C, что и не позволяет обеспечить стабильность при применение листов аналога в сосудах, работающих при высоких температурах.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение недостатков аналогов.
Задачей заявляемого изобретения является создание способа изготовления полос из конструкционной стали, способных выдерживать высокие температуры и давления, при изготовлении из указанных полос сосудов, работающих под давлением, обеспечив значение предела текучести свыше 300 МПа при температуре 20 °C и свыше 250 МПа при температуре 450 °C.
Технический результат заключается в получении способа изготовления полос из конструкционной стали, способных выдерживать высокие температуры и давления, при изготовлении из указанных полос сосудов, работающих под давлением.
Указанный технический результат достигается тем, что способ изготовления полос из конструкционной стали включает изготовление непрерывной литой заготовки из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, азот, серу, фосфор, железо и неизбежные примеси, ее нагрев до температуры аустенизации, черновую и чистовую прокатку, смотку в рулон, согласно изобретению непрерывную литую заготовку изготавливают из стали, дополнительно содержащей медь, ванадий, ниобий и, при необходимости бор, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
C 0,04 – 0,30;
Si 0,10 – 0,50;
Mn 0,20 – 0,90;
Cr 1,50 – 3,00;
Ni не более 0,4;
Cu не более 0,3;
Al не более 0,05;
V не более 0,06;
Nb не более 0,06;
Mo 0,4-1,0;
N не более 0,02;
S не более 0,02;
P не более 0,02;
при необходимости B не более 0,005;
железо и неизбежные примеси – остальное,
нагрев до температуры аустенизации, составляющей 1150-1300 °C, осуществляют в течение не менее 2,5 часов и не более 4,5 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре 1000-1170 °C, чистовую прокатку начинают при температуре 900-1100 °C и заканчивают при температуре 800-1000 °C, смотку полос в рулон осуществляют при температуре 650-770 °C с последующим охлаждением рулона до температуры не более 50 °C со скоростью 0,3-0,7 °C/мин.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали толщиной 2,0-10,0 мм.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 20 °C предел текучести не менее 295 МПа.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 20 °C предел прочности не менее 390 МПа.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 20 °C относительное удлинение не менее 20,0 %.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 450 °C предел текучести не менее 245 МПа.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 450 °C предел прочности не менее 290 МПа.
В частности, изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 450 °C относительное удлинение не менее 15 %.
Создание способа изготовления полос из конструкционной стали с повышенными механическими свойствами, способных выдерживать высокие температуры и давления, при изготовлении из указанных полос сосудов, работающих под давлением обуславливает необходимость корректировки процентного соотношения компонентов состава и применения в нем легирующих компонентов.
Для приобретения необходимой для полос конструкционной стали устойчивости к высоким температурам и давлениям необходимо, чтобы такая полоса из конструкционной стали содержала по меньшей мере 0,04% или более С, но не более 0,30% и не более 0,02% N.
Когда содержание С превышает 0,30% и/или N превышает 0,02%, проявляется тенденция к осаждению Cr, вследствие чего ухудшается устойчивость стальной полосы к высокотемпературному воздействию при высоком давлении. Кроме того, при изготовлении сосудов, применяются сварные швы и в зоне термического влияния при сварке происходит увеличение твердости, что также ухудшает ударную вязкость такой полосы. С другой стороны, применение С менее 0,04% приводит к тому, что получаемая стальная полосы обладает низкой прочность. Соответственно, величина содержания элемента С ограничивается диапазоном от 0,04 до 0,30%, а содержания элемента N ограничивается диапазоном до 0,02%.
Si является элементом, который используется как раскислитель, и для реализации обеспечиваемых Si преимуществ необходимо содержание Si в 0,10% или более. С другой стороны, когда содержание Si превышает 0,50%, ухудшается ударная вязкость горячекатаного стальной полосы. Соответственно, содержание Si ограничивается величиной, которая находится в пределах диапазона от 0,10 до 0,50%.
Mn, как упрочняющий элемент, обеспечивает необходимую для полосы конструкционной стали прочность, кроме того, Mn также является элементом, стабилизирующим аустенит при высоких температурах. Для обеспечения возможности реализации такой функции необходимо установить содержание Mn в 0,2% или более. С другой стороны, когда содержание Mn превышает 0,9%, это не только не удовлетворяет условиям реализации обеспечиваемых Mn преимуществ, но и избыточное содержание Mn также ухудшает ударную вязкость стальной полосы, неблагоприятно влияет на качество поверхности, ухудшая удаление окалины на этапе производства, и увеличивает стоимость сплава. Соответственно, содержание Mn ограничивается величиной, которая находится в пределах диапазона от 0,2 до 0,9%.
Cr, Ni, и Cu обеспечивают увеличение прочности при повышенных температурах без потери пластичности, а никель еще и увеличивает ударную вязкость. Содержание в составе конструкционной стали Cr менее 1,50% приводит к недостаточной прочности стали и снижает её возможность выдерживать высокие температуры сосудов, работающих под давлением, а увеличение в содержание состава конструкционной стали Cr более 3,00% и Cu более 0,30% приводит к снижению вязкости стали, как следствие повышению хрупкости и ухудшению стойкости против температурного воздействия, а дополнительно к перерасходу легирующих материалов и, как следствие, к увеличению себестоимости стали, также как и содержание Ni более 0,40%. Соответственно, содержание Cr ограничивается величиной, которая находится в пределах диапазона от 1,50 до 3,00%, содержание Ni ограничивается величиной не более 0,40%, а содержание Cu ограничивается величиной не более 0,30%.
Al раскисляет сталь и измельчает зерно. При содержании Al более 0,05% он связывает N, что ведет к снижению прочностных характеристик, ухудшая свойства полосы из конструкционной стали, в связи с чем его содержание в составе конструкционной стали должно быть не более 0,05%.
V ограничен верхним значением 0,06% для исключения вредного воздействия излишнего упрочнения из-за выделения нитридов, карбидов и карбонитридов этих элементов.
Верхний предел нормирования Al и V в составе конструкционной стали обусловлен предотвращением появления трещин на слябе, так как при превышении указанных значений высока вероятность их появления.
Nb повышает прочность и ударную вязкость конструкционной стали, измельчая зерно микроструктуры, что позволяет выдерживать изделиям, выполненным из этой стали высокие температуры и давление. Увеличение содержания ниобия более 0,06% нецелесообразно, так как значением до указанного в составе полос из конструкционной стали уже будет достигнуты необходимые ее свойства, а повышение указанной границы не ведет к дальнейшему улучшению свойств, а лишь увеличивает расход легирующих материалов.
Введение Mo в количестве 0,40-1,00 мас. % повышает теплоустойчивость стали. Предел Mo менее 0,40% не обеспечивает однородную структуру и необходимую прочность полосы из конструкционной стали, а предел Mo более 1,00% приводит к хрупкости металла, при воздействии на него высоким давлением и температурой, а также при горячей прокатке проявляется шероховатость поверхности, поэтому качество поверхности очень сильно ухудшается.
S и P в данной полосе из конструкционной стали являются вредными примесями, их концентрация должна быть нормирована. Содержание S и P в составе ограничено пределом не превышающим 0,02%, в противном случае при применении предела свыше происходит охрупчивание стали и невозможности применения полосы для изготовления изделий, работающих под давлением и при высоких температурах.
Полоса из конструкционной стали может содержать B для стабилизирования карбидов и придания стали необходимой твердости. Пределы бора ограничены значением не более 0,005%, превышение которых приведет к ухудшению свойств полосы из конструкционной стали.
Нагрев сляба под прокатку осуществляют до температуры 1150 - 1300 °C (Тнагр) в течении не менее 2,5 часов, предпочтительно, не более 4,5 часов (Тv), а конец черновой прокатки осуществляют при температуре 1000 – 1170 °C (Ткп(черн)). При нагреве менее 1150 °C и/или в течении менее 2,5 часов сляб недостаточно нагревается, что приводит к повышенной неоднородности конечной микроструктуры и, как следствие, к неравномерности механических свойств в полосе. При температуре нагрева сляба свыше 1300 °C и/или в течении более 4,5 часов происходит рост аустентного зерна, что снижает прочность полосы из конструкционной стали и невозможности его применения при высоких температурах.
При температуре конца черновой прокатки, превышающей 1170°С, в металле происходит рост аустенитного зерна перед чистовой прокаткой, который не способствует получению структуры готового проката, гарантирующей весь комплекс свойств. Рост аустенитного зерна объясняется собирательной и динамической рекристаллизацией. При температуре конца черновой прокатки, менее 1000°С, в металле, приводит к повышенной неоднородности конечной микроструктуры проката и, как следствие, к неравномерности механических свойств в полосе.
Начало чистовой прокатки осуществляют при температуре 900 – 1100 °C (Тнп(чист)), а заканчивают при температуре 800 – 1000 °C (Ткп(чист)). Температура начала чистовой прокатки менее 900 °C не позволяет выдержать температуру конца чистовой прокатки более 800 °C, что приводит к ухудшению микроструктуры и пластических свойства полосы, что увеличивает нагрузки на оборудование при прокатке. Температура начала чистовой прокатки более 1100 °C приводит к росту зерна и не позволяет завершить чистовую прокатку при температуре ниже 1000 °C, что приводит к неравномерному росту аустенитных зерен, как следствие, к снижению прочности и стабильности механических свойств полосы из конструкционной стали и невозможности изготовления из них сосудов, работающих под давлением и высоких температурах.
После прокатки осуществляют смотку полос в рулон при температуре 650-770 °C (Тсмотк) и затем производят охлаждение рулона до температуры не более 50 °C со скоростью 0,3-0,7 °C/мин (Vохл).
Смотка полос ниже 650°С приводит к образованию в прокате закалочных структур и, как следствие этому к образованию, торцевых трещин при изготовлении сосудов. При температуре смотки выше 770°С пластичность полос из конструкционной стали повышается, однако это приводит к снижению ее прочности ниже допустимого уровня. При скорости охлаждения ниже 0,3 °С/мин до температуры не более 50 °C будет увеличиваться балл структурной полосчатости в металлопрокате, негативно сказывающийся на значения ударной вязкости ниже требуемого уровня. При скорости охлаждения выше 0,7 °С/мин до температуры не более 50 °C приводит к образованию закалочных структур и образованию торцевых трещин. Охлаждение рулона до температуры не более 50 °C необходимо для окончания завершения внутренних превращений в полосе из конструкционной стали.
Толщина h прокатанной полосы из конструкционной стали может находиться в диапазоне 2,0-10,0 мм, при этом при температуре 20 °C предел текучести σт полученной полосы не менее 295 МПа, предел прочности σв не менее 390 МПа и относительное удлинение ζ не менее 20%. При температуре испытания 450 °C предел текучести σт полученной полосы из конструкционной стали не менее 245 МПа, предел прочности σв не менее 290 МПа и относительное удлинение ζ не менее 15 %.
Примеры реализации способа.
Сталь выплавляли в электродуговой печи, разливали в непрерывные литые заготовки. Непрерывные литые заготовки нагревали до температуры аустенизации 1150 - 1300 °C в течении не менее 2,5 часов, предпочтительно, не более 4,5 часов и прокатывали на непрерывном широкополосном стане в полосы до конечной толщины 2,0-10,0 мм, конец черновой прокатки осуществляли при температуре 1000 – 1170 °C, начало чистовой прокатки осуществляли при температуре 900 – 1100 °C, а заканчивали при температуре 800 – 1000 °C, далее осуществляли смотку полос в рулон при температуре 650-770 °C и затем производили охлаждение рулона до температуры не более 50 °C со скоростью 0,3-0,7 °C/мин.
Химический состав полученных полос из конструкционной стали приведен в табл. 1, режимы производства полос в таблице 2, а их полученные механические свойства приведены в таблице 3.
Таблица 1
| № п/п | C | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | Al | V | Nb | Mo | N | S | P | Fe и неизб. примеси |
| 1 | 0,04 | 0,10 | 0,2 | 3,0 | 0,1 | 0,1 | 0,005 | 0,06 | 0,02 | 0,4 | 0,02 | 0,002 | 0,005 | Ост. |
| 2 | 0,06 | 0,17 | 0,4 | 2,5 | 0,2 | 0,1 | 0,03 | 0,04 | 0,02 | 0,8 | 0,01 | 0,005 | 0,004 | Ост. |
| 3 | 0,07 | 0,24 | 0,5 | 2,4 | 0,3 | 0,1 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,7 | 0,008 | 0,004 | 0,006 | Ост. |
| 4 | 0,09 | 0,31 | 0,6 | 2,2 | 0,2 | 0,2 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | 0,6 | 0,006 | 0,006 | 0,005 | Ост. |
| 5 | 0,10 | 0,2 | 0,3 | 2,7 | 0,2 | 0,1 | 0,02 | 0,05 | 0,02 | 0,5 | 0,015 | 0,003 | 0,007 | Ост. |
| 6 | 0,12 | 0,37 | 0,7 | 2,0 | 0,1 | 0,3 | 0,04 | 0,03 | 0,05 | 0,8 | 0,01 | 0,006 | 0,006 | Ост. |
| 7 | 0,15 | 0,39 | 0,4 | 2,4 | 0,2 | 0,2 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 0,01 | 0,007 | 0,008 | Ост. |
| 8 | 0,21 | 0,41 | 0,5 | 2,1 | 0,3 | 0,2 | 0,04 | 0,03 | 0,05 | 0,7 | 0,008 | 0,012 | 0,012 | Ост. |
| 9 | 0,26 | 0,48 | 0,7 | 1,8 | 0,4 | 0,3 | 0,04 | 0,02 | 0,06 | 0,9 | 0,005 | 0,016 | 0,017 | Ост. |
| 10 | 0,30 | 0,50 | 0,9 | 1,5 | 0,4 | 0,3 | 0,05 | 0,01 | 0,06 | 1,0 | - | 0,02 | 0,02 | Ост. |
Таблица 2
| № п/п | Тнагр, °C | Тv, час | Ткп(черн), °C | Тнп(чист), °C | Ткп(чист), °C | Т(смотк), °C | Vохл, °C/мин |
| 1 | 1150 | 4,5 | 1000 | 900 | 800 | 650 | 0,3 |
| 2 | 1234 | 4,3 | 1083 | 1048 | 941 | 765 | 0,5 |
| 3 | 1248 | 4,0 | 1076 | 1024 | 912 | 753 | 0,4 |
| 4 | 1243 | 3,7 | 1069 | 1002 | 883 | 747 | 0,3 |
| 5 | 1180 | 4,5 | 1020 | 934 | 832 | 670 | 0,4 |
| 6 | 1251 | 3,3 | 1053 | 971 | 852 | 692 | 0,5 |
| 7 | 1214 | 3,1 | 1161 | 990 | 887 | 712 | 0,4 |
| 8 | 1246 | 2,9 | 1113 | 1048 | 908 | 746 | 0,7 |
| 9 | 1272 | 2,7 | 1134 | 1081 | 979 | 758 | 0,6 |
| 10 | 1300 | 2,5 | 1150 | 1100 | 1000 | 770 | 0,7 |
Таблица 3
| № п/п | h, мм | При температуре испытания 20 °C | При температуре испытания 450 °C | ||||
| σт, МПа | σв, МПа | ζ, % | σт, МПа | σв, МПа | ζ, % | ||
| 1 | 10,00 | 305 | 410 | 23 | 245 | 315 | 18 |
| 2 | 8,00 | 345 | 400 | 25 | 260 | 310 | 19 |
| 3 | 6,00 | 425 | 570 | 24 | 270 | 380 | 18 |
| 4 | 4,00 | 430 | 590 | 25 | 300 | 420 | 15 |
| 5 | 9,00 | 315 | 407 | 20 | 265 | 377 | 17,5 |
| 6 | 2,00 | 435 | 593 | 23 | 305 | 430 | 19 |
| 7 | 8,00 | 317 | 422 | 21 | 272 | 361 | 18,5 |
| 8 | 6,00 | 446 | 544 | 21 | 296 | 384 | 19 |
| 9 | 4,00 | 476 | 579 | 22 | 336 | 409 | 18 |
| 10 | 2,00 | 455 | 600 | 25 | 325 | 440 | 17 |
Из приведенных табл. 1-3 следует, что предложенный химический состав и режимы его производства обеспечивают получение полос из конструкционной стали, соответствующих заданным механическим свойствам. Таким образом создан способ изготовления полос из конструкционной стали, который позволяет произвести полосы, которые возможно применять для конструкций сосудов, работающих под давлением и при высоких температурах, в которых обеспечено значение предела текучести выше 305 МПа при температуре 20 °C и свыше 245 МПа при температуре 450 °C.
Claims (8)
1. Способ изготовления полос из конструкционной стали, включающий изготовление непрерывной литой заготовки из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, азот, серу, фосфор, железо и неизбежные примеси, ее нагрев до температуры аустенизации, черновую и чистовую прокатку, смотку в рулон, отличающийся тем, что непрерывную литую заготовку изготавливают из стали, дополнительно содержащей медь, ванадий, ниобий и при необходимости бор, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нагрев до температуры аустенизации, составляющей 1150-1300°C, осуществляют в течение не менее 2,5 часов и не более 4,5 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре 1000-1170°C, чистовую прокатку начинают при температуре 900-1100°C и заканчивают при температуре 800-1000°C, смотку полос в рулон осуществляют при температуре 650-770°C с последующим охлаждением рулона до температуры не более 50°C со скоростью 0,3-0,7°C/мин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают полосы из конструкционной стали толщиной 2,0-10,0 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 20°C предел текучести не менее 295 МПа и предел прочности не менее 390 МПа.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 20°C относительное удлинение не менее 20%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 450°C предел текучести не менее 245 МПа и предел прочности не менее 290 МПа.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают полосы из конструкционной стали, имеющие при температуре 450°C относительное удлинение не менее 15%.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807795C1 true RU2807795C1 (ru) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255124C1 (ru) * | 2004-06-24 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ производства листов из конструкционной стали |
| EP3517643A4 (en) * | 2016-09-21 | 2020-03-04 | Nippon Steel Corporation | GALVANISED STEEL |
| US10760149B2 (en) * | 2013-01-24 | 2020-09-01 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Highly corrosion-resistant, high strength, A1-containing weathering steel plate and process of manufacturing same |
| EP3719148A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-07 | SSAB Technology AB | High-hardness steel product and method of manufacturing the same |
| RU2737690C1 (ru) * | 2020-05-19 | 2020-12-02 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали для изготовления ответственных металлоконструкций |
| RU2759106C1 (ru) * | 2020-11-24 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали (варианты) |
| EP3922744A1 (en) * | 2019-02-06 | 2021-12-15 | Nippon Steel Corporation | Hot-dip zinc-coated steel sheet and method for manufacturing same |
| RU2790840C1 (ru) * | 2022-04-20 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб с высокой деформационной способностью |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255124C1 (ru) * | 2004-06-24 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ производства листов из конструкционной стали |
| US10760149B2 (en) * | 2013-01-24 | 2020-09-01 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Highly corrosion-resistant, high strength, A1-containing weathering steel plate and process of manufacturing same |
| EP3517643A4 (en) * | 2016-09-21 | 2020-03-04 | Nippon Steel Corporation | GALVANISED STEEL |
| EP3922744A1 (en) * | 2019-02-06 | 2021-12-15 | Nippon Steel Corporation | Hot-dip zinc-coated steel sheet and method for manufacturing same |
| EP3719148A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-07 | SSAB Technology AB | High-hardness steel product and method of manufacturing the same |
| RU2737690C1 (ru) * | 2020-05-19 | 2020-12-02 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали для изготовления ответственных металлоконструкций |
| RU2759106C1 (ru) * | 2020-11-24 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали (варианты) |
| RU2790840C1 (ru) * | 2022-04-20 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб с высокой деформационной способностью |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4661306B2 (ja) | 超高強度熱延鋼板の製造方法 | |
| RU2393239C1 (ru) | Способ производства толстолистового низколегированного штрипса | |
| WO2016148037A1 (ja) | 冷間加工性と浸炭熱処理後の靱性に優れる浸炭用鋼板 | |
| RU2397254C1 (ru) | Способ производства штрипса для труб магистральных трубопроводов | |
| CN109385570B (zh) | 一种高强钢板及其制造方法 | |
| CN113166885A (zh) | 延展性及低温韧性优秀的高强度钢材及其制造方法 | |
| RU2583536C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций (варианты) | |
| JP6856083B2 (ja) | 高Ｍｎ鋼およびその製造方法 | |
| CN112513307A (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
| JP3578435B2 (ja) | プレス成形性と表面性状に優れた構造用熱延鋼板およびその 製造方法 | |
| JP2019011510A (ja) | 冷間加工性と浸炭熱処理後の靱性に優れる浸炭用鋼板 | |
| RU2551324C1 (ru) | Способ производства полос из низколегированной свариваемой стали | |
| RU2341564C2 (ru) | Способ производства горячекатаного листового проката | |
| RU2807795C1 (ru) | Способ изготовления полос из конструкционной стали | |
| RU2765046C1 (ru) | Способ производства высокопрочного износостойкого металлопроката | |
| RU2765047C1 (ru) | Способ производства листов толщиной 2-20 мм из высокопрочной износостойкой стали (варианты) | |
| RU2720286C1 (ru) | Способ производства рулонов горячекатаной полосы из криогенной конструкционной стали | |
| RU2348703C2 (ru) | Способ производства штрипсов | |
| RU2593803C1 (ru) | Способ производства толстолистовой трубной стали, микролегированной бором | |
| RU2807789C1 (ru) | Способ изготовления листов из конструкционной стали | |
| RU2813917C1 (ru) | Способ производства горячекатаного листового проката | |
| RU2613262C2 (ru) | Способ производства горячекатаного листового проката из низколегированной стали | |
| RU2810463C1 (ru) | Способ производства высокопрочного горячекатаного проката | |
| RU2793012C1 (ru) | Способ производства низколегированного рулонного проката | |
| WO2019168172A1 (ja) | 高Ｍｎ鋼およびその製造方法 |