RU2809017C1 - Method for producing cold-resistant sheet metal with hardness of 450-570 hbw - Google Patents
Method for producing cold-resistant sheet metal with hardness of 450-570 hbw Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809017C1 RU2809017C1 RU2023103304A RU2023103304A RU2809017C1 RU 2809017 C1 RU2809017 C1 RU 2809017C1 RU 2023103304 A RU2023103304 A RU 2023103304A RU 2023103304 A RU2023103304 A RU 2023103304A RU 2809017 C1 RU2809017 C1 RU 2809017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- temperature
- strength
- slabs
- carried out
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 51
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- -1 Titanium nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к производству листового проката из стали с твердостью более 450 HBW и хладостойкостью до минус 70°С, применяемого для объектов металлургической, транспортного и тяжелого машиностроения, мостостроения, производства подъемных механизмов и средств транспортировки грузов, работающих в экстремальных условиях Крайнего Севера.The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to the production of rolled steel sheets with a hardness of more than 450 HBW and cold resistance down to minus 70°C, used for metallurgical, transport and heavy engineering, bridge construction, production of lifting mechanisms and means of transporting goods operating in extreme conditions of the Far North.
Известен способ производства высокопрочной листовой стали, включающий получение непрерывнолитого сляба следующего химического состава, мас. %:There is a known method for the production of high-strength sheet steel, which includes producing a continuously cast slab of the following chemical composition, wt. %:
при этом осуществляют нагрев сляба, горячую прокатку, закалку листов при температуре 930-980°С, а отпуск при температуре 500-600°С (патент РФ №2599654, C21D 8/02).in this case, the slab is heated, hot rolled, sheets are hardened at a temperature of 930-980°C, and tempered at a temperature of 500-600°C (RF patent No. 2599654, C21D 8/02).
Основным недостатком указанного способа производства является недостаточная стабильность характеристик работоспособности листового проката при температурах ниже минус 40°С, что не позволяет использовать данный прокат в условиях низких температур.The main disadvantage of this production method is the insufficient stability of the performance characteristics of rolled sheets at temperatures below minus 40°C, which does not allow the use of this rolled material at low temperatures.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ производства стальных фабрикатов, включающий изготовление заготовки, ее горячее пластическое деформирование, нормализацию или закалку и последующий отпуск, отличающийся тем, что пластическое деформирование осуществляют в температурном интервале от 1050-1150°С до 850-900°С, нормализацию или закалку ведут от температуры 850-950°С, а отпуск осуществляют при температуре 400-600°С, причем заготовку изготавливают из стали следующего химического состава, мас. %:The closest analogue to the claimed invention is a method for the production of steel products, including the manufacture of a workpiece, its hot plastic deformation, normalization or hardening and subsequent tempering, characterized in that plastic deformation is carried out in the temperature range from 1050-1150°C to 850-900°C , normalization or hardening is carried out at a temperature of 850-950°C, and tempering is carried out at a temperature of 400-600°C, and the workpiece is made from steel of the following chemical composition, wt. %:
(пат. РФ №2442830, C21D 8/00, C21D 8/02, С22С 38/44, С22С 38/54). Недостаток известного способа состоит в том, что листы имеют низкую прочность, что в свою очередь, приводит к снижению выхода годного. Также данный прокат не предназначен для использования в условиях низких температур.(RF patent No. 2442830, C21D 8/00, C21D 8/02, C22C 38/44, C22C 38/54). The disadvantage of this known method is that the sheets have low strength, which in turn leads to a decrease in yield. Also, this rental product is not intended for use in low temperature conditions.
Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в получении качественного листового проката с высоким уровнем механических характеристик, в том числе с твердостью более 450 HBW, а также хладостойкостью до минус 70°С.The technical problem solved by the claimed invention is to obtain high-quality rolled sheets with a high level of mechanical characteristics, including hardness of more than 450 HBW, as well as cold resistance down to minus 70°C.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в получении требуемого комплекса свойств 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 properties by selecting the optimal chemical composition of steel and a rational mode of its heat treatment.
Поставленный результат достигается тем, что в способе производства хладостойкого листового проката с твердостью 450-570 HBW, включающем непрерывную разливку стали в слябы, их нагрев, горячую прокатку листов, закалку в воде при температуре 850-930°С, согласно изобретению, осуществляют непрерывную разливку стали, содержащей, мас. %:This result is achieved by the fact that in the method for producing cold-resistant rolled sheets with a hardness of 450-570 HBW, including continuous casting of steel into slabs, their heating, hot rolling of sheets, quenching in water at a temperature of 850-930°C, according to the invention, continuous casting is carried out steel containing, wt. %:
при этом нагрев слябов производят до температуры 1180-1220°С, а температуру конца чистовой прокатки выбирают в диапазоне 860-940°С.in this case, the slabs are heated to a temperature of 1180-1220°C, and the temperature of the end of finishing rolling is chosen in the range of 860-940°C.
Комплекс механических свойств высокопрочных стальных фабрикатов определяется микроструктурно-фазовым состоянием стали после заключительной термической обработки, которое, в свою очередь, зависит от химического состава стали и режимов термической обработки.The complex of mechanical properties of high-strength steel products is determined by the microstructural-phase state of the steel after final heat treatment, which, in turn, depends on the chemical composition of the steel and heat treatment conditions.
Заявляемый химический состав стали выбран с учетом следующих особенностей.The claimed chemical composition of the steel was selected taking into account the following features.
С целью обеспечения свариваемости, высоких показателей пластичности, низкотемпературной ударной вязкости, снижения хрупкости и исключения вероятности образования холодных трещин, содержание углерода в стали не должно превышать 0,26%. В то же время при концентрации углерода менее 0,22% не достигается требуемая прочность и твердость стали.In order to ensure weldability, high ductility, low-temperature impact strength, reduce brittleness and eliminate the likelihood of cold cracks, the carbon content in steel should not exceed 0.26%. At the same time, with a carbon concentration of less than 0.22%, the required strength and hardness of steel is not achieved.
Кремний раскисляет сталь, повышает ее прочность. При содержании кремния менее 0,2% прочность стали недостаточна, а при концентрации более 0,4% снижается вязкость и пластичность закаленной стали.Silicon deoxidizes steel and increases its strength. When the silicon content is less than 0.2%, the strength of steel is insufficient, and when the concentration is more than 0.4%, the toughness and ductility of hardened steel decreases.
Марганец способствует твердорастворному упрочнению металла и повышению прочностных характеристик готового проката. При содержании марганца менее 0,70% прочность и твердость стали недостаточны. Увеличение содержания марганца более 1,10% приводит к снижению вязкости при отрицательных температурах, ухудшению пластичности, снижению выхода годного.Manganese promotes solid solution hardening of metal and increases the strength characteristics of finished rolled products. With a manganese content of less than 0.70%, the strength and hardness of steel are insufficient. An increase in manganese content of more than 1.10% leads to a decrease in viscosity at low temperatures, deterioration in ductility, and a decrease in yield.
Легирование молибденом существенно увеличивает прокаливаемость стали за счет эффективного торможения диффузионных процессов. Молибден измельчает природное зерно стали, повышает ее прочность при высоких температурах. При содержании молибдена менее 0,1% прочность и вязкость стали недостаточны. Однако при увеличении его содержания выше 0,35% снижается работа удара, а также ухудшается свариваемость стали, поэтому концентрацию молибдена ограничивают.Alloying with molybdenum significantly increases the hardenability of steel due to the effective inhibition of diffusion processes. Molybdenum refines the natural grain of steel, increasing its strength at high temperatures. When the molybdenum content is less than 0.1%, the strength and toughness of the steel are insufficient. However, when its content increases above 0.35%, the impact work decreases, and the weldability of steel also deteriorates, so the concentration of molybdenum is limited.
Алюминий в количестве 0,030-0,050% способствует раскислению стали и, как следствие, повышению предела текучести и работы удара. При увеличении содержания алюминия более 0,05% он связывает азот, что ведет к снижению прочностных характеристик в связи с образованием неметаллических включений.Aluminum in an amount of 0.030-0.050% contributes to the deoxidation of steel and, as a result, an increase in the yield strength and impact work. When the aluminum content increases to more than 0.05%, it binds nitrogen, which leads to a decrease in strength characteristics due to the formation of non-metallic inclusions.
Хром повышает прочность и износостойкость стали. Увеличение содержания хрома более 0,1% приводит к потере пластичности.Chrome increases the strength and wear resistance of steel. An increase in chromium content of more than 0.1% leads to a loss of ductility.
Никель повышает вязкость стали, а также способствует повышению пластических свойств листовой стали при пониженных температурах эксплуатации, что понижает хладноломкость стали. При содержании никеля менее 1,50% снижается прочность и ударная вязкость стали. Ограниченное содержание никеля до 2,2% связано с его влиянием на свариваемость.Nickel increases the toughness of steel and also helps to increase the plastic properties of sheet steel at low operating temperatures, which reduces the cold brittleness of steel. When the nickel content is less than 1.50%, the strength and toughness of the steel decreases. The limited nickel content to 2.2% is due to its effect on weldability.
Медь способствует повышению пластических и вязкостных свойств толстолистовой стали. Однако увеличение содержания меди более 0,30% приводит к возрастанию в фазовом составе листовой стали после закалки остаточного аустенита, что является причиной ухудшения механических свойств.Copper improves the plastic and toughness properties of thick sheet steel. However, an increase in copper content of more than 0.30% leads to an increase in the phase composition of sheet steel after hardening of retained austenite, which causes a deterioration in mechanical properties.
С целью повышения прокаливаемости стали, ее легируют бором. Фактическое содержание бора в высокопрочных сталях обычно не превышает 0,005%. Выделение боридов по границам исходного зерна аустенита способствует его измельчению. Бор в количестве более 0,005% может способствовать образованию охрупчивающих частиц - карбидов железа. При содержании менее чем 0,002% его эффективность снижается.In order to increase the hardenability of steel, it is alloyed with boron. The actual boron content in high-strength steels usually does not exceed 0.005%. The release of borides along the boundaries of the original austenite grain contributes to its refinement. Boron in amounts greater than 0.005% can promote the formation of embrittlement particles - iron carbides. When the content is less than 0.002%, its effectiveness is reduced.
Титан является сильным карбидообразующим элементом, связывающим азот. Нитриды титана стабильны при высоких температурах и сдерживают рост зерна аустенита при нагреве сляба под прокатку. Для эффективного микролегирования бором добавка титана должна быть в соотношении близком к стехиометрическому с азотом (Ti ≥3,42N2). При содержании титана менее 0,01% его влияние проявляется недостаточно, листы имеют низкую прочность и вязкость. Увеличение концентрации титана сверх 0,03% не обеспечивает дальнейшего улучшения свойств.Titanium is a strong carbide-forming element that binds nitrogen. Titanium nitrides are stable at high temperatures and inhibit the growth of austenite grains when the slab is heated for rolling. For effective microalloying with boron, the titanium additive must be in a ratio close to stoichiometric with nitrogen (Ti ≥3.42N 2 ). When the titanium content is less than 0.01%, its influence is insufficient; the sheets have low strength and toughness. Increasing the titanium concentration beyond 0.03% does not provide further improvement in properties.
Микролегирование стали ванадием в количестве более 0,01% может привести к хрупкости стали после закалки, а при содержании ниобия более 0,008% существенно возрастает себестоимость стали.Microalloying of steel with vanadium in an amount of more than 0.01% can lead to brittleness of the steel after hardening, and with a niobium content of more than 0.008%, the cost of steel increases significantly.
Азот способствует измельчению зерна аустенита за счет выделения из твердого раствора мелкодисперсных нитридных и карбонитридных частиц. Увеличение содержания азота более 0,007% снижает сопротивление стали хрупкому разрушению и неблагоприятно сказывается на ее хладостойкости, что обусловлено способностью азота к закреплению дислокаций.Nitrogen contributes to the refinement of austenite grains due to the release of finely dispersed nitride and carbonitride particles from the solid solution. An increase in nitrogen content of more than 0.007% reduces the resistance of steel to brittle fracture and adversely affects its cold resistance, which is due to the ability of nitrogen to pin dislocations.
Сера и фосфор в стали являются вредными примесями, их концентрация должна быть минимальной. Увеличение содержания фосфора приводит к снижению ударной вязкости при отрицательных температурах, оказывая резко отрицательное действие на хладостойкость стали. При концентрации серы не более 0,003% и фосфора и не более 0,013% их отрицательное влияние на свойства стали незначительно. В то же время, более глубокая десульфурация и дефосфорация стали существенно удорожат ее производство, что нецелесообразно.Sulfur and phosphorus in steel are harmful impurities, their concentration should be minimal. 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 concentration of sulfur is no more than 0.003% and phosphorus and no more than 0.013%, their negative effect on the properties of steel is insignificant. At the same time, deeper desulfurization and dephosphorization of steel will significantly increase the cost of its production, which is impractical.
Таким образом, заявляемый химический состав стали обеспечивает высокий уровень хладостойкости при температурах до минус 70°С.Thus, the claimed chemical composition of steel provides a high level of cold resistance at temperatures down to minus 70°C.
Заявляемые температурные режимы обусловлены следующими особенностями.The declared temperature conditions are due to the following features.
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 1220°С нецелесообразен из-за чрезмерного роста аустенитного зерна и энергетических затрат.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 1220°C is impractical due to excessive growth of austenite grains and energy costs.
Температура конца чистовой прокатки находится в диапазоне 860-940°С. При температуре завершения пластического деформирования выше 940°С происходит неконтролируемый последеформационный рост аустенитных зерен, что снижает комплекс механических свойств. Уменьшение этой температуры ниже 860°С снижает ударную вязкость и пластичность стали.The temperature at the end of finishing rolling is in the range of 860-940°C. At the temperature of completion of plastic deformation above 940°C, uncontrolled post-deformation growth of austenite grains occurs, which reduces the complex of mechanical properties. Reducing this temperature below 860°C reduces the toughness and ductility of steel.
При необходимости осуществляют подогрев проката перед закалкой. Закалка в воде горячекатаных листов осуществляется при температуре 850-930°С. Температура менее 850°С не обеспечивает стабильного получения заданных прочностных свойств, а температура выше 930°С приводит к недопустимому снижению ударной вязкости листовой стали при низких температурах.If necessary, the rolled product is heated before hardening. Hardening of hot-rolled sheets in water is carried out at a temperature of 850-930°C. Temperatures below 850°C do not ensure stable achievement of the specified strength properties, and temperatures above 930°C lead to an unacceptable reduction in the impact strength of sheet steel at low temperatures.
Требуемый комплекс свойств листового проката после закалки представлен в таблице 1.The required set of properties of rolled sheets after hardening is presented in Table 1.
Пример осуществления способа.An 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 1180-1220°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 1180-1220°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 940°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 940°C.
Термическую обработку (дополнительный нагрев под закалку) проката осуществляли в электрической камерной печи по режимам закалки от температур 830-950°С (табл. 3).Heat treatment (additional heating for hardening) of rolled products was carried out in an electric chamber furnace according to hardening modes from temperatures of 830-950°C (Table 3).
Результаты анализа полученных микроструктур образцов свидетельствуют, что после операции закалки все образцы имеют преимущественно структуру мелкодисперсного реечного мартенсита. Протяженность реек достигает 16 мкм. Кроме того, в структуре стали исследуемых образцов присутствует около 30% бейнита. С повышением температуры нагрева под закалку до 950°С наблюдается рост аустенитного зерна, протяженность реек достигает 25 мкм, что обуславливает снижение значений работы удара образцов при температуре испытания минус 70°С.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. The length of the slats reaches 16 microns. In addition, about 30% bainite is present in the steel structure of the studied samples. With an increase in the heating temperature for hardening to 950°C, growth of the austenite grain is observed, the length of the laths reaches 25 μm, which causes a decrease in the impact work values of the samples at a test temperature of minus 70°C.
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 №2-5), достигается сочетание необходимых прочностных, пластических и вязкостных свойств. В случаях отклонений от заявленных параметров (опыты №1 и 6), а также при использовании способа-прототипа 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. 2-5), a combination of the required strength, plastic and toughness properties is achieved. In cases of deviations from the declared parameters (experiments No. 1 and 6), 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, а также повышенной хладостойкости до минус 70°С: временное сопротивление разрыву не менее 1500 Н/мм2; относительное удлинение не менее 10%; твердость по Бринеллю не менее 450 HBW, работа удара KV-70 не менее 20 Дж.Thus, the claimed invention ensures the achievement of a high level of mechanical characteristics, as well as increased cold resistance down to minus 70°C: temporary tensile strength of at least 1500 N/mm 2 ; relative elongation of at least 10%; Brinell hardness not less than 450 HBW, impact work KV -70 not less than 20 J.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2809017C1 true RU2809017C1 (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2346060C2 (en) * | 2007-02-05 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of blades manufacturing |
| CN103266269B (en) * | 2013-05-15 | 2015-04-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | HB500 grade hot continuous rolling high strength wear-resisting steel and production method thereof |
| RU2639754C1 (en) * | 2016-12-20 | 2017-12-22 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Method of producing low-alloyed corrosion-resistant steel for producing rolled stock |
| 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 |
| RU2691809C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-06-18 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for production of heavy-duty high-strength wear-resistant rolled stock (versions) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2346060C2 (en) * | 2007-02-05 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of blades manufacturing |
| CN103266269B (en) * | 2013-05-15 | 2015-04-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | HB500 grade hot continuous rolling high strength wear-resisting steel and production method thereof |
| RU2639754C1 (en) * | 2016-12-20 | 2017-12-22 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Method of producing low-alloyed corrosion-resistant steel for producing rolled stock |
| RU2691809C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-06-18 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for production of heavy-duty high-strength wear-resistant rolled stock (versions) |
| 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 |
|---|---|---|
| KR101388334B1 (en) | High tensile steel products excellent in the resistance to delayed fracture and process for production of the same | |
| KR101988144B1 (en) | High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same | |
| EP1375694B1 (en) | Hot-rolled steel strip and method for manufacturing the same | |
| EP3730656A1 (en) | Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness, and method for producing same | |
| JP7226598B2 (en) | Abrasion-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
| KR20200136068A (en) | Steel Material for Structural Fastening with Improved Delayed-Fracture Resistance and Manufacturing Method of Structural Fastener Using by This | |
| WO2021241606A1 (en) | Wear resistant steel sheet and method for producing wear resistant steel sheet | |
| KR20220095237A (en) | Hot rolled steel sheet and its manufacturing method | |
| RU2442831C1 (en) | Method for production of high-strength steel | |
| 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 | |
| CN113692456B (en) | Ultrahigh-strength steel sheet having excellent shear workability and method for producing same | |
| RU2533469C1 (en) | Production of steel sheets of higher wear resistance | |
| RU2358024C1 (en) | Method of production of strips out of low alloyed steel | |
| RU2703008C1 (en) | Method for production of cryogenic structural steel sheets | |
| RU2433191C1 (en) | Manufacturing method of high-strength plate steel | |
| JP6493645B1 (en) | Steel sheet and method of manufacturing the same | |
| RU2456368C1 (en) | High-strength dynamic impact resistant steel and method for production of this steel sheets | |
| RU2809017C1 (en) | Method for producing cold-resistant sheet metal with hardness of 450-570 hbw | |
| RU2765046C1 (en) | Method for production of high-strength wear-resistant rolled metal | |
| KR102237488B1 (en) | High hardness steel sheet having excellent punching formability and manufacturing method for the same | |
| RU2709071C1 (en) | Method for production of thick-rolled steel with increased deformation capacity (versions) | |
| RU2674797C1 (en) | Method of producing high-strength cold-resistant sheet from low-alloy steel | |
| RU2696186C2 (en) | Method of producing sheet rolled products from low-alloy pipe steel | |
| RU2652281C1 (en) | Method of production of hot-rolled sheets from high-strength steel |