UA120154C2 - Спосіб виготовлення холоднокатаних зварних сталевих листів і листи, вироблені за цим способом - Google Patents

Abstract

Винахід належить до способу виготовлення холоднокатаного сталевого листа товщиною ef в діапазоні від 0,5 до 3 мм, який включає послідовні стадії, у відповідності з якими подають щонайменше два гарячекатаних листи товщиною ei, після цього зазначені щонайменше два гарячекатаних листи зварюють в стик так, щоб утворити зварний шов (S1) з напрямком, перпендикулярним напрямку гарячої прокатки, слідом за цим зазначені щонайменше два гарячекатаних листи піддають травленню шляхом перепускання через ванну безперервної дії, після цього на стадії (L1) збірну конструкцію з щонайменше двох гарячекатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до проміжної товщини eint, при цьому напрямок холодної прокатки (DL1) збігається зі згаданим напрямком гарячої прокатки, причому холодну прокатку проводять із ступенем обтискання )1 = так, щоб: 0,35 ≤ ≤ 0,65, після цього зазначений зварний шов (S1) усувають так, щоб одержати щонайменше два проміжних холоднокатаних листи, слідом за цим два проміжних холоднокатаних листи зварюють в стик так, щоб створити зварний шов (S2), напрямок якого є перпендикулярним напрямку гарячої прокатки, а після цього на стадії (L2) збірну конструкцію із щонайменше двох проміжних холоднокатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до кінцевої товщини ef, при цьому напрям (DL2) стадії холодної прокатки (L2) збігається з напрямком прокатки (DL1). 2

Description

е; і- - біл е; іп--) так, щоб: 0,35 х бок 0,65, після цього зазначений зварний шов (51) усувають так, щоб одержати щонайменше два проміжних холоднокатаних листи, слідом за цим два проміжних холоднокатаних листи зварюють в стик так, щоб створити зварний шов (52), напрямок якого є перпендикулярним напрямку гарячої прокатки, а після цього на стадії (І 2) збірну конструкцію із щонайменше двох проміжних холоднокатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до кінцевої товщини єї, при цьому напрям (012) стадії холодної прокатки (12) збігається з напрямком прокатки (0І ).

Винахід стосується виготовлення тонких холоднокатаних сталевих листів або штаб, які характеризуються високою міцністю і здатністю до деформування, для виготовлення деталей шляхом профілювання, зокрема в автомобільній промисловості.

У число сімейств високоміцних сталей, які використовуються в автомобільній промисловості, входять, зокрема так звані "двофазні" сталі, високо-деформовані сталі ("НЕ"), мартенситні сталі, а також сталі, які загартовуються під пресом.

Однак, виготовленню таких тонких листів властива викладена далі проблема: ці листи або ці штаби виготовляють на безперервних прокатних станах описаним далі способом: - перероблювані заготовки, сляби або злитки піддають гарячій прокатці, після цього скочують в рулон. - після розкочування рулону гарячекатані листи зварюють з метою забезпечення безперервності подальших технологічних стадій, тобто, кінець одного листа зварюють з початком наступного листа. Ці зварні шви в загальному випадку виготовляють шляхом зварювання з оплавленням або лазерного зварювання. - листи або штаби піддають травленню шляхом перепускання через відповідну для використання ванну, а після цього скочують в рулон. Після цього їх піддають прокатці на стані холодної прокатки і повторному скочуванню в рулон. Наприкінці, їх піддають безперервному відпалювання і необов'язковому нанесенню покриття. Наприклад, гарячекатаний лист товщиною з е-3 мм може бути підданий холодній прокатці до товщини е1 мм шляхом послідовних проходів через кліті прокатного стану для одержання холоднокатаного листа.

Сукупні деформування або обтиснення, які зазнають листи під час цієї холодної прокатки, можуть бути розраховані у вигляді: іп початковатовщина єї кінцеватовщина єї або у випадку, описаному тут: І п(З3) «1,10. - після цього холоднокатаний лист піддається обробці в печі відпалювання безперервної дії.

В цьому звичайному способі зварний шов піддається холодній прокатці в одну стадію шляхом проходу через групу клітей стана холодної прокатки і зазнає деформування, яке може

Зо бути значним, особливо за великої початкової товщині е; і маленької кінцевої товщини листа е».

Тобто, зварний шов по суті являє собою поверхню, на якій концентруються різні особливості: - геометрична особливість, оскільки зварювання призводить до локальної варіації товщини у зварному шві. Незважаючи на можливість здійснення способів скобління для видалення великої частини надлишкової товщини важко запобігти виникненню локальної геометричної варіації (надлишкової товщини або неналежної товщини) зварного шва. - Металургійна особливість, оскільки мікроструктура після нагрівання і швидкого охолодження відрізняється від мікроструктури після гарячої прокатки. На додаток до цього, рівні вмісту включень і виділень розрізняються у зварному шві і у основному металі, який примикає до нього. У разі зварювання з оплавленням на поверхні листа, одержуваний в результаті стадії кування після стадії зварювання з оплавленням, мають місце також і непаралельні лінії витягування. - Механічна особливість, оскільки механічна поведінка зварного шва при натягу і згинанні, і його ударна в'язкість відрізняються від механічної поведінки основного листа, який примикає до нього.

Ці особливості пояснюють те, чому деформації концентруються в зварних швах під час холодної прокатки. В деяких випадках ці концентрації можуть призводити до ініціювання і розповсюдження дефектів, які можуть спричиняти руйнування штаби, що природним чином буде переривати виробництво і зменшувати продуктивність промислових технологічних ліній.

Тому ми шукали спосіб збільшення ефективності промислових об'єктів щодо виготовлення сортів сталі для автомобілебудування, зокрема, наведених далі сімейств сталей: - двофазні сталі, структура яких містить мартенсит, необов'язково бейніт і ферит, які поєднують високу міцність зі значним потенціалом деформування. При проведенні деформування їх здатність ущільнюватися дуже велика, що уможливлює хороший розподіл деформацій у разі зіткнення і досягнення значно більш високої границі плинності деталі після профілювання. Ці сталі використовуються, зокрема, в областях застосування для конструкційних деталей і деталей забезпечення безпеки в автотранспортних засобах, як-от поперечні штанги багажника, каркаси боковин кузовів, фіксатори вантажу або колісні диски.

Товщина цих холоднокатаних листів зазвичай знаходиться в діапазоні від 0,5 мм до З мм.

Вимоги наявності більш низької маси і меншого енергоспоживання збільшили потребу у двофазних високоміцних сталях, тобто, відповідних сталях, у яких границя міцності на розтяг

Кт знаходиться в діапазоні від 600 МПа до 1180 МПа. Залежно від границі міцності на розтяг

Кт, яка може знаходитися в діапазоні, наприклад, від 600 МПа до 1180 МПа, склад цих сталей містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,05:С:0,17, 115Мпх2,76, 0,07«5іх0,7, 55:0,008, Рх0,030, 0,15хАЇкО61, Мох0,13, Ст«0,55, Си«0,2, МікО,2,

МЬ0,050, Тіх0,045, «0,010, Вх0,005, Са«0,030, Мех0,007, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки, - високо-деформовані сталі, які містять такі елементи, як-от кремній і/або алюміній, для стабілізування аустеніту в значній кількості при кімнатній температурі, можуть поступово перетворюватися на мартенсит під впливом холодного формування або напружень, що, тим самим, забезпечує одержання значного ущільнення. Серед цих високо-деформованих сталей, зокрема, виявляються сталі, відомі під позначенням "СЕВ" (бейніт, вільний від карбіду, або бейніт, який не містить карбіду), і так звані сталі "О-Р", одержані шляхом стадії загартування (0 - "загартування") і стадії розподілення (Р - "розподілення") для вуглецю. Залежно від значення границі міцності на розтяг, яка може знаходитися в діапазоні, наприклад, від 690 МПа до 1180

Мпа, склад цих сталей містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: від 0,13 до 0,3 С, від 1,8 до 3,5 Мп, від 0,1 до 2 51і, від 0,1 до 2 АЇ, при цьому рівні вмісту 5іїАЇ знаходяться в діапазоні від 1 до 2,5, «0,010 М. Необов'язково ці сталі також можуть містити і Мі, Ст ї Мо так, щоб Мі«Сгт-Мо-т1, і мікролегуючі елементи Ті, МБ, М, кожен у кількості «0,1, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки, - мартенситні сталі, які набувають свою мікроструктуру після охолодження, наступного за безперервним відпалом. У контексті галузі застосування цих сталей в автомобільній промисловості діапазон використовуваних товщин для мартенситних сталей, які характеризуються границею міцності на розтяг в діапазоні від 1200 МПа до 1700 МпПа у сфері автомобілебудування, зазвичай укладений в межах від 0,6 мм до 2 мм. Склад цих сталей містить, зокрема нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: від 0,10 до 0,30 С, від 0,40 до 2,20 Мп, від 0,18 до 0,30 5і, від 0,010 до 0,050 АЇ, від 0,0025 до 0,005

В. Необов'язково ці сталі також можуть містити від 0,020 до 0,035 Ті, аж до 0,10 95 Си або Мі і аж

Зо до 0,21 95 Ст, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки, - сталі, які гартуються під пресом є сталями, які набувають свою кінцеву мікроструктуру по відношенню до деталей шляхом нагрівання в міжкритичному або аустенітному діапазоні з подальшим гарячим профілюванням і швидким охолодженням у пресовому обладнанні, що спричиняє проходження мартенситного і/або бейнітного перетворення. Звичайний діапазон товщини цих холоднокатаних сталей укладений в межах від 0,6 мм до З мм. В залежності від бажаної кінцевої границі міцності на розтяг, який може знаходитися в діапазоні, наприклад, від 1000 МПа до 2000 МПа, склад цих сталей містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражені у масових відсотках: від 0,15 до 0,5 С, від 0,4 до З Мп, від 0,1 до 1 51, «1 Ст, Ті«О,2,

АІ!«0,1, В«0,010, М«0,010, МЬх0,060, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Тому ми шукаємо спосіб, який запобігає концентруванню деформацій в зварних швах, виготовлених до холодної прокатки, і тим самим, зводить до мінімуму ризик руйнування під час прокатки.

Винахід має своїм наміром пропозицію такого способу, застосовується для виготовлення холоднокатаних листів з двофазних сталей, зокрема відповідних листів, які характеризуються границею міцності на розтяг, яка перевищує 600 МПа, з високо-деформованих сталей, що характеризуються границею міцності на розтяг, яка перевищує 690 МПа, з мартенситних сталей, які характеризуються границею міцності на розтяг яка перевищує 1200 МПа, і зі сталі для гарячого штампування.

Також існує потреба в тонких листах в діапазоні товщин, менших, ніж товщина, досяжна шляхом холодної прокатки, яка проводиться при проходженні через заданий прокатний стан, для якого максимальне зусилля прокатки за визначенням обмежується механічною конструкцією розглянутих клітей прокатного стану. На додаток до цього, крутний момент, який прикладається до валків прокатного стану, обмежується обертовим моментом двигуна і ступенями обтиснення.

Тому винахід має своїм наміром пропозицію економічного способу виготовлення, який, дозволяє уникати дорогих модифікацій існуючих агрегатів для прокатки, і зокрема полегшення виготовлення високоміцних тонких листів, які важко піддавати холодній прокатці.

Так, винахід також має своїм наміром пропозицію холоднокатаних листів у більш широкому бо діапазоні товщин по відношенню до можливостей з прокатки на існуючих агрегатах.

Для цього винахід своєю метою має спосіб виготовлення холоднокатаного сталевого листа, що має товщину єг в діапазоні від 0,5 мм до З мм, який включає послідовні стадії у зазначеній послідовності, у відповідності з якими подають щонайменше два гарячекатаних листа товщиною еї, а після цього зварюють встик так, щоб утворити зварний шов (51) з напрямком, перпендикулярним напрямку гарячої прокатки, слідом за цим ці щонайменше два гарячекатаних листа піддають травленню шляхом перепускання через ванну безперервної дії, після цього їх піддають холодній прокатці; а слідом за цим на стадії (11) збірну конструкцію із щонайменше двох гарячекатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до проміжної товщини еп, при цьому напрямок холодної прокатки (ОІ 5) збігається з папрамком гарячої прокатки, причому холодну продаєку проводять при ступені обтиснення біг так, щоб: одБх-- 2 00 «0,65 і еї і після цього зварний шов (51) усувають так, щоб одержати щонайменше два проміжних холоднокатаних листа, слідом за цим, ці щонайменше два проміжних холоднокатаних листа зварюють встик так, щоб утворити зварний шов (52), який має напрямок перпендикулярний до напрямку гарячої прокатки, а після цього на стадії (12) проводять холодну прокатку по відношенню збірної конструкції із щонайменше двох проміжних холоднокатаних і зварених листів до кінцевої товщини єї, при цьому напрям (Оі2) стадії холодної прокатки (І 2) збігається з напрямком прокатки (0 1).

Ступінь обтискання єї переважно є таким, що: 0,4х81:0,8.

В одному варіанті здійснення склад сталі є складом сталі, який відноситься до двофазного типу і характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 600 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,05:С:0,17, 1,15Мпх2,76, 0,07х5іх0,7, 550008, Ре0,030, 0,15хАЇ0,61, Мох0,13,

Ст«0,55, Си«0,2, Мі«кО0,2 95, МЬх0,050, Тіх0,045, М«0,010, В:х0,005, Са«0,030, Мх0,007, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

У відповідності із ще одним переважним варіантом здійснення склад сталі є складом високо- деформованої сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 690

МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,13:С:0,3, 1,85Мп 23,5, 0,1х5іх2, 0 15АЇх2, причому, зрозуміло, що Т«51ЇжАЇ «2,5, 0,010 95 М і необов'язково Мі, Ст і Мо, при цьому, причому, зрозуміло, що МіСт-Мост1, ТікО,1,

МЬх0,1, М «0,1, причому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Відповідно до ще одного переважного варіанта здійснення склад сталі є складом сталі, яка загартовується під пресом для виготовлення деталей, і яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 1000 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,15:С:х0,5, 0,45Мпх3, 015551, Сте1, Ті«0,2, АЇ«к0О,1, Вх0,010 і необов'язково 0,25:М0:2, МЬх0,060, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки,

У відповідності із ще одним переважним варіантом здійснення склад сталі є складом мартенситної сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт в діапазоні від 1200 до 1700 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,10:хС:50,30, 0,405Мпх2,20, 0,1855і:0,30, 0,010хАЇїх0,050, 0,0025:8:0,005 і необов'язково 0,020:Тіх0,035, СихО0,10, Міх0,10, Ст«0,21, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Згідно з одним переважним варіантом здійснення після усунення зварного шва (511) і до створення зварного шва (52) зазначені щонайменше два проміжних холоднокатаних листа скочують в рулон, після цього відправляють на тимчасове зберігання, а після цього розкочують з рулону.

Відповідно до одного конкретного варіанта здійснення зварний шов (51) або зварний шов (52) виготовляють шляхом зварювання з оплавленням.

Відповідно до ще одного конкретного варіанта здійснення зварний шов (51) або зварний шов (52) виготовляють шляхом лазерного зварювання.

Винахід відноситься до сталевого листа, який піддають зварюванню, а після цього холодній прокатці до товщини в діапазоні від 0,5 мм до З мм, ступінь деформування, утворена шляхом холодної прокатки в основному металі, дорівнює Ємв, для цього листа ступінь деформування, ду дореня шряхом холодної прокатки в зварному шві, дорівнює єз, характеризується тим, що:

МВ І

Згідно з одним переважним варіантом здійснення склад сталевого листа, який піддають зварюванні, а після цього холодній прокатці, є складом листа з двофазної сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 600 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,05:5С:х0,17, 1,15Мпх2,76, 0,07«51:0,7, 5:0,008, Ре0,030, 0,15:АЇк0,61, Мох0,13,

Сі«0,55, Си«0,2, Мі«х0,2, МЬ2х0,050, Ті«к0,045, М«х0,010, Вх0,005, Са«0,030, Мх0,007, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

У відповідності із ще одним переважним варіантом здійснення склад сталевого листа, підданого зварюванню, а після цього холодній прокатці, є складом високо- деформованої сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 690 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,13:С:0,3, 1,85Мп-3,5, 0,155іх2, 0 1хАЇ2, при цьому, причому, зрозуміло, що 1Т«х5БінАЇк2,5, «0,010 М і необов'язково Мі, Ст і Мо, причому, зрозуміло, що МічСгт-Мо-с1, ТікО,1,

МЬх0,1, «0,1, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Відповідно із ще одним переважним варіантом здійснення склад сталевого листа, підданого зварюванню, а після цього холодній прокатці, є складом сталі, яка загартовується під пресом для виготовлення деталей, який характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 1000 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових відсотках: 0,15:С:х0,5, 045Мпх3, 0151, Ст«1, Тіх0,2, Аї«к01, Вх0,010 і необов'язково 0,25:М0:2, МЬх0,060, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

У відповідності із ще одним переважним варіантом здійснення склад сталевого листа, підданого зварюванню, а після цього холодній прокатці є складом мартенситної сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт в діапазоні від 1200 МПа до 1700 МПа.

Переважно склад сталі містить нижченаведене, при цьому рівні вмісту виражають у масових

Зо відсотках: 0,10:хСх:х0,30, 0,405:Мпх2,20, 0,18:55іх:0,30, 0,010хАЇк0,050, 0,0025:8:0,005 і необов'язково 0,020:Тіх0,035, СихО0,10, Міх0,10, Ст«0,21, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Відповідно до одного конкретного варіанта здійснення зварний шов виготовляють шляхом зварювання з оплавленням.

Відповідно до ще одного конкретного варіанта здійснення зварний шов виготовляють шляхом лазерного зварювання.

Відповідно до ще одного варіанта здійснення у сталевому листі, підданому зварюванню, а після цього холодній прокатці, загальний напрямок зварного шва орієнтований перпендикулярно напрямку прокатки.

Здійснення способу виготовлення катаного листа, відповідного винаходу, полягає в нижченаведеному: - подають щонайменше два гарячекатаних сталевих листа, одержаних з використанням технологічних процесів, самих по собі відомих, і, які характеризуються початковою товщиною е; зазвичай в діапазоні від 2 мм до 8 мм Ці листи, також звані штабами, одержують із слябів або злитків, які безперервно відливають, і які після цього піддають прокатці на прокатних станах, складених з різних клітей прокатного стану, через які листи послідовно проходять. Їх довжина може перебувати в діапазоні від 500 до 2000 м. Ці гарячекатані листи скочують в рулон в межах температурного діапазону, належного для надання мікроструктури і стану виділень, придатних для використання при холодній прокатці і наступному відпалі. Необов'язково з метою зменшення твердості листів для полегшення подальшої холодної прокатки може бути проведена термічна обробка при температурі Тв в діапазоні від 4009С до 7009С шляхом розташування рулонів в основний печі відпалювання, при цьому температуру Тв витримують протягом від 5 хвилин до 24 годин. Після цього листи розкочують з рулону і для забезпечення безперервності подальшого технологічного процесу їх зварюють встик, тобто, з'єднують один з одним для одержання більш довгих штаб. Переважно це зварювання проводять шляхом зварювання з оплавленням або лазерного зварювання. Після цього адаптують умови зварювання, специфічні для даного способу, до одержання зварних швів задовільної якості, що в результаті призводить до зведення до мінімуму геометричних дефектів, найчастіше зумовлених відносною неузгодженістю розташування листів до зварювання і до зведення до мінімуму подовжених включень і відмінності між твердістю зварного шва і твердістю основного метала, а також до зведення до мінімуму можливої розм'якшеної області в зоні термічного впливу (ЗТВ) на будь-який з двох сторін від площини шва. Зварні шви, утворені в такий спосіб на цій стадії в загальному випадку будуть позначатися загальним символом (51), мають загальний напрямок, перпендикулярний до напрямку гарячої прокатки, і проходять по всій ширині листів або штаб. Ці листи або штаби піддають травленню шляхом перепускання через кислотну ванну для видалення окалини, утвореної на поверхні листа під час попередніх стадій. - на першій стадії, що позначається символом (11), листи після цього піддають холодній прокатці вздовж довжини наступним чином: на першому проході через стан холодної прокатки, який складається з декількох клітей, листам надається ступінь деформування, який в результаті призводить до одержання проміжної товщини єї. На противагу попередньому рівню техніки прокатку проводять не для досягнення кінцевої товщини продукту, а скоріше для досягнення проміжної товщини. Напрямок холодної прокатки позначається символом (011). Після цього першого проходу через всі кліт| дтану холодної прокатки деформація єї, яка надається при прокатці листа, являє собою: бі, Винахідники представили як доказ те, що ступінь деформування на цьому першому етапі має бути реалізована в залежності від сукупного ступеня д рмування, який розраховується виходячи з кінцевої товщини є" і після всіх стадій холодної ВОЯН прищому, виконується така нерівність: і еї

Інакше кажучи, прикладена деформація на цій першій стадії прокатки, має відповідати сукупній деформації, пов'язаній з усім технологічним процесом холодної прокатки, з кратністю в діапазоні від 0,35 до 0,65: - у разі такого ступеню, який не перевищує 0,35, прокатка продукту під час стадії, наступної після проміжної стадії, буде проводитися при більшому рівні деформування, що збільшує ризик передчасного руйнування зварного шва на штабі. - у разі такого ступеня, який перевищує 0,65, ступінь прокатки, пов'язана з першою стадією, також буде призводити до збільшення ризику руйнування зварного шва.

Після цієї першої стадії прокатки зварний шов (51) усувають з використанням способу, самого по собі відомого, наприклад, шляхом різання. Так усувають зварний шов, який був

Зо деформований на стадії (11), і який потенційно міг би стимулювати подальше руйнування штаби під час наступної холодної прокатки. Так, ця різка надає два проміжних холоднокатаних листа з відпаленою товщиною єїт на стадії (І 1).

Після цього ці листи скочують в рулон і відправляють на тимчасове зберігання. Після цього їх розкочують з рулону для проведення операції зварювання встик двох листів. Ця друга стадія зварювання утворює зварний шов (52), що має загальний напрямок, перпендикулярний напрямку холодної прокатки (БІ 1), по всій ширині листів.

Незважаючи на проведення цієї операції в умовах, які, як це уявляється, подібні до відповідних умов для зварювання шва (51), необхідно відзначити, що параметри для зварювання шва (52) фактично відрізняються від відповідних параметрів для шва (51), оскільки вони адаптовані до товщині еп, яка є меншою, ніж товщина еї. Зокрема, енергія зварювання для шва (52) є меншою, що призводить до одержання більш вузьких зварюваних зон і уможливлює утворення розм'якшених областей в зоні ЗТВ при зменшених ширині і амплітуді. Так, утворюється зварний шов (52), міцність і ударна в'язкість якого забезпечують одержання збільшеної границі міцності на розтяг на наступній стадії холодної прокатки (12). Цю прокатку (І2) проводять в напрямку (012), ідентичному напрямку (017), удднкінцевої товщини єї при ступені деформування є2, який надається всьому листу і рівною: б,

Винахідники також навели як доказ те, що шорсткість поверхні листів, одержаних у відповідності зі звичайним способом шляхом проходів через набір клітей прокатного стану, і шорсткість, одержана у відповідності з винаходом шляхом двох проходів через цей набір клітей, були подібними. Так, реалізація винаходу уможливлює одержання продуктів, реакційна здатність поверхні яких по відношенню до подальшого відпалювання змінюється незначно, тому, налаштування печей відпалювання можуть бути збережені.

Тепер винахід буде проілюстрований з використанням наведених далі необмежувальних прикладів.

Приклад 1

Була розроблена сталь, що має склад, призначений для виготовлення листа зі сталі, яка відноситься до двофазного типу, і продемонстрований у наведеній нижче таблиці де вміст виражений у масових відсотках, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки. Цей склад уможливлює виготовлення листа зі сталі, яка відноситься до двофазного типу і характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 980 МПа.

Таблиця 1

Склад двофазної сталі (мас. 95)

С | Мп | 5 | 5 | Р | А | Мо | Ст | мі | мь | ті | в / 0,075 0,284 | 0,001 | 0,013 | 0,158 | 0,085 | 0,295 | 0,015 | 0,024 | 0,036 | 0,0023

Сталеві листи з шириною 1500 мм піддавали гарячій прокатці до товщини е; З мм. З метою надання технологічному процесу безперервності ці листи піддавали зварюванню з оплавленням таких умов для шва (51):

Іскровий проміжок: 9,5 мм

Інтервал проковки шва: 2,5 мм

Тривалість циклу зварювання: 9 сек

Після цього ці зварені гарячекатані листи піддавали холодній прокатці до товщини 1 мм з використанням двох різних способів.

Порівняльний спосіб К1: листи безпосередньо піддавали холодній прокатки з використанням безперервного прокатного стану, що складається з п'яти клітей прокатного стану. Деформація, яка надається листу шляхом прокатки, являє собою:

Ги--) 1-0

Спосіб, відповідний до винаходу, І1: листи піддавали холодній прокатці з використанням безперервного прокатного стану, що складається з п'яти клітей (пдоватного стану, до проміжної товщини ем 1,6 мм. На цьому етапі деформація є: дорівнює: 16 -0,63. Зварний шов (51) усували шляхом різання, листи, одержані так, скочували в рулон і відправляли на тимчасове зберігання. Після цього ці листи розкочували з рулону і піддавали зварюванню з оплавленням один з одним для створення зварного шва (52) за таких наведених далі умов:

Іскровий проміжок: 6,5 мм

Інтервал проковки шва: 1,5 мм

Тривалість циклу зварювання: 7 сек

Зо Після усунення надлишкової товщини зі шва (52) шляхом проведення машинної обробки цей лист товщиною 1,6 мм слідом за цим піддавали холодній прокатці до кінцевої товщини е»: 1 мм. Ступінь деформування, кА віадається в результаті даної другої стадії прокатки (12), дорівнює: віпі 16 ві

І щ---) С щ-т 1. 0,47. Так, ступінь еї дорівнює: «0,57.

Були охарактеризовані мікроструктури зварних швів на різних етапах (при початковій, проміжній і кінцевій товщинах, а також варіація мікротвердості по Вікерсу в напрямку поперек даних швів при навантаженні в 500 г з використанням даних характеристик можливим є визначення початкової ширини зварного шва і ширини шва після холодної прокатки і, так, одержання в результаті етапу локального деформування зварного шва, яке надається шляхом холодної прокатки. У таблиці 2 продемонстрована різниця ДЛ між сукупним ступенем деформування листа, визначену виходячи з її варіації по товщині, і ступенем локального деформування зварного шва 51 або 52, відповідного способу виготовлення, (середнє значення для трьох випробувань).

Таблиця 2

Різниця А ступеня деформування між листом і зварним швом

Спосіб! 11111010

Спосіб 0,07

ВІ

Як це продемонстровано для звичайного способу, зварний шов деформується на 7 95 менше, ніж лист, який примикає до нього. Як це на подив продемонстровано, що спосіб винаходу призводить до одержання ступеня деформування, який надається шляхом прокатки, яка є майже ідентичною для листа і для штаби, що, так, зменшує ризик передчасного руйнування зварного шва внаслідок концентрування деформацій більш конкретно в цій області.

На додаток до цього, в таблиці З зіставляються ширина зварних швів (згідно вимірювання на рівні зони термічного впливу) і їх середня твердість НМо» згідно вимірюванню відносно листа з кінцевою товщиною 1 мм, одержаного або з використанням порівняльного способу КІ, або з використанням способу винаходу І1. Для цілей зіставлення також розглядаються твердість листа товщиною 1 мм, а також відносна різниця між твердістю зварних швів і твердістю листа.

Мікроструктура швів (51) і (52) є мартенситною з великим ступенем превалювання за наявності невеликої частки бейніту.

Таблиця З

Твердість катаного Твердість Різниця відносної

Ширина катаного рд рд ЦЯ ВІДНОС зварного шва катаного листа | твердості/зварний шов - зварного шва (мм) В (НМо»в) (НМо, 5) катаний лист

Спосіб Й тась

Спосіб ВІ 19,3 зе

Як це продемонстровано, спосіб винаходу в результаті призводить до одержання звареної штаби, яка має звужений шов, для якого різниця твердості в зіставленні з основним металом є меншою, ніж у випадку порівняльного способу, при цьому ця гомогенність дає свій внесок у зменшення ризику передчасного руйнування зварного шва під час холодної прокатки.

Для вимірювання границі міцності на розтяг Кт і деформації при руйнуванні А для холоднокатаних листів товщиною 1 мм, виготовлених з використанням порівняльного способу і способу винаходу, використовували зразки з довжиною 70 мм і шириною 5 мм, відібрані паралельно до зварних швів. Результати для зварних швів і основного листа представлені в таблиці 4.

Таблиця 4 00000001 втмпа А оо

Зварений катаний лист, спосіб 11 1400

Зварений катаний лист, спосіб 1 1550

Катаний лист 1380

Знов-таки ще раз, як це демонструє спосіб, відповідний винаходу, можливим є одержання високого ступеня гомогенності механічних властивостей як основного листа, так і зварного шва,

Зо що зменшує ризик руйнування під час холодної прокатки штаби. Дійсно, у звичайному способі

КІ деформація при руйнуванні для зварного шва є меншою, що означає можливість більш легкого стимулювання руйнування внаслідок локального концентрування напружень. У способі винаходу запас пластичності у зварного шва є більш значним і порівняльним з тим, який має місце для основного металу, так, значно зменшується ризик руйнування.

На додаток до цього, шорсткість поверхні листів, виготовлених з використанням звичайних способів і способу винаходу, вимірювали з використанням вимірювання тривимірної шорсткості.

Тривимірні зображення піддавали обробці з використанням програмного забезпечення

Моипіаіп5Ф. Профілі шорсткості аналізували відповідно до документа ІЗО4287, а зображення-

відповідно до документа ЕМ15178М. Результати продемонстровані в таблиці 5.

Таблиця 5 11111111 Васмкм)

Катаний лист, спосіб 11

Катаний лист, спосіб 1

Як це можна бачити, винахід уможливлює виготовлення листів, шорсткість поверхні Ка яких є відносно незмінною, тобто, два проходи через технологічну лінію прокатки не змінювали шорсткість у зіставленні з одним проходом. Так, як це знають винахідники, збільшення шорсткості призводить до збільшення ступеня чорноти під час відпалювання у печі, який має місце після холодної прокатки. Наприклад, у разі печі відпалювання з нагріванням відкритим полум'ям, що в результаті призводить до одержання окиснювальної фази для заліза, лист, характеризується збільшеною шорсткістю, буде нагріватися швидше, що може впливати на кінетику рекристалізації і утворення виділень і, так, на кінцеві механічні властивості листа. Тому зміна шорсткості може потребувати зміни налаштування печі відпалювання.

Однак, як це побачили винахідники, шорсткість є відносно незмінною для заданих складу сталі і товщини, листи, які піддаються прокатці з використанням звичайного способу, і листи, які піддаються прокатці з використанням технологічного процесу винаходу, можуть бути послідовно перепущені через піч відпалювання без зміни її налаштувань, що має своєю перевагою спрощення керуванням піччю відпалювання.

Приклад 2

Подавали загартовану під пресом сталь, склад якої при вираженні у масових відсотках продемонстрований у таблиці 5, при цьому решта являє собою залізо і неминучі домішки внаслідок переробки.

Таблиця 5 с ГТ м 71 8 а ЇЇ с п в 1 кх 0,035 0,003 0,005

Сталеві листи з шириною 1500 мм піддавали гарячій прокатці до товщини е; З мм. З метою надання технологічному процесу безперервності ці листи піддавали зварюванню з оплавленням таких умов для шва (51):

Іскровий проміжок: 9,5 мм

Інтервал проковки шва: 2,5 мм

Тривалість циклу зварювання: 12 сек

Зо Тривалість відпалювання після зварювання: 9 сек

Листи піддавали холодній прокатці з використанням безперервного прокатного стану, що складається з п'яти клітей пЕвватного стану, до проміжної товщини еп 1,75 мм На цьому етапі деформація єї дорівнює: 75 0,69.

Зварний шов (51) усували шляхом різання, листи, одержані так, скочували в рулон і відправляли на тимчасове зберігання. Після цього ці листи розкочували з рулону і піддавали зварюванню з оплавленням один з одним для створення зварного шва (52) за таких наведених далі умов:

Іскровий проміжок: 6,5 мм

Інтервал проковки шва: 1,5 мм

Тривалість циклу зварювання: 7 сек

Тривалість відпалювання після зварювання: 7 сек

Після усунення надлишкової товщини зі шва (52) шляхом проведення машинної обробки цей лист товщиною 1,75 мм слідом за цим піддавали холодній прокатці до кінцевої товщини е: 0,64 мм. Ступінь деформування, яка надається в результаті даної другої стадії прокатки (12), дорівнює:

пн віпі іпотв) ота 064 4, Так, ступінь еї дорівнює: -- 0,41.

Як це стверджується, за умов, які є умовами винаходу, технологічний процес не спричиняє якогось передчасного руйнування зварного шва штаби, і уможливлює виготовлення тонких листів з цієї сталі, загартовуваної під пресом.

Спосіб, відповідний винаходу, буде вигідним чином використовуватися для зменшення ризику руйнування штаби під час виготовлення холоднокатаних двофазних сталей і сталей з пластичністю, зумовленою мартенситним перетворенням, високо-деформованих сталей, загартовуваних під пресом сталей, холоднокатаних сталей для автомобільної промисловості.

Він також буде вигідним чином використовуватися для виготовлення листів в діапазоні товщин, менших, ніж товщини, одержані безпосередньо в одній стадії прокатки з використанням існуючих агрегатів.

Claims (24)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб виготовлення холоднокатаного сталевого листа, що має товщину є; в діапазоні від 0,5 до З мм, який включає такі послідовні стадії: подають щонайменше два гарячекатаних листи, які мають товщину еї, після цього зазначені щонайменше два гарячекатаних листи зварюють в стик так, щоб утворити зварний шов (51) з напрямком, перпендикулярним напрямку гарячої прокатки, далі зазначені щонайменше два гарячекатаних листи піддають травленню шляхом безперервного проходження через ванну, після цього на стадії (11) збірну конструкцію з щонайменше двох гарячекатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до проміжної товщини еп, при цьому напрямок холодної прокатки (Оі :) збігається зі згаданим нарррмеюм гарячої прокатки, причому холодну прокатку проводять із ступенем обтиснення 8і -) еп біп іпзі) так, щоб: 0,35 5 Ех 0685, після цього зазначений зварний шов (51) видаляють так, щоб одержати щонайменше два проміжних холоднокатаних листи, слідом за цим Зо зазначені щонайменше два проміжних холоднокатаних листи зварюють в стик так, щоб створити зварний шов (52), який має напрямок, перпендикулярний напрямку гарячої прокатки, після цього на стадії (12) збірну конструкцію з щонайменше двох проміжних холоднокатаних і зварених листів піддають холодній прокатці до згаданої кінцевої товщини єї, при цьому напрям (і) стадії холодної прокатки (І 2) збігається з напрямком прокатки (І 1).

2. Спосіб Таун, Який відрізняється тим, що Од сві 00 «0,8.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що склад сталі є складом двофазної сталі, що характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 600 МПа.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 0,055 00,17, 11-5Мпсг2,76, 007507, З-0,008, Р-О,030, 0,0155Аї0,61, Мо-0,13, СтсО0,55, Си«0,2,

МіО, 2, Мо-0,050, Ті«к0,045, У-0,010, В-0,005, Са-0,030, М 0,007 і решта - залізо і неминучі домішки.

5. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що склад сталі є складом високодеформованої сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 690 МПа.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 0130, 1,85Мпх3,5, б ебісо, ОА, причому 1:51і--АЇск2,5, 0,010 М і необов'язково Мі, Сг і Мо, при цьому МієСт-Мо-с1, Ті«кО1, Мо-0,1, У-0,1 і решта - залізо і неминучі домішки.

7. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що сталь є загартовуваною під пресом сталлю для виготовлення деталей, яка характеризуються границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 1000 МПа.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 015-505, 04А-МпЗ, Ое5іс1, Зо Сі-1, ТікО,2, АІ-0,1, В-0,010 і необов'язково Мо-0,060 і решта - залізо і неминучі домішки.

9. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що склад сталі є складом мартенситної сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт в діапазоні від 1200 до 1700 МПа.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що склад сталі містить у масових відсотках: 01о-5С50,30, 0,40-Мпх2,20, 01855150, 30, 0,010 АїО0,050, 0,0025-Вх 0,005 і необов'язково 0,020-Тіх0,035, Си«х0,10, Мі«0,10, Сте0,21 і решта - залізо і неминучі домішки.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що після видалення згаданого зварного шва (51) і до створення згаданого зварного шва (52) зазначені щонайменше два проміжних холоднокатаних листи скочують у рулон, відправляють на тимчасове зберігання, а після цього розкочують з рулону.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що щонайменше зазначений зварний шов (51) або щонайменше зазначений зварний шов (52) виготовляють шляхом зварювання з оплавленням.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що щонайменше зазначений зварний шов (51) або щонайменше зазначений зварний шов (52) виготовляють шляхом лазерного зварювання.

14. Сталевий лист, підданий зварюванню, а після цього холодній прокатці, який має товщину в діапазоні від 0,5 до З мм, при цьому для зазначеного сталевого листа виконується таке співвіднешення: 0,4 х МВ .0,7, де ємв - ступінь деформації основного металу при холодній прокатці, єв - СТупінь деформації зварного шва при холодній прокатці, при цьому загальний напрямок зварного шва орієнтований перпендикулярно напрямку прокатки.

15. Сталевий лист за п. 14, який відрізняється тим, що склад сталі є складом двофазної сталі, який характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 600 МПа.

16. Сталевий лист за п. 15, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 005«О0,17, 11 Мпх2,76, 0,07«к5іс0,7, 5-0,008, Р-О,030, 0,015хАїО0,61, Мо-0,13, Сте0,55, Си«0,2, МіО, 2, Мо-0,050, Ті«к0,045, У-0,010, В-0,005, Зо Са-0,030, М-0,007 і решта - залізо і неминучі домішки.

17. Сталевий лист за п. 14, який відрізняється тим, що склад сталі є складом високодеформованої сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 690 МПа.

18. Сталевий лист за п. 17, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 0130, 1,85Мпх3,5, б ебісо, ОА, причому 1:51і--АЇск2,5, 0,010 М і необов'язково Мі, Ст і Мо, при цьому МієСт-Мо-с1, Ті«кО1, Мо-0,1, У-0,1 і решта - залізо і неминучі домішки.

19. Сталевий лист за п. 14, який відрізняється тим, що сталь є загартованою під пресом сталлю для виготовлення деталей, яка характеризуються границею міцності на розтяг Кт, яка перевищує 1000 МПа.

20. Сталевий лист за п. 19, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 015-505, 04А-МпЗ, Ое5іс1, Сі-1,

ТікО0 2, АІ«0,1, В-0,010 і необов'язково Мо-0,060 і решта - залізо і неминучі домішки.

21. Сталевий лист за п. 14, який відрізняється тим, що склад сталі є складом мартенситної сталі, яка характеризується границею міцності на розтяг Кт в діапазоні від 1200 до 1700 МПа.

22. Сталевий лист за п. 21, який відрізняється тим, що склад сталі містить, у масових відсотках: 01о-5С50,30, 0,405Мпх2,20, 01855150, 30, 0,010 АїО0,050, 0,0025:8:0,005 і необов'язково 0,020-Тіх0,035, Си«х0,10, Мі«0,10, Ст-0,21 і решта - залізо і неминучі домішки.

23. Сталевий лист за будь-яким з пп. 14-22, який відрізняється тим, що зазначений зварний шов одержують шляхом зварювання з оплавленням.

24. Сталевий лист за будь-яким з пп. 14-22, який відрізняється тим, що зазначений зварний шов одержують шляхом лазерного зварювання. 00000000 КомпютернаверсткаЛ.Ціхановська.дДЦ (00000000 77777 Міністерство розвитку економіки, торгівлі та сільськогогосподарства України, (00000 вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601