Способ изготовления проката

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК Х 51) (. 21 Р С 21 Р 9/46 Г г Фщ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВ ГОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯПРОКАТА, преимущественно пистового,из низкопегированной стапи с микродобаками карбид- и нитридобразующих эпементов, вкпючающий нагрев заготовки дтемпературы аустенизации, горячую прокатку с температурой конца прокатки,зависящей от угперодного эквивалентастапи, и охлаждение на воздухе, очающийся тем,что;спепшения прочностных свойств при сохнии ударной вязкости, горячую прозаканчивают при температуре .на 1выше указанной температуры конца прокатки, поспе чего производят охпажаениесо скоростью, бопьшей критической, дотемпературы на 10-50 С ниже темнераотуры минимапьной устойчивости аустенита,( ( М о; Спива т и иыо повы ране катку 5-70 С учская5. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Институт черной метаппургии(56) 1. Патент США М 3860456,кп. 148-12, 1974.2. Бюппетень "Черметинформация1981, М 9(893) с. 51-53,3. Тезисы докладов Всесоюзной нно-технической конференции "Термичеи термомеханическая обработка стапиважнейший резерв экономии метаппа"М., Черметинформация, 1981, с. 24,8010463011 1046Изобретение относится к произвоцству проката черных метаппов и можетбыть использовано при изготовлении пиота иэ мапоугпероцистых и низкопегирова 1 гных сталей с микроцобавками каРбида Инитрицообразующих эпеме нтов.Известны способы производства проката, включающие горячую прокатку стапи с окончанием прокатки при температурах, зависящих от углеродного эквивапенф 1 Ота, и охпажцение проката на возцухе, которые обеспечйвают при заданной прочности повышение уцарной вязкости 11и Г 23,Нецостатком указанных способов является однако то, что прочностные свойстваметаллопроката ( 60 и И) при этомоказываются низкими, что приводит, кего перерасходу. Так, например, припроизвоцстве стали 09 Г 2 ФБ по контропи- щ 0руемым режимам прокатки цпя труб нацавпение 78 атм, имеет место отбраковка штрипсов из-за пониженной прочности(менее 56 кг/мм 2), составпяющая цо10%, а трубы, изготавпиваемые из штрип сов с б 8 ъ,86 кг/мм, имеют повышенную2цо 17,8 мм топщину стенки вместо1 6,5 мм при обеспечении прочности впрокате 60 кгс/мм.Наибопее близким к изобретению потехнической сущности явпяется способизготовления пистового проката из низкопегированной стали с микродобавкамикарбид- и нитрицобразующих эпементовмарки 09 Г 2 фБ, включающий нагрев заготовки цо температуры аустенизации,горячую прокатку с температурой концапрокатки, зависящей от угпероцного эквивалента стапи, и охпажценив на воздухе Г 33.Согласно этому способу, прокатку сстапи заканчивают при температуре, которая, в зависимости от угпероцногоэквивапента, принимается спецуюпжй:Углеродный Температура концао 45эквивалент, % прокатки, С4 0,34 690-700 Оф 35 ф-Оф 36 710-720 0,37-0,38 720-73050сО,39 и выше 730-740Однако известный способ не позволяет обеспечить в пистовом прокате повышенные прочностные свойства, в резупьтате чего листы с низким угпероцным эквивалентам бракуют, либо подвергают тер-. мической обработке, что удорожает их производство. 301 2Цепь изобретения - повышение прочкостных свойств листа при сохраненииуцарнойвязкости,Поставленная цепь достигается тем,что согпасно способу изготовпения проката, преиму;цественно листового, изнизкопегированной стапи с микроцобавками карбид- и нитрицобраэующих эпементов, включающему нагрев заготовки цотемпературы аустениэации, горячую прокатку с температурой конца прокатки,зависящей от углеродного эквивалентастапи, и охпажцение на воздухе, горячуюпрокатку заканчивают при температурена 18-70 С выше указанной температуры конца прокатки, после чего произвоцят охпажцение со скоростью, большейокритической, до температуры на 10-50 Сниже температуры минимальной устойчивости аустенита.Предлагаемый способ осуществпяется,спецующим образом,Спябы поц прокатку из мапоугпероцистых и низкопегированных стапей нагревают в методических печах, затем осуеществпяют горячую прокатку, заканчиваяее в чистовой кпети при температуре на15-70 С выше температуры, соответствующей угпероцному эквивапенту, затемпрокат поцвергают регпаментирова иномуохпажцению со скоростью выше критической цо температуры на 10-80 С нижетемпературы минимальной устойчивости сдоспецующим охпажцением на воздухе,При этом чем ниже угпероцный экви-валент, тем выше в пределах указанныхтемператур превышения назначается температура конца прокатки.Повышение температуры.цо указанныхзначений поэвопяет закончить прокаткув двухфазной о + у области, когда копичество непревращенной у-фазы ещедостаточно и составпяет 10-20% отобщего объема, а охлаждение прокатасо скоростью выше критической цо температуры на 10-50 С ниже температурыоминимальной устойчивости аустенита споспецующим его охпажцением от этихтемператур на воздухе обуспавпиваетраспац аустенита с образованием бейнитотроститны х структур, обеспечивающихповышение прочности в готовом прокате,При этом в присутствующей с-фазе(феррите) при ускоренном охпажцениизакреппяются дефекты, субструктуры,наведенные при прокатке, зерно цеформированного феррита оказывается мелким,в результате остается на высоком уровнеи ударная вязкость,01 4580-550 С, а затем на воздухе, Это позволяет получить в готовом прокате мепкодисперсную смесь бейнито троостит ных структур и деформированного про каткой феррита. Такое сочетание структур обеспечивает повышение прочности на 50-100 МПа (5-10 кгс/мм, по сравнению с известным способом изго- . товления проката при сохранении ударной вязкости на образцах по ЖСТ 9454-78 типа 1 при -60 С и типа П при 15 С соответственно более 60.и 90 Дж/си (более 6 и 9 кгс мlсм 2).Охлаждение проката в предлагаемом способе со скоростью выше критичесюй до температуры на 3.0-50 С ниже температурного интервала минимальной устойчивости выбран, исходя иэ того, что ох паждение с указанной скоростью от трь- ператур конца прокатки до этого интервала обеспечивает переохпаждение аустенита и распад его при дальнейшем окпаж денни на воздухе практически в изотермических условиях, что способствуетполучению оптимального сочетания мепкодиоперсных бейнито-трооститных структур и деформированного мелкозернистого феррита, обеспечивающих повышение прочности цри сохранении высокой ударной вязкости металлопроката,В таблице приведены механическиесвойства проката нз сталиизготовпенйаопредлагаемым и известным способами. Т к.п. = 760 С, Охлаждение со скоростью выше критической (30- 60 С/с) до температуры 560-540 С, дальнейшее паждение на воздухе(53- 57) (63 0-680 47 Т к.п. = 720 С хпаждение на в е 58) 3 , 10463Предложенные температурные параметры окончания прокатки и охлажденияметаллопроката являются оптимальнымипо следующим соображениям.,Превышение температуры прокаткиболее чем на 70 С выше температуры,соответствующей угперодному эквиваленту, приводит к получению более крупюзернисой структур, что наряду с болеепопнь 1 м завершением собиратепьной ре- Окристаллизации феррита, происходящейпри повышенной температуре окончанияпрокатки, приводит к снижению уровняударной вязкости, Это обстоятельствозаставляет в предлагаемом способе ограничить верхний предел температурыокончания прокатки превышением температуры на 70 оС,Окончание прокатки при температуременее чем на 15 С выше температуры,устанавпиваемой по угперодному эквиваленту, не гарантирует необходимогоповышения прочности для стали.с минимальным угперодным эквивалентном,поскольку объемная доля аустенита оказывается малой и его распад при последующем ускоренном охлаждении не обеспечивает ощутимого упрочнения.Охлаждение проката в предлагаемом. :способе ведут со скоростью выше критической до температуры на 10-50 С нижетемпературы минимальной устойчивостиаустеиита, которая дпя большинства низколегированных марок стали пежит при(9,8 11,8) (9,9-12,3) При нарушении этих усповий в меньшую ипи большую сторону от интервалатемператур минимальной устойчивостиаустенита получить оптимальные усповияраспада аустенита и гарантированныйуровень упрочнения не удается,Охпаждение металлопроката от температур, укаэанных выше структурных исубструктурных превращений, на воздухеприводит к устранению напряжений испособствует получению более равномерных механических свойств.П р и м в р, Предлагаемый способпроизводства проката опробывают припрокатке мапоцерпитной стали 09 Г 2 фБ.Берут 8 слябов металла следующегохимического состава, %: С 0,11;.М 1,40; 5 0,35; 5 0,005; Р 0,015;0,057; ИЬ 0,04; М 0,08; Сц 0,1,Углеродный эквивалент этой плавки,раечитанный цо формуле:/1 п Чф МО+Сг М 1+ СоС-С+, + 5 + /ф)Э 6 5 15 составляет 0,36%.Исследованный метайп формируют в две партии цо 4 спябаи прокатывают на пист размером 17,8 2192 12000 мм. Первую партию из четырех листов простывают о известной технологии, при этом согласно угперодному эквиваленту температуру конца прокатки назначаюто720 С. После прокатки листы охлаждаются на воздухе. Исследования механических свойств проводятся в объеме требований технических условий на гистовую сталь 09 Г 2 фБ дпя газопроводных труб,Вторую партию (4 спяба) прокатывают на пист того же размера, при этом температура конца прокатки на 40 ОСвыше, чем по известному способу, т,е.составляет 760 С. Охлаждение листов отуказанной температуры производят в пинии прокатного стана душированием водойсо скоростью выше критической до 560540 С (на 20-40-С ниже температурыминимальной устойчивости аустенитастали 09 Г 2 фБ, равной 580 С), а затем 30производят охлаждение листов на воздухе. Микроструктура после такой обработки представляет собой мепкодисперснуюсмесь бейнита, троостита и феррита, которая обеспечивает высокий комплексмеханических свойств листов.35 Сравнение результатов механическихсвойств листов стали 09 Г 2 фБ, изготовленных по предлагаемому и известному 4 способам, показывает, что предлагаемыйспособ обеспечивает повышение времен-,ного сопротивления на 100 МПа(10 кгс/мм) и предела текучести на90-110 МПа (9-11 кгс/мм) по сравиена с известным способам при сохранении ударной вязкости при температурах - 60 ОС на образцах 1 типа и -15 Сна образцах 11 типа на уровне 105120 Дж/см (10 5-12,0 кгсм/см 2) и1 02-1 26 Дж/см(1 0,2-1 2,6 кгс м/сьев)соответственно, При атом относительное уплннение равно 22,5-26, 0%,а относительное сужение - 63,065,0%. 55Таким образом, при изготовлениипистового проката по предлагаемомуспособу достигается существенный (на10-20%) прирост прочности за счет цо7 1046301 8пучения смеси мепкодисперсных структур Испопьзование метанпопроката, юбейнитотрооститного типа и деформирэ-готовпенного ю преднагаемому способу ванного мепкозернистого феррита. При с повышенными прочностными показатепяатом сохраняется на высоком уровне ми, позвопит экономить до 10% пистоударная вязкость. вого проката.Составитень А. СекейРедактор Т. Кисепева Техред Т.фанта Корректор В. ВутягаЗаказ 7666/28 Тираж 868 Подпвсюе ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113038, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/8 фипиап ППП фПатентф, г. Ужгород, уп, Проектная, 4