Способ изготовления листов из высокопрочных низколегированных сталей

1093Изобретение относится к чернойметаллургии, в частнос ги к изготовлению листовой стали на широкополосных станах горячей прокатки.Известен способ изготовления лис 5тов из высокопрочных низколегированных сталей, включающий операции нагрева металла под прокатку до температуры более 1200 С, горячую прокатку с общим обжатием более 25% в чистовых проходах и нормализацию, причем чистовые проходы при горячей рокатке начинают при 1080-1110 С, ведут. с разовыми обжатиями 18-25% изаканчивают при 1000-1050 С с суммар 15ным обжатием в чистовых проходах65-80%. После горячей прокатки листыохлаждают и подвергают нормализациис температуры 930-60 С 1 3,Недостатком этого способа является то, что при его реализации механические свойства стали определяютсятолько температурно-деформационнымиусловиями горячей прокатки и не обес.печивается стабильность прочностныхсвойств. Этот способ не учитывает .влияние различных режимов нагревапри нормализации ка комплекс свойствстали в готовом состоянии.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ, включающий нагревслябов, горячую прокатку, охлаждениеи нормализацию. Горячую прокаткуосуществляют с обжатием в чистовыхпроходах более 25% и производят ее35при температуре выше точки А 1 . Приэтом получают структуру аустенита.Охлаждение листов (полос) производятсо скоростью, устраняющей образование бейкита или мартенситной составляющей и способствующей получениюмелкозернистой феррито-перлитнойструктуры. При нормализации проиэво"дится нагрев металла до 925 С 2 1,; Йедостаток известного способасостоит в том, что он не обеспечивает стабилизацию и повышение уровняпрочностных свойств металла,Целью изобретения является стабилизация и повышение уровня прочностных свойств.Поставленная цель достигается тем,что по способу изготовления листовиз высокопрочных низколегированныхсталей, включающему нагрев слябов,55горячую прокатку, охлаждение и нормализацию, температуру нагрева при нормализации выбирают в диапазоне 900980 С прямо пропорционально температуре конца прокатки, причем при изменении температуры конца прокатки ка каждые 10 С температуру нагрева изменяют ка 8-12 С.Сущность предлагаемого способа изготовления листов иэ высокопрочных низколегированных сталей заключается в следующем.По общепринятой технологии на стане горячей прокатки прокатывают полосы толщиной 2-12 мм из кизколегированной стали с соблюдением строго регламентированного температурного режима прокатки для получения необходимого качества полосового металла. Температура конца прокатки вьве А Для углеродистых сталей температура конца прокатки 840-920 С; для низко легированных сталей при толщине полосы 5-8 мм температура конца прокатки 880-950 С. Температурный режим прокатки должен обеспечить наиболее высокий уровень, прочностных свойств горячекатакного металла данного химсостава. Скорость прокатки полос из любой марки стали ограничивается допустимой скоростью охлаждения, которая должна быть меньше нижней критической скорости, устанавливаемой из термокикетических диаграмм распада аустеита.Для получения равномерных свойств по длине полосы ее охлаждение на отводящем рольгакге на непрерывных .широкополосных станах должно обеспечивать завершение перлитного превращения до смотки в рулон. Начало перлит- ного превращения для малоуглеродистых сталей составляет около 00- 20 С, а для низколегированных 640- 660 С.Прочностные свойства горячекатаной стали повышаются при снижении температуры конца прокатки и смотки. Изменение температурных условий прокатки и охлаждения полос в области превращений приводит к изменению соотношения феррита и перлита. В результате можно получить различные механические свойства стали Механические свойства листов (полос) после нормализации находятся в определенной зависимости от уровня горячекатаного металла,В нормализованной стали, в зависимости от условий горячей прокатки 1 можно получать существенно отличающиеся структурные состояния и мехаТ а б л и ц а 1 Содержание элементов, 7 Тд Б Р Плавка С 81 Мп о А 1 1,15 0,09 4 0,019 0,031 1,10 0,12 4 0,02 0,028 1,24 0,130,025 0,033 0,06 0,13 0,20 0,12 0,30 0,11 0,31 0,05 . 0,06 з 1093 нические свойства, Охлаждение горячекатаного металла до комнатной тем- пературы с последующим нагревом под нормализацию до 950 С резко увеличивает количество дисперсных частиц, измельчает зерно феррита и в резуль 5 тате обеспечивает получение хорошего, сочетания механических свойств металла. Наследственность будет проявляться тем больше, чем значительнее10 сохранен эффект от предшествующей деформации перед повторным нагревом. Характер изменения механических свойств после нормализации аналогичен характеру изменения свойств го 15 рячекатаного металла: чем выше уровень прочностных свойств металла после горячей прокатки, тем вьппе и прочностные свойства нормализованной по одинаковым температурным ре 20 жимам стали. Поэтому соблюдение постоянной температуры нормализации различных партий металла одной марки стали, прокатанных по различным температурным режимам, не обеспечи 25 вает стабильности и повышения уровня прочностных свойств готового металла, Оптимальный температурный режим нагрева металла при нормализации, обеспечивающий стабильно высокий уровень прочностных свойств низколегированных сталей лежит в интервале 900 оУ980 С, причем стабилизация и повышение уровня прочностных свойств достигается за счет того, что температуру нагрева при нормализации изменяют 35 прямо пропорционально температуре конца прокатки полос. Для большинства низколегированных сталей критическая точка А находится в интервале температур 860-880 С, поэтому нормализация таких сталей ниже 900 С нецелесообразна, так как при этом не обеспечивается стабильное протекание ферритно-перлитного 45 715 4превращения большинства низколегиро" ванных сталей.1С повышением температуры значения прочностных свойств стали, как прави ло, монотонно возрастают. Увеличение продолжительности выдержки в области температур 870-890 С вызывает упрочнение стали, а при более низких температурах ее влияние противоположно.Повышение температуры нормализации выше 980 С не оказывает существегчого влияния на уровень прочностных свойств. Кроме того, при температуре нормализации выше 1000 С начинает происходить процесс роста зерна в стали, и даже при охлаждении таких нормализованных листов на воздухе может, произойти подзакалка стали.1В результате такой обработки в струк. туре стали может появиться бейнитная составляющая, которая приведет к чрезмерному росту прочностных свойств и снижению пластических, что отрица тельно скажется на последующей обработке (например, штамповке).Экспериментально установлено, что в диапазоне 900-980 С минимально возможное изменение температуры нагрева составляет 8 С на каждый 10 С изменения температуры конца прокатки, а максимально возможное - 12 С.П р и м е р. После нагрева слябов прокатывают три партии полос толщи-ной 8 мм из низколегированной стали 15 ПОТ, химический состав которой показан в табл. 1. Для получения сравнительных данных каждую из опйтных плавок прокатыьают по двум режимам. Варьируют температуры конца прокатки в интервале 880 - 950 С, а температуры нормализации в предлагаемом интервале - 900 - 980 С и за его пределами.Механические свойства листов, изготовленных по указанным режимам, приведены в табл. 2.м с мсЧ сЧ сЧ о о о л В л 3 фи щ о ф д о В Ю сО ОЪ ю м л сс о о л л л о а.ФФ 3,Ф о о ооооо о СЧ СЧ фСЧСООф ф 1 о о ф о о о о 11093715 Составитель И.ЛипгартРедактор Н.Егорова Техред О.Неце Корректор О.Тигор Заказ 3379/23 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 7Полученйые результаты свидетельствуют о том, что изменение температурных режимов нормализации металла оказывает влияние на уровень прочностных свойств стали. Так, прочностные свойства листовстали первой плавки, нормализованной по известному способу при постоянной температуре 920 С, повышаются в среднем на 2- 3 кгс/мм, однако наблюдается эффект 1 О наследственности от предыдущей обработки. Листы, прокатанные при температуре конца прокатки 880 С, имеют общий уровень прочностных свойств выше (на 2-3 кгс/мм), чем листы при 15 температуре конца прокатки 950 С, Нормализация стали при постоянной температуре сохраняет эту закономерность. То же относится к листам, нор- мализованным при постоянной темпера туре 980 С. Однако различие механических. свойств, обусловленных различной температурой конца прокатки, здесь выражено менее ярко (66 т, Ь 6 -0,5 - 1,0 кгс/мм). Общий уровень 25 прочностных свойств здесь несколько выше (на 1,0-1,5 кгс/мм), чем у листов первой плавки.По предлагаемому способу температуру нормализации листов второй плавки устанавливают прямо пропорционально температуре конца прокатки полос, Установлено, что при производстве листов по предлагаемому способу обеспечивается стабильность механических свойств. Уровень прочностных свойств листов повышается (ЬЙ =2-3 кгс/мм) при сохранении достаточно хорошей пластичности ( д.227) .Технико-экономическая эффектив" ность изобретения состоит в том, что, осуществляя при нормализации нагрев листов (полос) до 900-980 С прямо. пропорционально температуре конца прокатки полос, обеспечивают стабильно высокий уровень прочностных свойств металла из низколегированных сталей,Применение предлагаемого сйособа позволит снизить срак по механическим свойствам из стали 15 ГЮТ на 5 Х. При этом экономический эффект ориентировочно составит 63 тыс, руб.