Способ производства проката

(5 н 5 С 21 О 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ О О О Комитет Российской Фелерации по патентам и товарным знакам(71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь"(73) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь"(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛЯБОВ ИЗ МАЛОПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ(57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Технический результат изобретения заключается в получении малоперлитной стали, обладающей высокой прочностью, пластичностью и хладостойкостью с высокими назначениями низкотемпературной вязкости зоны термического влияния после сварки. Сущность: сляб из малоперлитной стали подвергают аустенизации. предварительной деформации и окончательной деформации в реверсивном режиме и охлаждению. Согласно изобретению аустенизацию осуществляют при температуре на 60-100"С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре на 120-180"С выше Агз, а Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Ю 2 2000338 С окончательную деформацию производят при температуре на 20-100 С ниже Агэ, при этом между предварительной и окончательной деформациями дополнительно осуществляют охлаждение со скоростью 0,5-2,5 град/с до температуры Агз + 40 С - Агз- -10 С. а охлаждение после окончательной деформации осуществляют со скоростью 1,0-4,0 град/с до температуры на 150-250 С ниже Аг 1, при этом термомеханической обработке подвергают слябы иэ стали следующего химического состава, мас, ; углерод 0,05-0,15; марганец 1,0-1,7; кремний 0,15- 0,40; ниобий 0,01-0,04; ванадий 0,03-0,07; титан 0,01-0,04; кальций 0,001-0,01; азот 0,003-0,01; медь 0,02-0,3; никель 0,01-0,3; алюминий 0,02-0,06; сера 0,001-0,008; железо остальное, при отношении Са/Я - 0.05- 2,0 и НЬ Т 1+ Ч 0.10-0.12. Кроме того, после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1, прокат подвергают подогреву со скоростью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80-100"С ниже А,1 с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2,0 град/с. Также, после операции охлаждения со скоростью 1,0-4,0 град/с и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1 дальнейшее охлаждение проката осуществляют со скоростью 0,01-0,5 град/с, 2 табл. Известен способ производства листового проката иэ низколегированной стали, включающий нагрев выше Аг-,. прокатку, подстуживание. прокатку е интередле тем 2000338чператур Агз - Аг 1 с частными обжатиями 1430 за проход и суммарной степенью деформации 59-83; и последующееохлаждение на воздухе (авт, свид. СССР М1611952, кл, С 21 Р 8/00, 1988),Недостатком этого способа являетсяневысокая хладостойкость металла послеобработки,Наиболее близким к предложенному потехнической сущности и достигаемому результату является способ термомеханической обработки толстолистовой стали,включающий аустенизацию, предварительную прокатку и окончательную прокатку вреверсивном режиме при температуре ниже телпературы рекристаллизации аустенита, но выше точки Агз, с подстуживанием впроцессе прокатки со скоростью 3-15град/с, последующее охлаждение листа наспокойном воздухе до температуры ненижеАг 1 + 50" С и далее со скоростью 6-30 град/сдо температуры (Аг 1 -30 С) -500 С. а затемна спокойном воздухе до цеховой температуры (авт,свид.СССР М 1447809, кл. С 21 08/00, 1987). Приведенный способ термомеханической обработки не обеспечивает необходимого уровня хладостойкости стали воколошовной зоне при сварке.Предлагаемое изобретение направленона получение малоперлитной стали, обладающей высокой прочностью, пластичностьюи хладостойкостью с высокими значенияминизкотемпературной вязкости эоны термического влияния после сварки.Указанный технический эффект достигается тем, что в способе термомеханиче ской обработки слябов иэ малоперлитнойстали, включающем аустенизацию, предварительную деформацию и окончательнуюдеформацию в реверсивном режиме и охлаждение согласно изобретению, аустенизацию осуществляют при температуре на60-100 С ниже температуры растворимостинитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре на140-200 С выше Агз, а окончательную деформацию производят при температуре на20-100 С ниже Агз, при этом между предварительной и окончательной деформациямиосуществляют дополнительное охлаждениесо скоростью 0,25-2,0 град/с до температуры Агз + 40 С - Агз - 10 С, а охлаждениепосле окончательной деформации осуществляют со скоростью 1,0-4,0 град/с до темпе, ратуры на 150-250 С ниже Аг 1, при этомтермомеханической обработке г 1 одвергаютслябы из стали, содержащей, мас,; углерод 0,05-0,15; марганец 1,0-1,7; кремний0,15-0,40; ниобий 0,01-0,05: ванадий 0,030,07; титан 0,01-0,04, кальций 0,001-0,01: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 азот 0,003-0.01; медь 0,02-0,3; никель 0,01- 0,3; алюминий 0,02-0,06; железо остальное, при отношении Са/5 = 0,5-2,0 и МЬ+ Т+ +Ч0,12-0,14, Кроме того, после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1 слябы подвергают нагреву со скоростью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80-100 С ниже Аг 1, с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2.0 град/с.Так же, после операции охлаждения со скоростью 1-4 град/с и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1, дальнейшее охлаждение проката осуществляют со скоростью 0,01-0,5 град/с,Экспериментально установлено. что выбранные параметры режимов термомеханичес кой обработки и состав стали обеспечивают получение наряду с высокой прочностью высокую ниэкотемпературную вязкость как основного металла, так и зоны термического влияния после сварки,1. Осуществление аустениэации при температуре менее чем на 80"С ниже температуры растворимости нитридов титана приводит к на чалу роста зерна аустенита и в дальнейшем получению раэнозернистой структуры феррита,Осуществление аустенизации при температуре более чем на 100 С ниже темпера-. туры растворимости нитридов титана приводит к недостаточному количеству переведенного в твердый раствор ниобия, что не обеспечит получения необходимого уровня прочности,2. Окончание предварительной деформации при температуре менее чем на 140 С выше Агз и более чем на 200 С выше Агз не позволит подготовить зерна аустенита к заключительной деформации,3, Осуществление окончательной деформации в выбранном интервале температур (на 20-100 С ниже Агз) обеспечивает получение мелкозернистой структуры аустенита и высокого комплекса взаимно исключающих показателей механических сво лств высокой прочности и хорошей пластичности.4. Охлаждение между предварительной и окончательной деформациями со скоростью менее чем 0,25 град/с и до температуры менее Агз+ 40 С приводит к росту зерна аустенита и снижению механических свойств.Охлаждение чежду предварительной и окончательной деформациями со скоростью более чем 2,0 град/с и до температуры более Агз - 10 С приводит к образованию закалочных структур и возникновению дефектов заготовки.5, Охлаждение после окончательной деформации со скоростью менее 1,0 град/с и до температуры менее чем на 100 С нижеуглеродмарганецкремнийниобийванадийтитанкальцийазот медь Аг 1 может привести к рекристаллизации феррита и возникновению раэноэернистости,Охлаждение после окончательной деформации со скоростью более 4.0 град/с и до температуры более чем на 180 С ниже Аг 1 способствует протеканию процесса а - ф -превращения по промежуточному механизму и снижению пластичности и хладостойкости металла.6, Качественный и количественный составы стали выбраны иэ следующих соображений:углерод,марганец, ванадий, ниобий, титан и азот способствуют формированию мелкозернистого, однородного зерна феррита в процессе термомеханической обработки и обеспечивают необходимый уровень прочности, пластичности и хладостойкости. При сварке в зоне термического влияния комплексное используемое микролегирование титаном. ниобием и ванадием позволит исключить разупрочнение зоны термического влияния и сохранить мелкозернистую структуру с высокой низкотемпературной вязкостью. Кремний и алюминий в выбранных пределах обеспечивают получение глубокой раскисленности стали и отрицательно не влияют на низкотемпературную вязкость и хладостойкость.Отношение кальция к сере в заявленных пределах способствует полной глобуляризации сульфидных включений и повышению ударной вязкости при отрицательных температурах,7. Превышение суммарного содержания микролегирующих ниобия, титана и ванадия при сварке вызывает образование промежуточных структур и снижает хладостойкость и низкотемпературную вязкость зоны термического влияния, Медь и никель в заявленных пределах способствуют обеспечению необходимых прочностных свойств, не снижая при этом другихпоказателей качества, .Параметры подогрева после охлаждения и достижение температуры на 100- 180 С ниже Аг 1 обеспечивают релаксацию деформационных напряжений в матрице и повышение пластичности металла.П р и м е р, Сталь была выплавлена в 350-тонном кислородном конвертере и после внепечного рафинирования разлита на МНЛЗ. Химический состав стали был следующим, мэс.0 : углерод 0,10; марганец 1,35; кремний 0,27; ниобий 0,025; ванадий 0,05; титан 0,025; кальций 0,0057; азот 0,0065; медь 0,16; никель 0,15; алюминий 0,03; сера 0.0045. Отношение Са/Я было 1,25; суммарное содержание ниобия, ванадия и титана было 0,10 мас.% Прокатку производили на двухклетьевом рф оепгивном стане 3600. 5 15 20 25 30 40 45 50 Температура нагрева составляла 1180 С, Температура завершения предварительной деформации была 950"С, охлаждение до начала чистовой деформации проводили со скоростью 1,2 град/с, Температура начала чистовой деформации 815 С, а завершения - 740 С. Охлаждение после завершения деформации осуществляли со скоростью 2,5 град/с водовоздушной смесью до температуры 490 С, после чего раскат подогревали со скоростью 1,7 град/с до 630 С и затем охлаждали до комнатной температуры на воздухе со скоростью 1,2 град/с,Возможно после операции охлаждения со скоростью 2,5 град/с после достижения температуры 490"С дальнейшее охлаждение производить замедленно, например, в стопе со скоростью 0,2 град/с.Испытания механических свойств осуществляли на поперечных образцах. Механические свойства на растяжение определяли на плоских пятикратных образцах, а на ударную вязкость - на образцах Шарпи приС и Менаже приС.Хладостойкость металла определяли по результатам сериальных испытаний образцов ДВТТ при 80 вязкой составляющей в изломе, Низкотемпературную вязкость металла зоны тЕрмического влияния после сварки определяли на образцах Шарпи при температуре -20 С.Химический анализ изготовленных образцов представлен в табл.1, параметры заявленного и известного способов - в табл.2.Иэ полученных результатов видно, что предложенный способ термомеханической обработки слябов из малоперлитной стали обеспечивает получение высокой прочности, пластичности и хладостойкости стали при сохранении высокой низкотемпературной вязкости эоны термического влияния после сварки.Формула изобретения 1. Способ производства проката, включающий выплавку стали, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации в реверсивном режиме, окончательноеохлаждение, отл ич а ющи йс я тем, что выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.7,;2000338 Таблица 1 Продолжение табл. 1 Таблица 2 Скоростьохлаждения после Температуерату- Скоросуще- охлажд мператухлаждера охлаждения окончд ме ния окон ар предварительной и ельной форма ной ельнои нои еф окончатель- окончатель орм и дефор" иии нои дефо ациями 44 90 15 2,5 2,0 0 540 7 0 никель 0,01-0,30 алюминий 0,02-0,06 сера 0,001-0,008 железо остальное при соотношении Са/Я = 0,05 - 2,0 и М+Т 1+ + Ч0,1 - 0,12, аустениэацию осуществляют при температуре на 60-100" С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при Агз + 120 - 180)"С, подстуживают со скоростью 0,5-4,0 град/с до Агз ф 40 - : АгзС, деформируют при этой температуре и заканчивают при Агз-(20-100)" С, а охлаждают со скоростью 1-4 град/с до Агз - (150 250) С,2. Способпо п 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что после операции охлаждения и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1 прокат подвергают подогреву со скоро стью 0,5-3,0 град/с до температуры на 80100 С ниже Аг 1 с последующим окончательным охлаждением со скоростью 0,5-2,0 град/с. 10 З,Способпоп.1,отличающийсятем, что после операции охлаждения со скоростью 1-4 град/с и достижения температуры на 150-250 С ниже Аг 1 дальнейшее охлаждение проката осуществляют со ско ростью 0,01-0,5 град/с,10 2000338 Продолжение табл. 2 ф Отклонения от заявленного режима Составитель В.ТарутаТехред М.Морген 1 ал Корректор М.Самборская Редактор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Заказ 3066 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10