Способ термической обработки холоднокатаного листового проката

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 983 С 21 О 1/78, 9/48 ИЗОЬРЕ П=НИ ЕЛЬСТВУ САНИЕ ВТОРСКОМУ СВ(71) Институт черной металлургии,(56) Авторское свидетельство СССР М 1298252, кл, С 21 О 1/78, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1444372,кл, С 21 О 9/48, 1987, (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБО КЛ ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА (57) Изобретение относится к металлургии., в частности к способам отжига рулонов хой метал- бработката из аченной Изобретение относится к черно лургии, в частности к термической о ке холоднокатаного листового про малоуглеродистой стали, предназн для холодной штамповки,Известен способ термической обработки холоднокатаного листового проката, включающий ступенчатый нагрев проката с выдержками на каждой ступени нагрева, в котором на первой ступени нагрев осуществляют до 200 - 400 С с выдержкой, составляющей 0,45 - 0,55 от длительности выдержки на последующей ступени, а нагрев на передней ступени ведут при 690 - 710 С,Экспериментальная проверка известного способа произведена на двух плавках (по 300 т) холоднокатаной стали 08 Ю толщиной 1,0 мм, различающихся содержанием углерода и других элементов (табл,1), в условиях отделения колпакового отжига листопрокатного производства по следующему режиму: нагрев со скоростью 25 С/ч до темГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР лоднокатаной стали, Цель изобретения - увеличение выхода проката высшей категории Вытяжки и улучшение качества отделки поверхности. Отжиг включает трехступенчатый нагоев проката в колпаковой печи с выдержкой на первой ступени при 420- 480 С г ричем скорость нагрева до температуры второй ступени равна 0,3 - 0,5 скорости нагрева до температуры выдержки на первой ступени, и окончательное охлаждение. Изобретение позволяет на 8% повысить Выход листового проката из стали 08 Ю высшей категории вытяжки и улучшить качество поверхнссти за счет уменьшения дефектов типа "излом" на 6-7%, 5 табл. ператур 250, 620 и 700"С с выдержками при указанных температурах соответственно в течение 5, 10 и 28 ч,Недостатком известного способа, как показал анализ результатов экспериментальной проверки на 21 партии проката, являеся повышенный предел текучести в ряде партий ооеих плавок (От = 198-208 Н/мм , в оезультате чего по плавке2 ъМ 1858400 выход годного проката изза несоответствия техническим требованиям ( о = 186 Н/мм для ВОСВ и2сг, = 196 Н/мм для ОСВ) по категориям вы 2тяжки ВССВ и ОСВ составил 66,7%; а по плавке М 2956690 - 55,5%, Кроме того, весьма значительной является отбраковка металла по поверхностному дефекту типа "излом", составляющая рля плавки гч. 1858400 18;ь, а для плавки М 2956690 - 14%.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обра д 2еся уменьшением общей дефекнасти структуры фврриа За СЧЕТ аН 11 И И: цни дислокаций разного знака и перераспределения (выстраивания) дислокаций .;дн"О знака в полигональные стенки, в кото ь х дислокации располагаются вертикальна друг над другом, Выделившиеся при нагреве до температуры полигонизации (420- 480 С) нитриды алюминия стабилизирую 1 благоприятные для вытяжки ориентировки текстуры прокатки (111) цве, (111) 110, (112) 111. В ходе выдержки при температуре полигонизации происходит коагуляция нитридов, при этом частицы, расположенные внутри субзерен, растворяются, а те, которые расположены в полигональных стенках, растут, В результате этого повышается термическая стабильность полигональной структуры феррита. Избирательньй характер процесса коагуляции ни,ридов приводит к тому, что субзерна феррита с перечисленньм, выше благоприятнь:ми для вытяжки ориентировками текстуры увеличивают свои размеры и приобретаю Выраженную вытянутость вдоль НП.Уменьшение общей дефектности 1 еарита и образование стабильной полиганал; най субструктуры тормозит нач льные стадии первичной рекристаллиза ил .,сыещает их в область более высоки- тем ер- тур) и уменьшает скорость абразавани;: центров рекристаллизации навык су Вере; в деформированной матрице стали: результате этого в ходе первичной рек.:.лизации в стали формируется зерна феррита большего размера, с большим саэффициентом вытянутости (Ке) вдоль НП и с более блаГоприятной для вытяжки т 8 кстурой по сравнению с обработкой, не предусматривающей выдержки при температуре полигонизацииС помощью лабораторных эксперимен- ГОВ, МОД 8 ИРУОЩИХ КалпаковьЧ ОТЖИГ, ПРОВ 8- дена изучение первичной рекристаллизации стали 08% толщи,юй 1.6 мм, деформированной при холодной праатке с обжатием 80;:.Химический состав стали следуюциЙ,с о . С 0 Об. 11, 0 Д. с 10 02 Р 0 040 02 Сг 0,02; Лй 0.,02; Си 0,04; А 1 0,061; й 2 0,005.О количественной дола наг,ых ре;ристалпизаванньх зеосч в стали после различных режимов обработки судили па числу точечных рефлексов, образующихся на интерферренции 910) феррита к моменту завершения первичной рекристаллизации, при съемке образцов в рентгеновской камере 1(РОСпа методу Вакса с использованием кобальтового излучения, Зерно феррита и коэффициент его вытянутости К вдаль НП оценивали по металлографическим метадикам. Для оценки текстуры образцов применительно к вытяжке при холодной штамповкеиспользовался критерий Райта Н:Р 222 + Р 332 + Р 211 + Р 321Р 200 дь Р 110+ Р 310 Р 210г,.;8 ь ",спите-.е сгруппированы полосныеглстн эсти благоприятных для вытяжки ориетировл зерен феррита, а в знаменатеге -те.", -:агарые затрудняют Вытяжку,ачения палюсных плотностей РФ для;агзта критерия Райта Н по соотношениа(1)ог ре:1 эляпи реьп генографически методомобратных пол 1 асных фигур на дифрактометре,ГОН-У,1 ОГ 1 сьемке образцов в малиб.15 деназа .;1 злучении после различныхрежимов Обраб"ткиВ лабара.;.:.ых условиях проведеныдве серии эксп:;.ьментов, В первый из которых изучена влив.ие на структурнье и тек 20 стурные пааам-ры стали об;абатки спрямы; на; ревам са скоростью 30 Сч дотемп 8 ратурьервична 1 рекристаллизацииб 00 и абраб "ки до реждму на: ревскарас-ью 30 С/ч до температуры 400 -25 00 ОС; ир=.-:-т,пени вь;держка В течение "1.5 ч, повта 1:нь нагрев со скооостью,ч да темпе"3".ы ООО С на втооай стуопени. цлительнсст: Выдержек при 600 Сэждой из оработ ск была одинаковой исас"авлялз 0, .,.1 даннь:х табл,следует, что выдержкаОгпи температу.8 4 .-480 . Обеспе иваетг,;. -.ры 8 - б) об".эзовэние меньшега коли.8:;э ре;:ритал,;:зованных зерен В Обьед 5 .,: метапа:, ба ее ала;апригтны дляа;.:,х - :.атега"; вьтяж структурные итест:Очы д Га сэме 1 эы па сравнениа с на",ддво и -00лВь лопжи 1 примеlдГр:. Выдержке чиже 420 С полигониза 40:,:,:я феоота з с. зли не получает далянагаРа;дэи .Я, в РезУльтате ч- а после завеРше;-и,". п 8;Вичной О.;кристаллизаци блаГаприя, нь л для Вытяжки ам 1 лес структурных ите,ст,рных параметр:В не образуется4.= табл.8 паимеа 21. Г 1 ри Вьдержке Выше4 ЬО в феррите начи,ают развиваться Г,роцессы первичнай рекристаллиэации, чта сопроВаж,тает:я формированием мелкозернистойструоуры с низким уровнем К и Н табл,2,50 пример 7),Ео вторсй серии экспериментов определялась влияние рэзых Вариантов соотношения ско остей на рева до вьдержки притемпературах полигонизации на первойд: ст:,пени и перв.;чна", рекристаллизации наВтарсй ступени на изменение структурных итекстурных пара. етрав стали, Температурывыдсржек на пер=ай и Вторсй ступенях наГреВа у .анаВлиВВ ,1 сь равными саатветственно 450 и 600 С, а длительности выдержек 5 и 8 ч соответственно, Скорости нагрева да темг 1 ерэтур выдержек нэ первой Ч 1 и второй 2 ступенях составляла для Ч 1 25 и 30 С/ч, а для Ч 2 изменялась в пределах 2,5 - "8 С/ч, Согласно полученным даннь 1 м, прлведенным в табл,4, формирование структуры и текстуры при первичной рекриОталлизации зависит ат соотношения скоростей нагрева Ч 2/Ч 1. Оптимальные для вытяжки структурные и текстурные параметры достигаются при соотношении Ч Я = 0,3 - 0,5 табл,4), При соотношениях Ч 2 И 1 меньших 0,3 в хода медленного нагрева да 6 ООСС в стали развиваются процессы уменьшения общей плотности дефектов В феррите, роста полигонизаванных субзерен и стабилизации палиганальных границ. В -гаких случаях перви гнея рекристаллизация осуществляется не путем образования нсвых цснтрав рерлсталлизэции, д нэ адзе многочисленных палигонизаванных субзерен, чта приводит к фармиравани 1 О мелкозернистой структурь 1, Б результате этого при обработке Ч 2 И 10,3, несмотря на высокие показатели Кв и И, сталь характеризуется большим количеством точечных рефлесав М на интерференции 1310) ферри,та, т:е, большим количествам новых зерен в объеме металла, и более мелким зерном феррита по сравнени г -.,Оптимальным вариантом соотношения ,Я 1 табл,4), Если соотношение /2 И 1 балше ОЛ, та в зтам , случае, в результате сохранения г 1 авышеннай плотнат 1 л дефехгав в ферри 1 е к нэча:"у г 18 вичнай рекристэллизации, Образуется большое количества центров зарождения новых зерен, и струтура сали после заверщения первичной рекрисгаллизации при вь саих значениях К и Н хара 18 ризуется значительным количеством новых зерен в сбъеме металла У, то есть является мелко. зернистой табл,4), что в дальнейшем из-за высокого уровня о, гриводит к значительной отбраковке Сали в сос. Оянии поставки по несоответствию этой характеристики каегориям вытяжки БОСЕ и ОСВ,улучшение качества Отделки пав 8 рхнасти обеспечивается за счет того, чта в результате снижения температурного лнтервала выдержки на первой ступени до 420 - 480 С и регламентации соотношения скоростей нагрева да температур выдержек на первой и второй ступенях (ЧгИ 1=-0,3 - 0,5) е пре,-.лагаемам способе температурный перепад па сечени 1 О рулонов уменьшается до 50-80 С, Это способствует более равномерной релаксации мэкранапряжений в рулонах в ходе калпакавага атж 1 га,более равномерному развитию рекристаллизационных процессов и равномерному распределению межвиткового давления па объему рулонов. Плотный контакт витков ру ланов друг с другом и, как результат, сваривание витков на последней ступени выдержки при 690-710 С в этом случае наблюдается только для участков полосы, имеющих локальную разнотолщинность с 10 превышением средней г 1 О полосе (плюсовый допуск), т.е. в целом проявление поверхностного дефекта тиг 1 а "излом" при размотке рулонов в ходе дрессировки резко уменьшается.15 Термическая обработка опытной партии холоднокатаного проката толщиной 1,0 - 1,2 мм из стали 08 Ю объемом 300 т в колпаковых печах по режимам предлагаемого и изэестнога способов показала 20 (табл.4), что в случае использования режимапредлагаемого способа выход годного по поверхностному дефекту типа "излом" увеличивается по сравнению с известным способам на 7%,25 П р и м е р, Сталь марки 08 Ю выплавляют в кислородном конвертере и разливают в слябь 1 на установках непрерывной разливки стали. После горячей прокатки непрерывно- литых слябов на стане 2000 на толщину 2,5 мм 30 и травления производят холодную прокаткуна пятилетевом стане 2030 нэ толщину 1,0 мм, что соответствует обжатию 60%). Холоднакатан. 8 рулоны транспортируют в термиче кае а деление, устанавливают на стенде 35 колпаковых печей в 3-ярусные садки массой72-78 т и подвергают колпаковому отжигу ;1 о режимам предлагаемого с отклонениями ат Оптимальных параметров и известного способов.40 Данные по параметрам опробованныхрежимов и полученные результаты приведены в табл.5. В качестве защитной саеды использовался защитный газ с содержанием водорода 4,5 - 5,0%. Дрессировку прока та толщиной 1,0 мм осуществляли сабжатием 0,9 - 1,0%. Из данных табл,5 следует, что обработ.ка стали 08 Ю по оптимальному режиму 50 предлагаемого способа при выполнениипредлагаемого соотношения скоростей нагрева до температур вь 1 держек на второй и первой ступенях нагрева ч 2/ч 1 = 0,3 - 0,5 (примеры 2-4, 7-9) обеспечивает более бла гоприятный для высоких категорий вытяжки(ВОСВ и ОСВ) уровень структурных и текстурных параметров, предела текуести ат , а также существенно снижает отбраковку металла па поверхностному дефекту типа"излом" по сравнению с известным способом (пример 11),При отклонении от оптимального температурного интервала выдержки на пе мой ступени в сторону, например, меньших ниже 420 С) значений ,пример 1) не обеспечивается достаточная степень развит.1 л полигониэации феррита, в результате чего .сформировавшееся при первичной рекристаллизации на второй ступени нагрева мелкое ферритное зерно в ходе выдержки на третьей ступени при собирательной рскристаллизации в размерах увеличивается незначительно и сталь приобретает при низкой отбраковке по "излому" неблагоприятные для вытяжки структурные и текстурные параметры, а также высокий предел текучести,Если температура выдержки на первой ступени выше 480 С (пример 5), то в стали начинают развиваться процессы первичной рекристаллизации, что приводит к формированию сохраняющейся после полного цикла термической обработки мелкозернистой структуры феррита, обуславливающей высокий предел текучести сг, и низкие значения К и Н встали.При отклонении от указанного оптимального соотношения скоростей нагрева до второй и первой ступеней Чг/ 1 = 0,3 - 0,5 в сторону меньших значений в стали на базе многочисленных полигонизованных субзерен при выдержке на второй ст, пени формируется мелкозернистая структу;а феррита, в результате чего при последующей выдержке на третьей ступени сущес 1- венный рост ферритного зерна в ходе собирательной рекристаллизации не наблюдается и сталь при довольно высоких значениях Кв и Н характеризуется высокими уровнями предела текучести ( а = 206 и/нм - пример 6), При соотношениях скоростей нагрева Ч 2/Ч 1 больших 0,5 вследствие сохра.:ения к моменту начала первичной рекристаллизации повышенной плотности дефектов кристаллического строения первичная рекристаллиэация феррита происходит с образованием большего по сравнению с оптимальным соотношением Ч 2/Ч 1 = 0,3 - 0,5 количества центров зарождения новых зерен, обусловливающим весьма мелкое зерно феррита в стали после конечной вы"ржки на третьей ступени и высокий уровень тт (пример 10), близкий к таковомудля известного способа (пример 11).Сравнительный анализ данных по отсортнг, вке партий листового проката изсли 0,3 Ю объемами по 600 т, отожженныхго и"вестному и предлагаемому способам,г.казал, что при использовании известного10 сг:особа выход годного листа по дефектутипа "излом" составил 88,2 О, а при использова ии предлагаемого 94,7;4, т.е. увели.чился на 6,5;4, Для этих же партий выходпроката: уровнем предела текучести, соот 15 вет.:твующим категориям вытяжки ВОСВ иОСЯ, увеличился от 86,5% в извегтном способе до .,4,5 л предлагаемого способа,т.е. на 8 Лф. Сг.роделяющие вытяжку приштамповке с 1 ру;,уоный и текстурный пока 20 затели К и Н эозросл на 38 - 55и на18-32", са .тве-.ствен о,;-;кю:, образ.-м. использование предлагаемс го с ,особа позволяет существенно (на8,0 ,) повысить выход лисгового проката из25 стали 083 высшей категории вытяжки иугу" ить качест;о отдслки его поверхностиза слег уменьшения на 6.5-7,0 частотыпролкле:- ия поверхностного дефекта типаизлом" по сравнению с извест и.м спаса 30 бом при обеспечении более высоких эначен.:й благопрнлтнцх с точки зрения: оклзгтелей .;эффи: :иента вытянутостизерна феррита К, и текстурного критерия35 вытяжки по Рай гу Н,Формул:. изобретенияСпособ терм:, еской обработки холоднокатаного листового проката из малоуглеро-,дистой стали, ВКГючающич трехступенчатый40 нагрев проката в олпаковой печис регламентированными скоростями и выдеохками накаждой ступени нагоева и окончательноеохлаждение,от ича ю щи йс я тем, что,с целью увеличения выхода проката высшей45 категории вытяжки и улучшения качестваотделки поверх,ост,1, вь цержку на первойступени производя 1 при 420 - 480 С, а нагрег до температуры второй ступени ведутсо с.орогтью, равной 0,3 - 0,5 скорости на 50 грева до температуры выдерж:и на первойступени,1698302 Таблица 1 Плавка Массовая оля элементов,81 Р Сг М Со А Мо Та бл 2 абл екстурнцйкритерийытяжки поРайту Н 10 л 1 0,5 1858400 0,4, 0,22 0,02 0,08 0,021 0,02 0,02 0,05 0,059 0,004 р 2956690 0 07 0,20 0 02 0,01 0,013 0,02 0 02 0,05 0,053 0,0043698302 П родолжение табл.З бли ца Отбраковка неталла по дефекту тю.н в и ченперат тел ьнос дерна к Колицество седок Снос доа дли тье первой второй т рвой 600 10620Г 0 редлагаеныйИзвестный 25 ЯО .Г уры, числитель О, н Охолости нагрева ф ти, внаненатель, ц, температур чилер на ступенях нагрева ступенях нагреваО гневен ив с коростей нагрева до температур выдереек на второй и первой ступенях, ч, /ч;Ю м 3 Ж о о о о о о о о О Ж ОЪ ОЪ см Ч сЧ М О счй с ц 11 й О.Х 1 Б р й 1 О, Г Щ Гс ;-с,съ о 1 о о о о 1 о О 1 ОСО ОСО ОСО ОСО ОСО ОРД.) О Л- Л 1 Л - Л Л - Л - О Л 1 О О ОСЭ- СО С 1 СО1 ЛЛХ М 1 л б 13 с 1 Ема о9 1 й ксс а Й й 1 : 1О1 О 10 О1 111 О О О О О ОСО ОСО ОСО 1.ЮОЭ СОСО О .4 1 -41 -1 -11 к о с-.5