СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС ИЗ СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Российский патент 2003 года по МПК C21D8/04 C22C38/50 

Описание патента на изобретение RU2212457C1

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии производства холоднокатаных полос из сверхнизкоуглеродистых сталей для автомобильной промышленности, обладающих упрочнящим эффектом при сушке лакокрасочного покрытия (ВН-эффектом).

Известен способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной стали для штамповки и последующего эмалирования, заключающийся в том, что после выплавки сталь, содержащую следующие компоненты, мас.%: углерод 0,04-0,08, кремний 0,01-0,05, марганец 0,1-0,3, сера до 0,025, фосфор до 0,03, хром до 0,06, бор до 0,005, никель до 0,06, медь до 0,06, алюминий 0,01-0,04, железо и неизбежные примеси - остальное, подвергают горячей прокатке с окончанием в области температур Ac1+90oС-Ас3 -20oС, сматывают в рулон при температуре не более чем на 30oС ниже температуры Ac1, проводят холодную прокатку со степенью деформации 50-70% и осуществляют нагрев до температуры отжига после холодной прокатки со скоростью в пределах 10-50oС/ч (патент РФ 2159820, кл. С 21 D 8/04, С 21 D 9/46, опубл. 27.11.2000).

Известный способ не обеспечивает высокий выход холоднокатаных полос категории весьма особо сложной вытяжки (ВОСВ) из-за низкой стабильности механических свойств.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ производства автомобильного листа из ультранизкоуглеродистых сталей, включающий выплавку стали, содержащей, %: углерод 0,0025; кремний 0,0030; марганец 0,125; сера и фосфор по 0,007; алюминий 0,038; азот 0,002; титан 0,012; ниобий 0,01-0,022; железо и неизбежные примеси - остальное, разливку, нагрев слябов до температуры 1250oС, горячую прокатку с температурой конца прокатки 900oС, смотку листов при температурах 650oС и 770oС, холодную прокатку при обжатии около 70%, термическую обработку, включающую нагрев до 550oС, выдержку в течение 10 мин с последующим охлаждением в воде, непрерывный отжиг при температурах в диапазоне от 790 до 890oС с выдержкой 60 с и последующим охлаждением со скоростью около 10oС/с (Л.М. Сторожева, К. Эшер, Р. Бодэ, К. Хулка, Д.А. Бурко, "Металловедение и термическая обработка металлов", 3, 2002 г., с.6-12).

Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: выплавка стали, разливка, нагрев слябов, горячая прокатка, смотка при температуре 740-750oС, холодная прокатка и непрерывный отжиг полученной холоднокатаной полосы с последующим охлаждением.

Известный способ не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.

В известном способе при проведении непрерывного отжига не учитывается влияние неизбежных колебаний химического состава стали на температуру отжига. В результате, при недостаточной температуре отжига ВН-эффект будет низким или отсутствовать вообще, а при повышенной температуре отжига сталь будет нагреваться до неоправданно высокой температуры. Более высокий нагрев при отжиге приводит к переходу в твердый раствор большего количества углерода, что наряду с повышением ВН-эффекта приведет к изменению механических свойств полосы (предела прочности, предела текучести и коэффициента нормальной пластической анизотропии) и может вызвать ее естественное старение, что не обеспечит требуемые показатели для категории ВОСВ. Причем даже незначительные колебания химического состава приводят к тому, что температура нагрева полосы, необходимая для получения заданного ВН-эффекта, значительно изменяется.

Для попадания в узкий интервал содержания микролегирующих добавок пока используют прием увеличения количества иттераций, т.е. постоянное приближение к заданному химическому составу стали путем ввода небольших порций легирующих элементов, перемешивания, отбора проб, ожидания анализа и т.д. Эти операции повторяют до получения заданного химического состава стали, что влечет за собой возникающие напряжения с разливкой стали на МНЛЗ, необходимостью постоянного подогрева стали в печи-ковше, затягиванию процесса внепечной обработки, потере производительности и повышению себестоимости стали.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства холоднокатаных полос из сверхнизкоуглеродистой стали путем оптимизации технологических параметров и регламентации температуры отжига в зависимости от конкретного химического состава стали. Ожидаемый технический результат - стабилизация комплекса механических свойств при обеспечении категории весьма особо сложной вытяжки с одновременным получением упрочняющего эффекта не менее 40 МПа.

Поставленная задача решается тем, что в способе производства холоднокатаных полос из сверхнизкоуглеродистых сталей, включающем выплавку стали, разливку, нагрев слябов, горячую прокатку, смотку при температуре 740-750oС, холодную прокатку и непрерывный отжиг полученной холоднокатаной полосы с последующим охлаждением, по изобретению выплавляют сталь, содержащую, %: углерод 0,006-0,01; марганец 0,01-0,15; фосфор ≤ 0,07; азот ≤ 0,0025; алюминий ≤ 0,04; ниобий 0,031-0,06; сера ≤ 0,008; железо и неизбежные примеси - остальное, нагрев слябов ведут до температуры 1150-1200oС, температуру конца горячей прокатки принимают равной 910-920oС, холодную прокатку ведут с суммарным обжатием не менее 70%, нагрев полосы до температуры отжига ведут со скоростью 10-20oС/с, температуру отжига определяют в зависимости от отношения Nb/C по формулам:
при 3,1 ≤ Nb/C ≤ 4,65 Тотж=7,52•(Nb/C)2+45,55•Nb/C+791, oС,
при 4,65 ≤ Nb/C ≤ 10 Тотж=1,75•(Nb/C)2+33,81•Nb/C+730, oС,
где Nb и С - содержание ниобия и углерода в стали, вес. %, а после выдержки при температуре отжига в течение 50-60 с полосу охлаждают со скоростью 15-25oС/с до температуры 340-360oС.

Упрочнение холоднокатаной полосы, происходящее при сушке отштампованного и покрашенного изделия, происходит за счет наличия в твердом растворе атомов углерода. Во время сушки лакокрасочного покрытия металл нагревается до температуры 150-200oС, подвижность атомов углерода значительно возрастает и они закрепляют дислокации, внесенные при дрессировке и штамповке.

В предлагаемом способе оптимальную температуру отжига определяют по эмпирическим формулам, учитывающим влияние отношения Nb/C на температуру отжига, необходимую для растворения карбидов ниобия в количестве, достаточном для получения упрочняющего эффекта ВН2 40 МПа, при выдержке в течение 50-60 с. При этом отношение Nb/C ограничивается в пределах 3,1-10, так как при более низком или более высоком отношении, необходимая температура отжига превышает 900oС и не может быть достигнута в подавляющем большинстве существующих агрегатов непрерывного отжига (АНО).

При отношении Nb/C, равном 3,1-4,65, температуру отжига определяют по формуле:
Тотж=7,52•(Nb/C)2+45,55•Nb/C+791; oС,
при 4,65 <Nb/C ≤ 10 температуру отжига определяют по формуле:
Тотж=1,75•(Nb/C)2+33,81•Nb/C+730; oС,
где Nb и С - содержание ниобия и углерода в стали, вес.%.

Охлаждение после отжига проводят со скоростью 15-25oС/с до температуры 340-360oС. Высокая скорость охлаждения необходима для того, чтобы сохранить углерод в твердом растворе и обеспечить высокий упрочняющий эффект.

Использование предлагаемого способа позволяет получать олоднокатаную, в том числе оцинкованную, полосу с пределом текучести σ0.2<185 МПа, пределом прочности σв = 280-350 МПа, относительным удлинением δ = 38% и коэффициентом нормальной пластической анизотропии rm = 2,0, что достаточно для обеспечения категории вытяжки ВОСВ.

Пример 1
В кислородном конверторе выплавляли сталь следующего химического состава, мас. %: 0,006 С; 0,1 Мn; 0,07 Р; 0,0025 N; 0,04 Al; 0,06 Nb; 0,007 S. После разливки на машине непрерывного литья заготовок полученные слябы нагревали до температуры 1150-1200oС, подвергали горячей прокатке (Ткп=910-920oС, Тсм= 740-750oС), травлению и холодной прокатке с обжатием не менее 70%.

Далее сталь подвергали непрерывному отжигу в АНО. Температуру отжига определяли как:
Тотж=1,75•(0,06/0,006)2+33,81•0,06/0,006+730=893oС.

После выдержки при температуре отжига в течение 50-60 с полосу охлаждали со скоростью 15-25oС/с до температуры 350oС. Затем полосу подавали в агрегат непрерывного горячего цинкования и подвергали дрессировке с обжатием менее 0,8%.

Полученная полоса имеет предел текучести σ0.2 = 170 МПа, предел прочности σв = 325 МПа, относительное удлинением δ=41%, коэффициент нормальной пластической анизотропии rm=2,1 и обладает ВН-эффектом ВН2=41 МПа.

Пример 2
В кислородном конверторе выплавляли сталь следующего химического состава, мас. %: стали 0,01 С; 0,1 Мn; 0,07 Р; 0,0025 N; 0,04 Al; 0,031 Nb; 0,007 S. После разливки на машине непрерывного литья заготовок полученные слябы нагревали до температуры 1150-1200oС, подвергали горячей прокатке (Ткп= 910-920oС, Тсм= 740-750oС), травлению и холодной прокатке с суммарным обжатием не менее 70%.

Далее сталь подвергали непрерывному отжигу в АНО. Нагрев до температуры отжига проводили со скоростью 10-20oС. Температуру отжига определяли как:
Тотж=7,52•(0,031/0,01)2+ 45,55•0,031/0,01+791=859oС.

После выдержки при температуре отжига в течение 50-60 с полосу охлаждали со скоростью 15-25oС/с до температуры 350oС. Затем полосу охлаждали с произвольной скоростью и подвергали дрессировке с обжатием менее 0,8%.

Полученная полоса имеет предел текучести σ0.2 = 182 МПа, предел прочности σв = 345 МПа, относительное удлинением δ=40%, коэффициент нормальной пластической анизотропии rm=2,0 и обладает ВН-эффектом ВН2=48 МПа.

Похожие патенты RU2212457C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОСОВОГО ПРОКАТА ИЗ СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ШТАМПОВКИ 2002
  • Урцев В.Н.
  • Хабибулин Д.М.
  • Аникеев С.Н.
  • Штоль В.Ю.
  • Воронков С.Н.
RU2212456C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ 2006
  • Куницын Глеб Александрович
  • Злов Владимир Евгеньевич
  • Папшев Андрей Викторович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Фомин Евгений Савватьевич
  • Бурко Дмитрий Александрович
RU2330887C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2006
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Шурыгина Марина Викторовна
  • Черноусов Василий Леонидович
  • Рослякова Наталья Евгеньевна
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Шаповалов Энар Тихонович
  • Бурко Дмитрий Александрович
  • Ефимова Татьяна Михайловна
  • Рузаев Дмитрий Григорьевич
  • Чистяков Игорь Петрович
  • Горин Александр Давидович
  • Глинер Роман Ефимович
  • Гусев Юрий Борисович
RU2313584C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2006
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Степаненко Владислав Владимирович
  • Ефимов Семен Викторович
  • Кузнецов Максим Анатольевич
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Ефимова Татьяна Михайловна
  • Бурко Дмитрий Александрович
  • Пименов Виктор Александрович
RU2313583C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2001
  • Степанов А.А.
  • Ламухин А.М.
  • Степаненко В.В.
  • Кузнецов В.В.
  • Зинченко С.Д.
  • Зиборов А.В.
  • Балдаев Б.Я.
  • Ордин В.Г.
  • Горелик П.Б.
  • Добряков В.С.
  • Долгих О.В.
  • Струнина Л.М.
  • Рябинкова В.К.
  • Трайно А.И.
RU2197542C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ФЕРРИТО-МАРТЕНСИТНОЙ СТАЛИ, МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ НИОБИЕМ 2016
  • Зайцев Александр Иванович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Нищик Александр Владимирович
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Шапошников Николай Георгиевич
  • Гришин Александр Владимирович
  • Дьяконов Дмитрий Львович
RU2633196C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ХОЛОДНОКАТАНЫЙ СТАЛЬНОЙ ЛИСТ И СТАЛЬНОЙ ЛИСТ С ПОКРЫТИЕМ, ОБЛАДАЮЩИЕ ПРЕВОСХОДНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ К ТЕРМИЧЕСКОМУ УПРОЧНЕНИЮ И ФОРМУЕМОСТЬЮ, И СПОСОБ ИХ ПРОИЗВОДСТВА 2012
  • Кидзу,Таро
  • Фунакава,Ёсимаса
RU2530212C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОДОДНОКАТАННОГО ВЫСОКОПРОЧНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2019
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Павлов Александр Александрович
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Карамышева Наталия Анатольевна
  • Чиркина Ирина Николаевна
  • Дьяконов Дмитрий Львович
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Телегин Вячеслав Евгеньевич
  • Лукьянчиков Дмитрий Юрьевич
  • Андреев Сергей Геннадьевич
  • Мастяев Антон Вячеславович
RU2747103C1
Способ производства холоднокатаных стальных полос для упаковочной ленты 2023
  • Гринько Евгения Николаевна
  • Ящук Сергей Валерьевич
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Вархалева Татьяна Сергеевна
  • Егоров Алексей Яковлевич
  • Кузьминов Денис Геннадьевич
  • Озеров Алексей Владимирович
RU2814356C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ФЕРРИТО-МАРТЕНСИТНОЙ АВТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2016
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Нищик Александр Владимирович
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Шапошников Николай Георгиевич
  • Гришин Александр Владимирович
  • Амежнов Андрей Владимирович
  • Скоморохова Наталия Васильевна
RU2633858C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС ИЗ СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаных полос из сверхнизкоуглеродистых сталей для автомобильной промышленности, обладающих упрочняющим эффектом при сушке лакокрасочного покрытия (ВН-эффектом). Предлагаемый способ включает выплавку стали, содержащую, мас.%: углерод 0,006-0,10; марганец 0,01-0,15; фосфор ≤0,07; азот 0,0025; алюминий ≤0,04; ниобий 0,031-0,06; сера ≤0,008; железо и неизбежные примеси остальное, разливку, нагрев слябов до температуры 1150-1200oС, горячую прокатку с температурой конца горячей прокатки, равной 910-920oС, смотку при температуре 740-750oС, холодную прокатку с суммарным обжатием не менее 70%, нагрев полученной холоднокатаной полосы до температуры отжига со скоростью 10-20o С/с и непрерывный отжиг, температуру которого определяют в зависимости от отношения Nb/C по формулам: при 3,1 ≤ Nb/C ≤ 4,65 Тотж=7,52•(Nb/C)2 + 45,55•Nb/C + 791, oС, при 4,65 < Nb/C ≤ 10 Тотж=1,75•(Nb/C)2 + 33,81•Nb/C + 730, oС, где Nb и С - содержание ниобия и углерода в стали, вес.%, выдержку при температуре отжига в течение 50-60 с и охлаждение полосы со скоростью 15-25oС/с до температуры 340-360oС. Способ обеспечивает стабилизацию комплекса механических свойств, удовлетворяющего категории весьма особо сложной вытяжки с одновременным получением упрочняющего эффекта не менее 40 МПа.

Формула изобретения RU 2 212 457 C1

Способ производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, включающий выплавку стали, разливку, нагрев слябов, горячую прокатку, смотку при температуре 740-750oС, холодную прокатку, непрерывный отжиг полученной холоднокатаной полосы с нагревом до температуры, определяемой в зависимости от отношения Nb/C, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую, мас. %: углерод 0,006-0,10, марганец 0,01-0,15, фосфор ≤0,07, азот 0,0025, алюминий ≤0,04, ниобий 0,031-0,06, сера ≤0,008, железо и неизбежные примеси - остальное, нагрев слябов ведут до температуры 1150-1200oС, температуру конца горячей прокатки принимают равной 910-920oС, холодную прокатку ведут с суммарным обжатием не менее 70%, нагрев полосы до температуры отжига ведут со скоростью 10-20oС/с, температуру отжига определяют в зависимости от отношения Nb/C по формулам
при 3,1 ≤ Nb/C ≤ 4,65
Тотж= 7,52•(Nb/C)2 + 45,55•Nb/C + 791, oС,
при 4,65 < Nb/C ≤ 10
Тотж= 1,75•(Nb/C)2 + 33,81•Nb/C + 730, oС,
где Nb и С - содержание ниобия и углерода в стали, вес. %
выдержку при температуре отжига осуществляют в течение 50-60 с и охлаждают со скоростью 15-25oС/с до температуры 340-360oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2212457C1

МиТОМ, № 3, 2000, с.6-12
Способ производства холоднокатаной полосы 1989
  • Трайно Александр Иванович
  • Татаренко Анатолий Александрович
  • Тюков Анатолий Васильевич
  • Бурлаков Сергей Александрович
  • Поднебесный Владимир Иванович
  • Лапко Александр Иванович
SU1624034A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ 1996
  • Аверин В.Б.
  • Беленький А.А.
  • Беленький А.М.
  • Бердышев В.Ф.
  • Бронников М.С.
  • Гостев А.А.
  • Додик М.Х.
  • Захарова Е.Д.
  • Мишин М.П.
  • Носов С.К.
  • Сарычев В.Ф.
  • Стариков А.И.
  • Хребто В.Е.
  • Черкасский Р.И.
RU2101368C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО МЕТАЛЛА ВЫСШИХ КАТЕГОРИЙ ВЫТЯЖКИ С ТОНЧАЙШИМ ЦИНКОВЫМ ПОКРЫТИЕМ С ПРЕВОСХОДНОЙ ШТАМПУЕМОСТЬЮ 1997
  • Франценюк И.В.
  • Франценюк Л.И.
  • Быханов М.В.
  • Казаков В.В.
  • Коньшин А.П.
  • Никитин А.В.
RU2128719C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2000
  • Цырлин М.Б.
  • Лобанов М.Л.
  • Шабанов В.А.
  • Шевелев В.В.
  • Шатохин И.М.
  • Сарычев А.Ф.
RU2159820C1

RU 2 212 457 C1

Авторы

Урцев В.Н.

Хабибулин Д.М.

Капцан А.В.

Платов С.И.

Воронков С.Н.

Даты

2003-09-20Публикация

2002-06-04Подача