СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ Российский патент 2010 года по МПК C21D8/02 C21D9/46 

Описание патента на изобретение RU2394108C1

Изобретение относится к технологии производства листового проката, предназначенного для изготовления деталей и узлов конструкций, работающих при низких до -60°С температурах, например контейнеров для перевозки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства листов из хладостойкой стали, изложенный в патенте №2337976, опубликованном 10.11.2008 г. Способ включает предварительную деформацию при температуре 1000-850°С с суммарным обжатием 65-75%, окончательную деформацию при температуре 750-700°С с обжатием за проход не менее 12% и суммарным обжатием не менее 60%, закалку стали ведут с прокатного нагрева (с температуры 700-750°С) со скоростью более 35°С/мин до температуры 150±10°С, затем - на воздухе, последующий высокий отпуск ведут при температуре 650±20°С с выдержкой 1,0-1,5 мин/мм толщины листа с последующим охлаждением на воздухе.

Недостатком известного способа, как установлено исследованиями, является недостаточно высокая хладостойкость низкоуглеродистых ферритно-перлитных сталей за счет возникновения в них зон предвыделений карбонитридов при охлаждении после высокого отпуска.

Техническим результатом изобретения является повышение хладостойкости низкоуглеродистой ферритно-перлитной стали.

Технический результат достигается способом производства листов из хладостойкой низкоуглеродистой стали, включающим получение заготовки, нагрев до температуры выше Ас3, деформацию с регламентированными обжатиями, охлаждение, отличающимся тем, что деформацию осуществляют в 3 стадии, сначала проводят предварительную деформацию при температуре 950÷1050°С с обжатиями на первых трех проходах 6÷10% за проход и с суммарным обжатием не менее 25%, подстуживают заготовку и проводят промежуточную деформацию при температуре Ar3+30°С (динамической*) с обжатиями не менее 15% за проход, при суммарной деформации не менее 55%, а затем выполняют окончательную деформацию при температуре Ar3 - 20°С (динамической) с обжатиями не менее 8-10% за проход с паузами между проходами не менее 5 сек, при суммарном обжатии не менее 40%, при этом охлаждение листа после прокатки производят со скоростью не менее 30°С/мин до температуры 400°С, далее - на воздухе.

Как установлено исследованиями, осуществляемый высокий отпуск в диапазоне температур 650±20°С с охлаждением на воздухе приводит к образованию в стали участков с предвыделениями карбонитридов, которые имеют параметры решетки, отличные от матрицы. Это приводит к возникновению напряжений 2 рода, которые снижают хладостойкость стали.

*При деформации и охлаждении металла необходимо учитывать изменения положения критических точек, поэтому введено определение Ar3 (динамическая). (Справочник по термомеханической и термоциклической обработке металлов. М.Е.Смагоринский, А.А.Булянда, С.В.Кудряшов. С-Петербург, Политехника, 1992, стр.150-152).

На хладостойкость стали также оказывают влияние температура и длительность выдержки при отпуске. При увеличении длительности высокого отпуска от 1,5 до 3,0 мин/мм толщины листа, происходит коагуляция строчечных карбонитридов, что повышает хладостойкость стали. При дальнейшем увеличении длительности отпуска, превышающей 3 мин/мм толщины листа, происходит рост частиц карбонитридов по границам зерен за счет их растворения внутри α-фазы и их огрубления, что приводит к снижению хладостойкости.

Хладостойкость листового проката может быть повышена за счет уменьшения размеров зерен, повышения степени равноосности и исключением образования крупных выделений карбонитридов.

С этой целью первый этап деформации выполняется при температуре 950÷1050°С для раздробления литой структуры и подготовки металла к последующей интенсивной деформации. На втором этапе после подстуживания заготовки производят интенсивную деформацию металла при температуре Ar3+30°С (динамической) с обжатиями не менее 15% за проход при суммарном обжатии не менее 55% с целью уменьшения размеров зерен и раздробления выделений карбонитридов. Окончательную деформацию производят при температуре Ar3 - 20°С (динамической) с обжатиями не менее 8-10% за проход с паузами между проходами не менее 5 сек для обеспечения протекания процессов рекристаллизации при суммарном обжатии не менее 40% для получения равноосной мелкозернистой структуры с высокой степенью дисперсности карбонитридных выделений. С целью исключения образования крупных карбонитридных включений в процессе охлаждения листов производится ускоренное их охлаждение после прокатки до температуры 400°С со скоростью не менее 30°С/мин, после чего производится замедленное охлаждение на воздухе, что способствует получению листов с равноосной мелкозернистой структурой и мелкими скоагулиро-ванными выделениями карбонитридов. Исследования показывают, что листы с такой структурой имеют повышенную хладостойкость.

Пример выполнения заявленного способа из стали марки 09Г2СА-А, химсостав которой приведен в табл.1.

На установке непрерывной разливки были отлиты слябы сечением 300×1200 мм.

Таблица 1 Химический состав стали 09Г2СА-А Марка стали Содержание элементов, мас.% С Si Mn P S Cr Ni Cu V Nb Fe 09Г2СА-А 0,08 0,53 1,42 0,005 0,007 0,15 0,24 0,15 0,03 0,04 Остальное

Из этих слябов были изготовлены 2 партии листового проката толщиной 85 мм. Одна партия листов была изготовлена по известному способу, вторая - по предлагаемому.

Из этих заготовок были изготовлены ударные образцы с острым надрезом и испытаны при температуре -60°С по ГОСТ 9454. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из полученных результатов, листы, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более высокие значения хладостойкости по сравнению с листами, изготовленными по известному способу.

Ожидаемый технико-экономический эффект по сравнению с прототипом выразится в возможности создания новых изделий специальной техники повышенной надежности и долговечности из экономно-легированной низкоуглеродистой ферритно-перлитной стали за счет повышения ее хладостойкости.

Кроме того, отпадает надобность в термической обработке листов, что ведет к снижению трудоемкости их изготовления.

Похожие патенты RU2394108C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ 2009
  • Оленин Михаил Иванович
  • Быковский Николай Георгиевич
  • Бережко Борис Иванович
  • Стольный Виктор Иванович
  • Михайлов-Смольняков Максим Сергеевич
  • Лебедева Надежда Васильевна
  • Сабреев Дмитрий Валерьевич
RU2427653C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ 2009
  • Оленин Михаил Иванович
  • Быковский Николай Георгиевич
  • Бережко Борис Иванович
  • Стольный Виктор Иванович
  • Михайлов-Смольняков Максим Сергеевич
RU2414517C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ 2006
  • Карзов Георгий Павлович
  • Бережко Борис Иванович
  • Стольный Виктор Иванович
  • Быковский Николай Георгиевич
  • Романов Олег Николаевич
  • Оленин Михаил Иванович
  • Голованов Александр Васильевич
  • Подтелков Владимир Владимирович
  • Середа Ирина Ричардовна
  • Лебедева Надежда Васильевна
RU2337976C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛАДОСТОЙКОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА 2010
  • Галкин Виталий Владимирович
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Стеканов Павел Александрович
  • Орыщенко Алексей Сергеевич
  • Хлусова Елена Игоревна
  • Орлов Виктор Валерьевич
  • Сувориков Виктор Александрович
RU2432403C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ 2012
  • Стеканов Павел Александрович
  • Шаргунов Александр Витальевич
  • Курбан Виктор Васильевич
  • Кузьмин Анатолий Александрович
RU2500820C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛАДОСТОЙКОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Горынин И.В.
  • Семичева Т.Г.
  • Малахов Н.В.
  • Хлусова Е.И.
  • Высоцкий В.М.
  • Северинец И.Ю.
  • Голованов А.В.
  • Подтелков В.В.
  • Томин А.А.
  • Бойченко В.С.
  • Лесина О.А.
  • Арианов С.В.
  • Федоров С.В.
RU2265067C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ И УГЛЕРОДИСТЫХ МАРОК СТАЛИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОСУДОВ 2005
  • Стольный Виктор Иванович
  • Бережко Борис Иванович
  • Капустин Александр Игоревич
  • Голубев Дмитрий Анатольевич
  • Островский Владимир Наумович
RU2311465C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО ХЛАДОСТОЙКОГО СВАРИВАЕМОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ 2014
  • Попова Анна Александровна
  • Шеремет Наталия Павловна
  • Сафронова Наталья Николаевна
  • Новоселов Сергей Иванович
RU2569619C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ФЕРРИТОПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ 2008
  • Оленин Михаил Иванович
  • Быковский Николай Георгиевич
  • Бережко Борис Иванович
  • Калиничева Надежда Васильевна
  • Евдокимова Наталья Витальевна
  • Лебедева Надежда Валерьевна
RU2373292C1
Способ производства хладостойкого листового стального проката 2022
  • Семенов Кирилл Сергеевич
  • Вархалева Татьяна Сергеевна
  • Рябков Василий Алексеевич
  • Федотов Евгений Сергеевич
  • Григорьев Михаил Александрович
RU2792549C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к технологии производства листового проката, предназначенного для изготовления деталей и узлов конструкций, работающих при низких температурах, например контейнеров для перевозки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива. Для повышения хладостойкости листов из низкоуглеродистой ферритно-перлитной стали осуществляют нагрев заготовки до температуры выше Ас3, деформацию в 3 стадии, причем на предварительной стадии деформацию на первых трех проходах производят при температуре 950÷1050°С с обжатиями 6-10% за проход с суммарным обжатием не менее 25%, затем заготовку подстуживают и проводят промежуточную деформацию при температуре Ar3+30°С с обжатиями не менее 15% за проход при суммарной деформации не менее 55%, а затем проводят окончательную деформацию при Ar3-20°С с обжатиями не менее 8-10% за проход с паузами между проходами не менее 5 сек при суммарном обжатии не менее 40% и охлаждение листа со скоростью не менее 30°С/мин до температуры 400°С, далее на воздухе. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 394 108 C1

Способ производства листов из хладостойкой стали, включающий получение заготовки, нагрев до температуры выше Асз, деформацию с регламентированными обжатиями, охлаждение, отличающийся тем, что деформацию осуществляют в 3 стадии, сначала проводят предварительную деформацию при температуре 950÷1050°С с обжатиями на первых трех проходах, 6÷10% за проход и с суммарным обжатием не менее 25%, подстуживают заготовку и проводят промежуточную деформацию при температуре Ar3+30°С с обжатиями не менее 15% за проход при суммарной деформации не менее 55%, а затем выполняют окончательную деформацию при температуре Ar3-20°С с обжатиями не менее 8-10% за проход с паузами между проходами не менее 5 с, при суммарном обжатии не менее 40%, при этом охлаждение листа после деформации производят со скоростью не менее 30°С/мин до температуры 400°С, далее - на воздухе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2394108C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ 2006
  • Карзов Георгий Павлович
  • Бережко Борис Иванович
  • Стольный Виктор Иванович
  • Быковский Николай Георгиевич
  • Романов Олег Николаевич
  • Оленин Михаил Иванович
  • Голованов Александр Васильевич
  • Подтелков Владимир Владимирович
  • Середа Ирина Ричардовна
  • Лебедева Надежда Васильевна
RU2337976C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛАДОСТОЙКОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Горынин И.В.
  • Семичева Т.Г.
  • Малахов Н.В.
  • Хлусова Е.И.
  • Высоцкий В.М.
  • Северинец И.Ю.
  • Голованов А.В.
  • Подтелков В.В.
  • Томин А.А.
  • Бойченко В.С.
  • Лесина О.А.
  • Арианов С.В.
  • Федоров С.В.
RU2265067C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛАДОСТОЙКОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Малышевский Виктор Андреевич
  • Малахов Николай Викторович
  • Хлусова Елена Игоревна
  • Орлов Виктор Валерьевич
  • Суровова Людмила Тимофеевна
  • Ефимов Семен Викторович
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Голованов Александр Васильевич
  • Подтелков Владимир Владимирович
RU2345149C2

RU 2 394 108 C1

Авторы

Карзов Георгий Павлович

Бережко Борис Иванович

Стольный Виктор Иванович

Зимин Герман Георгиевич

Быковский Николай Георгиевич

Попов Олег Григорьевич

Оленин Михаил Иванович

Бушуев Сергей Владимирович

Даты

2010-07-10Публикация

2009-08-19Подача