Способ получения горячекатаного проката повышенной прочности Российский патент 2021 года по МПК C21D8/02 

Описание патента на изобретение RU2749009C1

Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству горячекатаного проката повышенной прочности и стойкости к циклическим нагрузкам из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки.

Известны способы горячей прокатки полос, включающие горячую прокатку полос в черновой и чистовой стадиях прокатки на толстолистовых станах горячей прокатки, а также охлаждение полос водой на отводящем рольганге (см., например: Технология прокатного производства. В 2-х книгах. Кн. 2. Справочник: Беняковский М.А., Богоявленский К.Н., Виткин А.И. и др. М.: Металлургия, 1991. - 423 с. Патент РФ №2037536). Сталь, обработанная по этому способу, отличается нестабильностью механических свойств и зачастую не обеспечивает требуемого уровня механических свойств проката.

Известен способ производства горячекатаной полосы (по пат. CN 103031493), включающий разливку слябов из стали, содержащей компоненты при следующем соотношении, масс. %: С 0,06% -0,15%, Si 0,05% -0,5%, Mn 1,0%-1,8%, Al 0,01%-0,08%, Cr 0,3%-1,5%, P не более 0,02% и S не более 0,005%, остальное - Fe и неизбежные примеси; нагрев сляба до 1200±20°С в течении 1-3 часов; черновую горячую прокатку с завершением при температуре не менее 1050°С; чистовую горячую прокатку с температурой конца прокатки 820-880°С; охлаждение после прокатки с использованием непрерывного ламинарного охлаждения со скоростью 20-40°С/с и смотка при температуре 530-600°С. Недостатком данного способа является то, что сталь, обработанная по нему, отличается нестабильностью механических свойств и зачастую не обеспечивает требуемого уровня механических свойств проката.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства горячекатаной полосы (по пат. CN 102517496), включающий разливку слябов из стали, содержащей компоненты при следующем соотношении, масс. %: С 0,06%-0,10%, Si 0,40%-0,60%, Mn 1,00%-2,00%, P не более 0,02%, S не более 0,02%, Ti 0,08%-0,12%, остальное - Fe и неизбежные примеси; нагрев слябов до температуры 1180-1250°С; черновую горячую прокатку, чистовую горячую прокатку, завершающуюся при температуре 750-850°С; 1-ю стадию ламинарного водяного охлаждения от температуры конца горячей прокатки до температуры 650-700°С со скоростью 30-50°С/с; стадию охлаждения на воздухе в течении 8-15 сек; 2-ю стадию ламинарного водяного охлаждения со скоростью не менее 40°С/с до температуры 200-300°С и смотку в рулон.

Недостатком данного способа является то, что сталь, обработанная по нему, отличается нестабильностью механических свойств и зачастую не обеспечивает требуемого уровня механических свойств проката.

Для достижения требуемого уровня механических свойств необходимым условием является формирование в стали двухфазной феррит-бейнитной структуры, которая обеспечивает требуемые пластичность и прочность стали, а также отношение предела текучести к пределу прочности. Получение целевого содержания феррита в стали обеспечивается во время первой стадии ламинарного водяного охлаждения и последующей паузы (воздушного охлаждения), тогда как получение целевого содержания бейнита достигается во время второй стадии ламинарного водяного охлаждения.

Однако, скорость превращения аустенита в феррит сильно зависит от температуры при которой происходит пауза в водяном охлаждении. При снижении данной температуры от точки Ar3 до точки Ar1 или температуры начала бейнитного превращения, скорость формирования феррита увеличивается. Таким образом, при пониженных температурах паузы в ламинарном охлаждении с ростом длительности паузы возникает риск получения избыточного количества феррита, тогда как при повышенных температурах и недостаточной длительности паузы - риск получения избыточного количества бейнита.

Предлагаемое техническое решение направлено на решение задачи по обеспечению требуемого уровня механических свойств и стабилизации их получения.

Указанный технический результат достигается при обработке по способу, включающему следующие технологические операции: выплавка, разливка, нагрев слябов до температуры 1150-1250°С, черновая горячая прокатка, чистовая горячая прокатка с температурой конца прокатки 800-900°С, первая стадия ламинарного водяного охлаждения до температуры 680-750°С, пауза в водяном охлаждении (воздушное охлаждение) в течении 2,5-5 сек, вторая стадия ламинарного водяного охлаждения до температуры 150-350°С и смотка в рулон. При этом сталь содержит: С 0,06-0,1%, Si не более 0,3%, Mn 0,7-1,5%, P не более 0,05%, Al не более 0,1%, Cr не более 0,8%, Nb не более 0,07%, остальное Fe и неизбежные примеси. Длительность паузы в водяном охлаждении определяется из выражения:

tп.=2,48-0,019Тк.п,+0,024Тп.,

где tп. - расчетная длительность паузы в водяном охлаждении, сек.,

Тк.п.- температура конца горячей прокатки, °С,

Тп. - температура при которой происходит пауза в водяном охлаждении, °С.

Пример 1.

Горячекатаную низколегированную сталь с содержанием С 0,75%, Mn 1,3%, Si 0,1%, P 0,04%, Cr 0,5%, Al 0,03%, Nb 0,04%, остальное - Fe и примеси выплавляли в конвертере, слябы получали путем непрерывной разливки. Нагрев слябов для горячей прокатки осуществляли с методических печах до температуры 1200°С. Горячую прокатку осуществляли на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки на толщину 3,8 мм, температура конца горячей прокатки составляла 890°С. После прокатки производилось охлаждение полосы при помощи установки ускоренного охлаждения с ламинарной подачей воды до температуры 760°С. Далее производилось отключение подачи воды на части форсунок. Количество отключаемых форсунок рассчитывалось исходя из скорости движения полосы с учетом необходимого времени паузы в охлаждении для каждой точки полосы длительностью 3,7 сек. Далее опять включались форсунки подачи воды и полоса охлаждалась до температуры в интервале 200-300°С. После охлаждения полоса сматывалась в рулон. После остывания рулона до температуры 30°С от него отбирались пробы для механических испытаний на соответствие EN 10338-2015. После испытаний были получены следующие результаты: предел прочности - 627-637 МПа, предел текучести - 534-553 МПа, относительное удлинение - 20-21%. Данные значения соответствуют марке HDT580F по EN 10338-2015.

Пример 2.

Горячекатаную низколегированную сталь с содержанием С 0,75%, Mn 1,3%, Si 0,1%, P 0,04%, Cr 0,5%, Al 0,03%, Nb 0,04%, остальное - Fe и примеси выплавляли в конвертере, слябы получали путем непрерывной разливки. Нагрев слябов для горячей прокатки осуществляли с методических печах до температуры 1250°С. Горячую прокатку осуществляли на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки на толщину 3,3 мм, температура конца горячей прокатки составляла 855°С. После прокатки производилось охлаждение полосы при помощи установки ускоренного охлаждения с ламинарной подачей воды до температуры 690°С. Далее производилось отключение подачи воды на части форсунок. Количество отключаемых форсунок рассчитывалось исходя из скорости движения полосы с учетом необходимого времени паузы в охлаждении для каждой точки полосы длительностью 2,8 сек. Далее опять включались форсунки подачи воды и полоса охлаждалась до температуры в интервале 200-300°С.

После охлаждения полоса сматывалась в рулон. После остывания рулона до температуры 30°С от него отбирались пробы для механических испытаний на соответствие EN 10338-2015. После испытаний были получены следующие результаты: предел прочности - 629-656 МПа, предел текучести - 541-560 МПа, относительное удлинение - 17-20%. Данные значения соответствуют марке HDT580F по EN 10338-2015.

Похожие патенты RU2749009C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИ 2014
  • Мишнев Петр Александрович
  • Палигин Роман Борисович
  • Филатов Николай Владимирович
  • Огольцов Алексей Андреевич
  • Митрофанов Артем Викторович
RU2578618C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ 2007
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Торопов Сергей Сергеевич
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Голованов Александр Васильевич
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Филатов Николай Владимирович
  • Рослякова Наталья Евгеньевна
  • Тетюева Тамара Викторовна
  • Ефимов Семен Викторович
  • Лятин Андрей Борисович
  • Трайно Александр Иванович
RU2348703C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО РУЛОННОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2021
  • Быков Алексей Владимирович
  • Ваурин Виталий Васильевич
  • Глухов Павел Александрович
  • Смирнов Александр Алексеевич
RU2773478C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ В РУЛОНАХ 2010
  • Филатов Николай Владимирович
  • Акимов Владимир Анатольевич
  • Торопов Сергей Сергеевич
  • Палигин Роман Борисович
RU2436848C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СВАРИВАЕМОЙ СТАЛИ 2013
  • Филатов Николай Владимирович
  • Жиронкин Михаил Валерьевич
  • Палигин Роман Борисович
  • Кухтин Сергей Анатольевич
  • Мишнев Петр Александрович
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Огольцов Алексей Андреевич
RU2551324C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2018
  • Барабошкин Кирилл Алексеевич
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Вархалева Татьяна Сергеевна
RU2689348C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2012
  • Казаков Игорь Владимирович
  • Молостов Михаил Александрович
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Васильев Иван Сергеевич
  • Настич Сергей Юрьевич
  • Морозов Юрий Дмитриевич
  • Зинько Бронислав Филиппович
RU2519720C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2006
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Скорохватов Николай Борисович
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Голованов Александр Васильевич
  • Филатов Николай Владимирович
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Анучин Константин Витальевич
  • Котов Анатолий Яковлевич
  • Трайно Александр Иванович
RU2341565C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ 2018
  • Огольцов Алексей Андреевич
  • Новоселов Сергей Иванович
  • Кухтин Сергей Анатольевич
  • Филатов Николай Владимирович
RU2677426C1
СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2014
  • Огольцов Алексей Андреевич
  • Новоселов Сергей Иванович
  • Пешеходов Владимир Александрович
  • Мишнев Петр Александрович
  • Митрофанов Артем Викторович
RU2570712C1

Реферат патента 2021 года Способ получения горячекатаного проката повышенной прочности

Изобретение относится к получению горячекатаного проката из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки. Проводят выплавку, разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, первую стадию водяного охлаждения, паузу в водяном охлаждении с проведением воздушного охлаждения, вторую стадию водяного охлаждения и смотку в рулон. Нагрев слябов проводят до температуры 1150-1250°С, горячую прокатку проводят с температурой конца прокатки 800-900°С. На первой и второй стадиях водяное охлаждение представляет собой ламинарное водяное охлаждение. На первой стадии ламинарное водяное охлаждение проводят до температуры 680-750°С, на второй стадии – до температуры 150-350°С. Длительность упомянутой паузы в водяном охлаждении, составляющую 2,5-5 с, определяют из выражения tп=2,48-0,019Тк.п+0,024Тп, где tп - расчетная длительность паузы в водяном охлаждении, с, Тк.п - температура конца горячей прокатки, °С, Тп – температура, при которой осуществляют паузу в водяном охлаждении, °С. Обеспечивается требуемый уровень механических свойств и стабилизация их получения. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 749 009 C1

Способ получения горячекатаного проката из низколегированной стали, включающий выплавку, разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, первую стадию водяного охлаждения, паузу в водяном охлаждении с проведением воздушного охлаждения, вторую стадию водяного охлаждения и смотку в рулон, отличающийся тем, что нагрев слябов проводят до температуры 1150-1250°С, горячую прокатку проводят с температурой конца прокатки 800-900°С, при этом на первой и второй стадиях водяное охлаждение представляет собой ламинарное водяное охлаждение, причем на первой стадии ламинарное водяное охлаждение проводят до температуры 680-750°С, на второй стадии – до температуры 150-350°С, при этом длительность упомянутой паузы в водяном охлаждении, составляющую 2,5-5 с, определяют из выражения: tп=2,48-0,019Тк.п+0,024Тп, где tп - расчетная длительность паузы в водяном охлаждении, с, Тк.п - температура конца горячей прокатки, °С, Тп – температура, при которой осуществляют паузу в водяном охлаждении, °С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2749009C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ 2018
  • Огольцов Алексей Андреевич
  • Новоселов Сергей Иванович
  • Кухтин Сергей Анатольевич
  • Филатов Николай Владимирович
RU2677426C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2018
  • Барабошкин Кирилл Алексеевич
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Вархалева Татьяна Сергеевна
RU2689348C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ КЛАССА ПРОЧНОСТИ К65 2012
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Стеканов Павел Александрович
  • Дубовский Сергей Васильевич
  • Телегин Вячеслав Евгеньевич
RU2492250C1
CN 103276286 B, 21.01.2015
CN 108754338 B, 28.08.2020.

RU 2 749 009 C1

Авторы

Губанов Олег Михайлович

Даты

2021-06-02Публикация

2020-09-02Подача