Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали (варианты) Российский патент 2021 года по МПК C21D8/02 B21B1/26 C22C38/54 C22C38/60 

Описание патента на изобретение RU2759106C1

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству толстых листов из особо хладостойких конструкционных сталей, используемых для изготовления оборудования, предназначенного для хранения и транспортировки сжиженного природного газа.

Известен способ изготовления стального листа с добавлением никеля, включающий изготовление сляба из никельсодержащей стали, его нагрев до температуры 1250-1380°С, выдержку в течение 8-50 часов, последующую горячую прокатку с регулированием температуры перед конечным проходом 800-1200°С, последующее воздушное охлаждение до 300°C, нагрев раската до 900-1270°С, последующую горячую прокатку раската с регулированием температуры перед конечным проходом 660-900°С, охлаждение, повторный нагрев до температуры 780-900°С, термообработку готового листа путем нагрева до температуры 600-750°С с последующим охлаждением, после чего лист повторно нагревают до температуры 500-650°С и производят окончательное охлаждение. Сталь имеет следующий состав: 0,03-0,10% С; 0,02-0,40% Si; 0,3-1,2% Mn; 5,0-7,5 Ni; 0,4-1,5% Cr; 0,02-0,4% Мо; 0,01-0,08% Al; 0,0001-0,0050% TO; P≤0,01%; S≤0,0035%; N≤0,007%; по меньшей мере один из элементов: Cu≤1,0%; Nb≤0,05%; Ti≤0,05%; V≤0,05%; В≤0,05%; Ca≤0,004%; Mg≤0,004%; а также REM≤0,004%, Fe и неизбежные примеси – остальное (Патент JP 4975888, 20.04.2012 г.).

Наиболее близким по технической сущности является способ производства проката с превосходной прочностью и низкотемпературной ударной вязкостью, включающий изготовление сляба из никельсодержащей стали, его нагрев до 1100-1350°C, горячую прокатку с температурой конца прокатки 800-950°С, последующее охлаждение, повторный нагрев и выдержку в течение не менее 30 минут при температуре 600-750°C. Сталь имеет следующий состав 0,01-0,10% C, 0,01-0,50% Si, 0,3-1,8% Mn, 0,05-0,50% Mo, 7,5-10,5% Ni, 0,01-0,07% Al, P≤0,010%, S≤0,010%, один или несколько элементов группы: Cu≤0,50%, Cr<0,50%, 0,005-0,05% Ti, Fe и неизбежные примеси – остальное (Патент JP 4039268, 30.01.2008 г.).

Недостатком известной стали являются нестабильный уровень прочностных характеристик (предел текучести, предел прочности), не удовлетворяющий требованиям Европейского стандарта EN 10028-4 для никелевых сталей (предел текучести не менее 585МПа при толщине ≤ 30 мм, не менее 575МПа при толщине от 30 до 50 мм и предел прочности 690-820 МПа).

Технический результат изобретения – получение высокопрочной криогенной стали, обладающей улучшенным комплексом механических свойств, характеризующихся высокими значениями ударной вязкости (в диапазоне температур до минус 196°С), при сохранении высоких прочностных характеристик, удовлетворяющих требования EN 10028-4.

Технический результат достигается тем, что способ производства горячекатаных листов из криогенной стали включает нагрев непрерывнолитой заготовки до температуры 1100-1250°С, ее черновую прокатку при температуре не ниже 950°С на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за рабочий проход не менее 10%, чистовую прокатку начинают при температуре проката 850-920°С и заканчивают при температуре 760-830°С, последующее охлаждение на воздухе, далее листы нагревают до температуры 770-830°С и подвергают ускоренному охлаждению, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Технический результат достигается также тем, что после нагрева до температуры 770-830°С листы ускоренно охлаждают в роликозакалочной машине или баке. Листы нагревают до температуры 770-830°С с выдержкой не менее 2 мин/мм.

Во втором варианте изобретения технический результат достигается тем, что способ производства горячекатаных листов из криогенной стали заключается в том, что осуществляют нагрев непрерывнолитой заготовки до температуры 1100-1250°С, ее черновую прокатку при температуре не ниже 950°С на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за рабочий проход не менее 10%, чистовую прокатку начинают при температуре проката 850-920°С и заканчивают при температуре 760-830°С, последующее ускоренное охлаждение, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Технический результат также достигается тем, что листы нагревают до температуры 520-620°С с выдержкой не более 5 мин/мм. После ускоренного охлаждения проводят промежуточную термообработку путем нагрева листов до температуры 640-680°С и ускоренного охлаждения с выдержкой не менее 1 мин/мм. Ускоренное охлаждение осуществляют в роликозакалочной машине или баке.

Технический результат достигается тем, что непрерывнолитая заготовка выполнена из стали, содержащей 0,03-0,10% C; Si ≤0,45%; 0,20-0,80% Mn; 0,02-0,06% Al; Cr ≤ 0,20%; 6,5-11,0% Ni; Cu ≤ 0,20%; Nb ≤ 0,020%; Ti ≤ 0,020%; V < 0,020%; Mo < 0,30%; S ≤ 0,005%; P ≤ 0,010%; N ≤ 0,010%; B ≤ 0,008%; Sn ≤ 0,015%; Sb ≤ 0,015%; As < 0,005%; Fe и неизбежные примеси – остальное. Сталь может дополнительно содержать Ca < 0,003%; РЗМ < 0,005%.

Технический результат достигается тем, что сталь имеет преимущественно структуру отпущенного мартенсита с содержанием остаточного аустенита не менее 5%, а средний балл неметаллических включений по каждому виду включений в стали не превышает 2,5.

Для получения высокой хладостойкости при криогенных температурах при сохранении достаточного уровня прочностных характеристик необходимо оптимизировать технологические режимы производства и химический состав стали, соблюдать требуемый уровень неметаллических включений в стали, а также иметь структуру, обеспечивающую одновременную вязкость и жесткость стали.

Аустенизацию непрерывнолитых заготовок производят до температуры 1100-1250°C, позволяющей полностью растворить карбиды, насытить твердый раствор легирующими элементами и избежать чрезмерного роста аустенитного зерна. При пониженном температурном диапазоне нагрева заготовок под прокатку (ниже 1100°C) карбиды плохо растворяются в аустените, равномерность нагрева металла по сечению сляба не обеспечивается, что в результате всего этого ведет к анизотропии свойств в горячекатаном прокате. При выборе более высоких температур нагрева (выше 1250°C) непрерывнолитых заготовок происходит аномальный рост аустенитных зерен, что негативно сказывается на пластических и вязких свойствах металлопроката.

Предварительная высокотемпературная деформация (черновая прокатка) не ниже 950°С с заявленными обжатиями на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового проката, интенсифицирует процессы рекристаллизации деформированного аустенита, способствуя получению мелкодисперсного аустенитного зерна. Кроме того, регламентация обжатий не менее 10% позволяет в процессе динамической рекристаллизации сформировать мелкодисперсную карбидную фазу, предотвращающую прохождение собирательной рекристаллизации, и обеспечить измельчение структуры по всей толщине.

При обжатии за проход на черновой стадии прокатки менее 10% вследствие неравномерности деформации по толщине листа формируется неоднородная зеренная структура и наблюдается плохая проработка центральных слоев раската. А отклонение от толщины раската (менее 2 крат) приведет к невозможности достижения выше перечисленных преимуществ.

Чистовую прокатку начинают при температуре 850-920°C, что способствует формированию мелкодисперсной структуры листового проката и благоприятно сказывается на обеспечении требуемого комплекса прочностных и вязких характеристик металлопроката.

При температуре начала чистовой прокатки выше 920°С происходит формирование более крупного размера зерна, а также не обеспечивается заданный интервал температуры конца чистовой прокатки. При температуре начала чистовой прокатки ниже 850°С невозможно вести прокатку с максимальными единичными обжатиями за проход ввиду ограничения по энергосиловым параметрам.

Применение окончательной деформации при температуре 760-830°С обеспечивает формирование мелкозернистой структуры с равномерно распределенной мелкодисперсной карбидной структурой. При температуре конца чистовой прокатки более 830°С возрастает неравномерность размеров аустенитных зерен, в следствие чего снижаются вязкие и прочностные свойства листового проката. А температура конца чистовой прокатки менее 760°С приводит к формированию анизотропной микроструктуры заявляемого состава стали, падению ударной вязкости ниже допустимого уровня.

Последующее охлаждение на спокойном воздухе позволяет обеспечить выравнивание температуры проката, как на поверхности, так и в его центральных частях.

После охлаждения на воздухе допускается нагрев листов до температуры 770-830°С с выдержкой не менее 2 мин/мм и последующее ускоренное охлаждение. При температуре нагрева более 830°С, как указывалось выше, возрастает неравномерность размеров аустенитных зерен, в следствие чего снижаются вязкие и прочностные свойства листового проката. А температура нагрева менее 770°С приводит к формированию анизотропной полосчатой микроструктуры заявляемого состава стали, падению ударной вязкости ниже допустимого уровня. Выдержка менее 2 мин/мм не обеспечит необходимую растворимость карбидных фаз, что приведет к неоднородности структуры по всему сечению проката.

После нагрева до температуры 770-830°С листы ускоренно охлаждают в роликозакалочной машине или баке. При данном охлаждении формируется преимущественно низкоуглеродистый мартенсит, характеризующийся высокой прочностью проката.

После ускоренного охлаждения можно проводить промежуточную термообработку путем нагрева листов до температуры 640-680°С с выдержкой не менее 1 мин/мм и ускоренное охлаждение в роликозакалочной машине или баке. Сформированная микроструктура, состоящая из матрицы низкоуглеродистого мартенсита и вторичных фаз в виде «островков» остаточного аустенита, дает возможность получить листовой прокат высокой прочности и высокой хладостойкости.

После чего листы нагревают до температуры 520-620°С с выдержкой не более 5 мин/мм и охлаждают на воздухе до комнатной температуры обеспечивая тем самым однородную отпущенную структуру и соответственно, весь комплекс требуемых физико-механических свойств готового металлопроката. Превышение по температуре выше 620°С и выдержки более 5 мин/мм приведет к снижению прочностных характеристик, а снижение температуры менее 520°С – к недостаточной пластичности стали.

Углерод в заявляемой стали определяет прочностные свойства. При содержании углерода ниже 0,03%, он не обеспечивает достаточной твердости мартенсита после закалки и, следовательно, прочности, при содержании выше 0,10% после отпуска происходит образование избыточного количества карбидной фазы, которая чрезмерно упрочняет сталь и за счет этого снижает хладостойкость.

Кремний является упрочняющим сталь химическим элементом, однако он может оказывать неблагоприятное влияние на уровень ударной вязкости, поэтому его максимальное содержание ограничено 0,45%.

Марганец повышает прочностные характеристики стали, незначительно снижая ее пластические свойства, улучшает прокаливаемость стали, способствует получению остаточного аустенита.

Содержание марганца менее 0,20% снижает количество остаточного аустенита, что негативно отразится на свойствах материала. При увеличении концентрации марганца более 0,80% понижается уровень ударной вязкости, ухудшается свариваемость стали.

Алюминий применяется для раскисления жидкой стали, он способствует измельчению зерна, уменьшает склонность стали к старению и повышает ударную вязкость при низких температурах. Содержание алюминия более 0,06% приводит к не оправданному перерасходу алюминия на легирование и увеличению количества неметаллических включений. При содержании растворенного алюминия менее 0,02% его концентрация оказывается недостаточной для внесения вклада в характеристики стали, и механические свойства горячекатаных листов ухудшаются.

Никель является основным легирующим элементом, повышающим хладостойкость при температуре до -196°С. Содержание никеля 6,5-11,0% обеспечивает необходимое содержание остаточного аустенита (не менее 5%) для получения высокой хладостойкости при температуре до -196°С. При этом влияние никеля на свариваемость стали является минимальным.

Содержание хрома и меди не более 0,20% каждого, а также молибдена не более 0,30% повышают прочностные характеристики проката. Легирование данными элементами свыше заявленных концентраций снижают пластичность и вязкость стали и экономически такое применение не целесообразно.

Ниобий, титан, ванадий являются сильными карбонитридообразующими элементами. Содержание этих элементов в количестве не более 0,02% каждый не дает образоваться избыточному количеству карбидов и карбонитридов, которые снижают хладостойкость. Аналогичное влияние оказывает азот при содержании не более 0,010%.

Содержание бора не более 0,008%, олова и сурьмы не более 0,015%, мышьяка до 0,005%, а также содержание серы не более 0,005%, фосфора не более 0,010% позволяет избежать отпускной хрупкости, что в свою очередь увеличивает хладостойкость стали.

Кальций вводят для модификации неметаллических включений на основе оксидов алюминия и магния. Содержание кальция выше 0,003% приведет к образованию большого количества включений – алюминатов кальция, что также отрицательно отразится на хладостойкости. Содержание кальция в заявленных пределах обеспечивает глубокую десульфурацию и получение сульфидов глобулярной формы, что способствует повышению уровня ударной вязкости при низких температурах.

Введение в сталь редкоземельных металлов (РЗМ) приводит к модифицированию неметаллических включений, измельчению структуры стали и к улучшению ее пластических характеристик. Повышение содержания РЗМ в стали выше 0,005% является экономически нецелесообразным.

Сталь имеет преимущественно структуру отпущенного мартенсита с содержанием остаточного аустенита не менее 5%. Содержание в структуре остаточного аустенита в количестве не менее 5% обеспечивает получение требуемых механических свойств стали (ударной вязкости).

Обеспечение среднего балла неметаллических включений в стали не более 2,5 позволяет добиться улучшения комплекса механических свойств стали: предела прочности, текучести и удлинения.

Пример реализации.

Предложенный способ производства горячекатаных листов из конструкционной криогенной стали был реализован в ПАО «Северсталь».

Пример 1.

Из стали, содержащей С=0,055%; Si=0,39%; Mn=0,69%; P=0,009%; S=0,004%; Cr=0,18%; Ni=9,4%; Cu=0,071%; Al=0,035%; N=0,008%; Мо=0,006%; V=0,005%; Nb=0,002%; Ti=0,010%; As=0,003%; Sn=0,004%; Sb=0,001%; B=0,0003%; Ca=0,002%; РЗМ=0,003%; Fe и неизбежные примеси – остальное. Состав полученной легирующей композиции полностью соответствовал заявленному содержанию элементов.

Непрерывнолитую заготовку толщиной 190 мм нагревали в методической печи до температуры 1200°С, при этом происходила аустенизация криогенной стали указанного состава, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. После выдачи заготовки из печи осуществляли ее черновую прокатку на реверсивном стане 2800. Температура начала черновой прокатки составила 960°С. Черновую прокатку проводили до толщины промежуточного подката 70 мм, равной 3,5 толщины готового листа. При этом величина частных относительных обжатий в рабочих проходах черновой прокатки составляла 10%-12%.

Начало чистовой прокатки осуществляли при температуре 860°С, а окончание – при 780°С до получения листового проката толщиной 20 мм. После прокатки листы передавали на термический участок для замедленного охлаждения с целью формирования целевой микроструктуры, что соответствует заявленному способу.

Далее листы нагревали до температуры 790°С с выдержкой при температуре нагрева 2 мин/мм. После чего листы ускоренно охлаждались в роликозакалочной машине (РЗМ).

После ускоренного охлаждения листы нагревали до температуры 530°С с выдержкой при температуре нагрева 5 мин/мм и охлаждали на спокойном воздухе до комнатной температуры.

Пример 2.

Из стали, содержащей С=0,037%; Si=0,15%; Mn=0,73%; P=0,003%; S=0,003%; Cr=0,034%; Ni=7,4%; Cu=0,089%; Al=0,027%; N=0,006%; Мо=0,290%; V=0,015%; Nb=0,002%; Ti=0,0028%; Sn=0,003%; Sb=0,004%; B=0,0002%; Ca=0,001%; РЗМ=0,008%; Fe и неизбежные примеси – остальное. Состав полученной легирующей композиции полностью соответствовал заявленному содержанию элементов.

Непрерывнолитую заготовку толщиной 315 мм нагревали в методической печи до температуры 1150°С, при этом происходила аустенизация криогенной стали указанного состава, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. После выдачи заготовки из печи осуществляли ее черновую прокатку на реверсивном стане 5000. Температура начала черновой прокатки составила 1100°С. Черновую прокатку проводили до толщины промежуточного подката 140 мм, равной 2 толщины готового листа. При этом величина частных относительных обжатий в рабочих проходах черновой прокатки составляла 10-15%.

Начало чистовой прокатки осуществляли при температуре 920°С, а окончание – при 800°С до получения листового проката толщиной 70 мм. После прокатки листы ускоренно охлаждались в закалочном баке, с целью формирования целевой микроструктуры, что соответствует заявленному способу.

Далее листы нагревали до температуры 560°С с выдержкой при температуре нагрева 6 мин/мм и охлаждали на спокойном воздухе до комнатной температуры.

Пример 3.

Из стали, содержащей С=0,098%; Si=0,25%; Mn=0,26%; P=0,009%; S=0,004%; Cr=0,044%; Ni=10,6%; Cu=0,178%; Al=0,024%; N=0,007%; Мо=0,030%; V=0,002%; Nb=0,012%; Ti=0,0022%; As=0,004%; Sn=0,005%; Sb=0,009%; B=0,0003%; Fe и неизбежные примеси – остальное. Состав полученной легирующей композиции полностью соответствовал заявленному содержанию элементов.

Непрерывнолитую заготовку толщиной 315 мм нагревали в методической печи до температуры 1180°С, при этом происходила аустенизация криогенной стали указанного состава, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. После выдачи заготовки из печи осуществляли ее черновую прокатку на реверсивном стане 5000. Температура начала черновой прокатки составила 1150°С. Черновую прокатку проводили до толщины промежуточного подката 120 мм, равной 3 толщины готового листа. При этом величина частных относительных обжатий в рабочих проходах черновой прокатки составляла 10%-15%.

Начало чистовой прокатки осуществляли при температуре 910°С, а окончание – при 800°С до получения листового проката толщиной 40 мм. После прокатки листы передавали на термический участок для замедленного охлаждения с целью формирования целевой микроструктуры, что соответствует заявленному способу.

Далее листы нагревали до температуры 800°С с выдержкой при температуре нагрева 3 мин/мм. После чего листы ускоренно охлаждались в РЗМ.

После укоренного охлаждения листы подвергались промежуточной термической обработке путем нагрева листов до температуры 660°С с выдержкой при температуре нагрева 1 мин/мм и ускоренного охлаждения в РЗМ.

После ускоренного охлаждения листы снова нагревали до температуры 610°С с выдержкой при температуре нагрева 4,5 мин/мм и охлаждали на спокойном воздухе до комнатной температуры.

В таблице представлены показатели механических и эксплуатационных свойств, а также параметры микроструктуры горячекатаных листов, произведенных по приведенным выше технологиям.

Механические свойства готового проката определяли на поперечных образцах. Температурно-деформационный режим прокатки в совокупности с последующей термической обработкой обеспечили получение структуры, состоящей преимущественно из отпущенного мартенсита с содержанием остаточного аустенита, которая обеспечивает высокий уровень прочностных, пластических характеристик и хорошую вязкость стали при криогенных температурах.

Таблица

Механические и эксплуатационные свойства и результаты металлографических исследований горячекатаных термообработанных листов

Наименование параметра Пример 1 Пример 2 Пример 3 Толщина листа, мм 20 70 40 Предел прочности, МПа 760 720 790 Предел текучести, МПа 730 690 750 Относительное удлинение, % 21 24 22 KV-196°C, Дж 200 130 180 Содержание остаточного аустенита, % 7 8 10 Средний размер неметаллических включений, балл 2,0 1,5 2,0

Таким образом, предложенный способ производства позволяет получать высокопрочную конструкционную криогенную сталь толщиной до 70 мм, обладающую улучшенным комплексом механических свойств, характеризующихся высокими значениями ударной вязкости (в диапазоне температур до минус 196°С), при сохранении высоких прочностных характеристик, удовлетворяющих требования EN 10028-4, что позволяет использовать сталь для изготовления внутренней оболочки резервуаров сжиженного природного газа.

Похожие патенты RU2759106C1

название год авторы номер документа
Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К60 толщиной до 40 мм 2018
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Сычев Олег Николаевич
  • Липин Виталий Климович
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Чебыкин Михаил Павлович
  • Никонов Сергей Викторович
  • Мишнев Петр Александрович
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Гаврилова Анастасия Геннадьевна
RU2675891C1
Способ производства штрипсового проката толщиной 10-40 мм для изготовления прямошовных труб большого диаметра, эксплуатируемых в условиях экстремально низких температур 2021
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Мишнев Петр Александрович
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Липин Виталий Климович
  • Гелевер Дмитрий Георгиевич
  • Антипов Игорь Владимирович
RU2760014C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ КЛАССА ПРОЧНОСТИ К60 ДЛЯ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ПРЯМОШОВНЫХ ТРУБ 2015
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Корчагин Андрей Михайлович
  • Сычев Олег Николаевич
  • Михеев Вячеслав Викторович
RU2613265C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2015
  • Сычев Олег Николаевич
  • Попова Светлана Дмитриевна
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Таланов Олег Петрович
RU2581696C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2016
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Корчагин Андрей Михайлович
  • Ваурин Виталий Васильевич
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Смелов Антон Игоревич
RU2633684C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ АТОМНОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ 2015
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Сычев Олег Николаевич
  • Чибриков Сергей Константинович
RU2606357C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ 2020
  • Балашов Сергей Александрович
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Смелов Антон Игоревич
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Липин Виталий Климович
  • Попков Антон Геннадьевич
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Гаврилова Анастасия Геннадьевна
RU2737690C1
Способ производства горячекатаных листов из высокопрочной стали 2017
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Городецкий Вячеслав Игоревич
  • Сычев Олег Николаевич
  • Смелов Антон Игоревич
  • Корчагин Андрей Михайлович
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Ваурин Виталий Васильевич
RU2652281C1
Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб с высокой деформационной способностью 2022
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Липин Виталий Климович
  • Гелевер Дмитрий Георгиевич
  • Мишнев Петр Александрович
  • Антипов Игорь Владимирович
  • Матросов Максим Юрьевич
RU2790840C1
Способ производства низколегированного рулонного проката категории прочности С390П 2021
  • Юлов Владимир Николаевич
  • Глухов Павел Александрович
  • Мезин Филипп Иосифович
  • Комиссаров Александр Александрович
  • Тихонов Сергей Михайлович
  • Кузнецов Денис Валерьевич
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Шульга Екатерина Викторовна
  • Пехотиков Андрей Владимирович
RU2781928C1

Реферат патента 2021 года Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали (варианты)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству толстых листов из особо хладостойких конструкционных сталей, используемых для изготовления оборудования, предназначенного для хранения и транспортировки сжиженного природного газа. Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали включает нагрев непрерывнолитых заготовок, их черновую прокатку, чистовую прокатку и охлаждение. Непрерывнолитые заготовки получают из стали, содержащей, мас. %: C 0,03-0,10, Si не более 0,45, Mn 0,20-0,80, Al 0,02-0,06, Cr не более 0,20, Ni 6,5-11,0, Cu не более 0,20, Nb не более 0,020, Ti не более 0,020, V не более 0,02, Mo не более 0,30, S не более 0,005, P не более 0,010, N не более 0,010, B не более 0,008, Sn не более 0,015, Sb не более 0,015, As до 0,005, Ca до 0,003 и/или РЗМ до 0,005, Fe и неизбежные примеси – остальное. Осуществляют нагрев непрерывнолитых заготовок до температуры 1100-1250°С, их черновую прокатку при температуре не ниже 950°С на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за проход не менее 10%, чистовую прокатку начинают при температуре проката 850-920°С и заканчивают при температуре 760-830°С, проводят последующее ускоренное охлаждение, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Во втором варианте осуществления способа после прокатки последующее охлаждение от температуры 760-830°С проводят на воздухе, далее листы нагревают до температуры 770-830°С и подвергают ускоренному охлаждению, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Обеспечивается получение высокопрочной криогенной стали, обладающей улучшенным комплексом механических свойств, характеризующихся высокими значениями ударной вязкости в диапазоне температур до минус 196°С, при сохранении высоких прочностных характеристик. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 759 106 C1

1. Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали, включающий нагрев непрерывнолитых заготовок, их черновую прокатку, чистовую прокатку и охлаждение, отличающийся тем, что непрерывнолитые заготовки получают из стали, содержащей, мас. %:

C 0,03-0,10

Si не более 0,45

Mn 0,20-0,80

Al 0,02-0,06

Cr не более 0,20

Ni 6,5-11,0

Cu не более 0,20

Nb не более 0,020

Ti не более 0,020

V не более 0,020

Mo не более 0,30

S не более 0,005

P не более 0,010

N не более 0,010

B не более 0,008

Sn не более 0,015

Sb не более 0,015

As до 0,005

Ca до 0,003 и/или РЗМ до 0,005

Fe и неизбежные примеси - остальное,

осуществляют нагрев непрерывнолитых заготовок до температуры 1100-1250°С, их черновую прокатку при температуре не ниже 950°С на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за проход не менее 10%, чистовую прокатку начинают при температуре проката 850-920°С и заканчивают при температуре 760-830°С, последующее охлаждение проводят на воздухе, далее листы нагревают до температуры 770-830°С и подвергают ускоренному охлаждению, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после нагрева до температуры 770-830°С листы ускоренно охлаждают в роликозакалочной машине или баке.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листы нагревают до температуры 770-830°С с последующей выдержкой не менее 2 мин/мм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сталь имеет преимущественно структуру отпущенного мартенсита с содержанием остаточного аустенита не менее 5%.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средний балл неметаллических включений в стали не превышает 2,5 по каждому типу включения.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листы нагревают до температуры 520-620°С с последующей выдержкой не более 5 мин/мм.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после ускоренного охлаждения проводят промежуточную термическую обработку путем нагрева листов до температуры 640-680°С и последующего ускоренного охлаждения.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что нагрев листов до температуры 640-680°С проводят с последующей выдержкой не менее 1 мин/мм.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что ускоренное охлаждение осуществляют в роликозакалочной машине или баке.

10. Способ производства горячекатаных листов из криогенной стали, включающий нагрев непрерывнолитых заготовок, их черновую прокатку, чистовую прокатку и охлаждение, отличающийся тем, что непрерывнолитые заготовки получают из стали, содержащей, мас. %:

C 0,03-0,10

Si не более 0,45

Mn 0,20-0,80

Al 0,02-0,06

Cr не более 0,20

Ni 6,5-11,0

Cu не более 0,20

Nb не более 0,020

Ti не более 0,020

V не более 0,020

Mo не более 0,30

S не более 0,005

P не более 0,010

N не более 0,010

B не более 0,008

Sn не более 0,015

Sb не более 0,015

As до 0,005

Ca до 0,003 и/или РЗМ до 0,005

Fe и неизбежные примеси - остальное,

осуществляют нагрев непрерывнолитых заготовок до температуры 1100-1250°С, их черновую прокатку при температуре не ниже 950°С на толщину, составляющую не менее 2 толщин готового листа, с относительными обжатиями за рабочий проход не менее 10%, чистовую прокатку начинают при температуре проката 850-920°С и заканчивают при температуре 760-830°С, проводят последующее ускоренное охлаждение, после чего листы нагревают до температуры 520-620°С и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что сталь имеет преимущественно структуру отпущенного мартенсита с содержанием остаточного аустенита не менее 5%.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что средний балл неметаллических включений в стали не превышает 2,5 по каждому типу включения.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что листы нагревают до температуры 520-620°С с последующей выдержкой не более 5 мин/мм.

14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что после ускоренного охлаждения проводят промежуточную термическую обработку путем нагрева листов до температуры 640-680°С и последующего ускоренного охлаждения.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что нагрев листов до температуры 640-680°С проводят с последующей выдержкой не менее 1 мин/мм.

16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что ускоренное охлаждение осуществляют в роликозакалочной машине или баке.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2759106C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2012
  • Скорохватов Николай Борисович
  • Сосин Сергей Владимирович
  • Корчагин Андрей Михайлович
  • Мишнев Петр Александрович
  • Тихонов Сергей Михайлович
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Голованов Александр Васильевич
  • Сабреев Дмитрий Валерьевич
RU2495142C1
JP 4039268 B2, 30.01.2008
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАЛЬНОГО ПРОКАТА НА РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ 2020
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Барабошкин Кирилл Алексеевич
  • Киселев Даниил Александрович
  • Кузнецов Денис Валерьевич
  • Тихонов Сергей Михайлович
  • Серов Геннадий Владимирович
RU2745831C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ КЛАССА ПРОЧНОСТИ К60 2012
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Голубчик Эдуард Михайлович
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Стеканов Павел Александрович
  • Кравченко Павел Александрович
RU2479639C1
US 20160017466 A1, 21.01.2016
US 20190106759 A1, 11.04.2019.

RU 2 759 106 C1

Авторы

Ваурин Виталий Васильевич

Митрофанов Артем Викторович

Вархалева Татьяна Сергеевна

Якушев Сергей Германович

Мишнев Петр Александрович

Адигамов Руслан Рафкатович

Мезин Филипп Иосифович

Нечаев Николай Валентинович

Федотов Евгений Сергеевич

Рябков Василий Алексеевич

Даты

2021-11-09Публикация

2020-11-24Подача