Способ производства холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали Российский патент 2024 года по МПК B21B1/22 B21B37/46 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления ленточного проката из жаропрочных нержавеющих сталей.

Известен способ холодной прокатки из нержавеющей жаропрочной стали, включающий подготовительные операции, холодную прокатку заготовки, промежуточную и заключительную термообработки, отделочные операции. В зависимости от толщины и прочностных характеристик стали холодную прокатку осуществляют за один или за большее число переделов. При двух и более переделах осуществляют промежуточную термическую обработку и очистку поверхности от окалины (см. Технология производства проката Шефтель Н.И. М.: Металлургия, 1976, С. 526-528).

Недостатком данного способа является то, что при холодной прокатке нержавеющей стали при данных технологических режимах прокатки невозможно достичь уровня технологической пластичности металла, который позволил бы сократить технологический цикл производства.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ холодной прокатки из нержавеющей жаропрочной стали, включающий прокатку полосы в несколько проходов при одинаковых окружных скоростях валков до суммарной степени деформации 57% и последующую прокатку полос с суммарной степенью деформации выше 57% до конечного размера с рассогласованием окружных скоростей рабочих валков в диапазоне от единицы до значения коэффициента вытяжки в проходе. (см. А.С. №1093368).

Недостатком данного способа является то, что при холодной прокатке нержавеющей стали при данных технологических режимах прокатки невозможно достичь уровня технологической пластичности металла, который позволил бы сократить технологический цикл производства.

Техническая проблема заключается в повышении технологической пластичности заготовки из нержавеющей стали, что позволит сократить технологический цикл при обеспечении требуемых параметров качества.

Технический результат, обеспечивающий решение проблемы, заключается в усовершенствовании технологического процесса изготовления проката из нержавеющей стали за счет повышения технологической пластичности металла вследствие больших сдвиговых деформаций при асимметричной холодной прокатке, что позволит сократить цикл ее производства.

Поставленная проблема решается тем, что в способе производства холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали, включающем подготовительные операции, холодную прокатку заготовки, согласно изменению, осуществляют холодную прокатку от пяти до семи проходов с суммарным обжатием 50-75%, причем в первом и втором проходах осуществляют асимметричную прокатку при соотношении окружных скоростей валков: V₂/V₁=1,2-1,7, где V₂ - окружная скорость нижнего валка, V₁ - окружная скорость верхнего валка, а в последующих проходах проводят симметричную прокатку.

В заявляемом способе окружные скорости валков, задаваемые из соотношения, суммарная степень деформации, приведенные в формуле изобретения, позволяют создать необходимые условия в очаге деформации, способствующие значительным сдвиговым деформациям в металле при асимметричной холодной прокатке. Это позволит повысить технологическую пластичность металла и сократить технологический цикл производства листа и ленты из жаропрочной нержавеющей стали.

Осуществлять холодную прокатку при использовании асимметричной прокатки с рассогласованием их окружных скоростей менее чем в 1,2 раза нецелесообразно, так как при этом снижается интенсивность сдвиговой деформации и не происходит достаточного фрагментирования структуры металла, а следовательно, это приведет к снижению технологической пластичности и невозможности сокращения технологического цикла.

При рассогласовании окружных скоростей более чем в 1,7 раз будет происходить разогрев заготовки, и как следствие нагрев валков и эмульсии, что приведет к изменению технологических режимов и появлению брака в виде трещин.

Применение суммарного обжатия менее 50% нецелесообразно, поскольку достигаемая при этом технологическая пластичность металла может быть получена при симметричном режиме прокатки.

Применение суммарного обжатия более 75% нецелесообразно, поскольку достигаемая при этом технологическая пластичность металла недостаточная вследствие значительного упрочнения металла.

Совокупность признаков заявляемого способа позволяет обеспечить интенсификацию процесса фрагментирования зерен металла за счет действия больших сдвиговых деформаций в процессе асимметричной прокатки. Это позволит повысить технологическую пластичность и сократить технологический цикл производства листа и ленты из жаропрочных нержавеющих сталей.

Способ прокатки жаропрочной нержавеющей стали осуществляют следующим образом. Технологический процесс производства холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали включает подготовительные операции, холодную асимметричную прокатку заготовки за первые два прохода с последующей симметричной прокаткой в остальных проходах. В соответствии с формулой изобретения нижнему и верхнему валку в первом и втором проходах задают разные окружные скорости.

Примеры реализации способа.

Прокатку осуществляли на одноклетьевом стане асимметричной прокатки. Листовые заготовки из стали марки 20Х13 имели исходные размеры: толщина 3,0 мм, ширина 100 мм, длина 200 мм.

Заготовки подвергали предварительной термической обработке. Их нагревали до температуры 820-840°С с замедленным охлаждением садки. После термической обработки поверхность заготовок очищали от окалины. На дробеметных установках заготовку подвергали обработке дробью для предварительного разрыхления и частичного удаления окалины, после чего направляли в ванны с щелочным расплавом с температурой 540°С. Затем осуществляли промывку водой и помещали заготовки в кислотные ванны для травления в сернокислотном растворе при температурах 90-95°С, в который добавляли натриевую селитру. После промывки в горячей и холодной воде и сушки заготовку подвергали осмотру и в случае необходимости - зачистке поверхностных дефектов.

В ходе лабораторного эксперимента осуществляли прокатку по действующему режиму симметричной прокатки за два передела с суммарным обжатием 75%: пять проходов прокатки - первый передел и пять проходов прокатки - второй передел. Также осуществляли промежуточную термическую обработку и очистку поверхности от окалины перед вторым переделом по ранее описанным режимам.

В результате получили образец толщиной 0,8 мм.

Затем прокатывали заготовку из стали марки 20Х13 толщиной 3,0 мм за один передел, включающий пять проходов без промежуточной термообработки и очистки поверхности образца, с использованием асимметричной прокатки в первом и втором проходах с суммарным обжатием от 49% до 76%.

Предварительно осуществляли термообработку и очистку поверхности по ранее рассмотренным режимам.

Асимметрия создавалась за счет разницы окружных скоростей рабочих валков, которые задавали из соотношения V₂/V₁=1,2-1,7.

Были проведены 14 экспериментов, в которых осуществляли асимметричную прокатку в первом и втором проходах. Основные параметры асимметричной прокатки ленты представлены в таблице.

Результаты испытаний показали, что при суммарном обжатии на стане 50-75% и при прокатке за пять проходов при соотношении окружных скоростей валков:V₂/V₁=1,2-1,7 получали образец с требуемыми параметрами качества. Это обусловлено повышением технологической пластичности металла за счет создания условий для большой сдвиговой деформации при асимметричной прокатке.

Режимы симметричной прокатки не могут обеспечить получение лент требуемого качества при данном режиме прокатки.

Таким образом, совокупность заявляемых признаков способа позволяет обеспечить условия прокатки ленты с требуемыми показателями качества при сокращении технологического цикла.

Реализация указанного способа приведет к повышению технологической пластичности металла, что позволит сократить технологический цикл производства ленты из жаропрочной нержавеющей стали.

Таблица

№
эксперимента Соотношения скоростей,
V₁/V₂ Суммарное обжатие, % Примечание 1 1,45 49 применение асимметричного
процесса прокатки
технологически нецелесообразно 2 1,45 50 лента требуемого качества 3 1,45 60 лента требуемого качества 4 1,45 65 лента требуемого качества 5 1,45 70 лента требуемого качества 6 1,45 75 лента требуемого качества 7 1,45 76 появление трещин на ленте 8 1,19 60 появление трещин на ленте 9 1,20 60 лента требуемого качества 10 1,55 60 лента требуемого качества 11 1,70 55 лента требуемого качества 12 1,70 65 лента требуемого качества 13 1,71 50 появление трещин на ленте 14 1,71 60 появление трещин на ленте

Изобретение относится к способу производства холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали. Осуществляют холодную прокатку за 5-7 проходов с суммарным обжатием 50-75%. В первом и втором проходах осуществляют асимметричную прокатку при соотношении окружных скоростей валков: V₂/V₁=1,2-1,7, где V₂ - окружная скорость нижнего валка, V₁ - окружная скорость верхнего валка, а в последующих проходах проводят симметричную прокатку. В результате уменьшается число проходов при прокатке холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали. 1 табл., 1 пр.

Способ производства холоднокатаной ленты из жаропрочной нержавеющей стали, включающий подготовительные операции и холодную прокатку заготовки, отличающийся тем, что осуществляют холодную прокатку от пяти до семи проходов с суммарным обжатием 50-75%, причем в первом и втором проходах осуществляют асимметричную прокатку при соотношении окружных скоростей валков: V₂/V₁=1,2-1,7, где V₂ – окружная скорость нижнего валка, V₁ – окружная скорость верхнего валка, а в последующих проходах проводят симметричную прокатку.