Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы Советский патент 1989 года по МПК C21D8/00 

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии и электротехнической промышленности при производстве стальной полосы.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости полосы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На непрерывном широкополосовом стане горячей прокатки прокатывают полосовую сталь марок 08ПС (КП) - ЗПС (КП) толщиной 1,8-2,0 мм. Горячую прокатку полосы производят при следующих температурных режимах, С: Температура конца горячей прокатки750-800 Температура смотки в рулон 550-600

Окончание деформации-горячей прокатки при температуре (tKj,), близкой 750-800°С, приводит к повышению прочностных свойств полосы на 40- 50 МПа и пластичности за счет формирования однородной мелкозернистой структуры (по сравнению с традиционной горячей прокаткой при температуре конца горячей прокатки 840- 860°С).

После горячей прокатки стальную полосу подвергают травлению, затем очистке на агрегате непрерывного горячего цинкования (химическая очистка и термическое обезжиривание в окислительной или безокислительной атмосфере при 350-500°С), в котором происходит удаление с поверхности стали загрязнений, тонких окисных

Јь 00

СО

оэ

пленок. После этого на полосу наносят цинковое покрытие. Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 45-80%, В процессе холодной прокатки горячекатаной оцинкованной стальной полосы происходит холодная сварка сжатием стальной полосы с цинковым покрытием. При обжатии мене 45% не достигается требуемый высо -ий уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы.

При температуре термодиффузионХолоднокатаную оцинкованную стальную полосу подвергают термодиффузион- 15 кого отжига оцинкованной стальной ному отжигу в агрегатах непрерывного полосы более 440°С с выдержкой более действия при 600-660°С в течение 4 ч (в агрегатах периодического 10-60 с, а в агрегатах периодического действия) или более 660°С с выдерж- действкя - при 410-440°С в течение кой более 60 с (в агрегатах непре- ч. В результате термодиффузион- 20 рывного действия) в цинковом покры- ного отжига оцинкованной стальной по- тии образуются более хрупкие соеди- лосы происходят структурные изменения в стальной полосе и цинковом покрытии, В стальной основе формируется частичная рекристаллизованная полигоннзонения железоцинкового сплава и снижается прочность сцепления покрытия с основой из-за высокого содержания 25 железа в покрытии (более 30%).

ванная структура и сохраняется наклеп, полученный при холодной прокатке. Это в счою очередь обеспечивает высокий уровень предела текучести, временного сопротивления разрыву стальной полосы с достаточным ресурсом пластичности.

В цинковом покрытии (в процессе термообработки оцинкованной стальной полосы) увеличивается содержание железа до 20-30% в результате взаимной диффузии железа из стальной основы и цинка из внешнего слоя Ј-фазы и образуется дслезоцинковое соединение Fe-Zn,, состоящее из Г-фазы. Пок-- рытие из железоцинкового сплава () благодаря отсутствию узоров кристаллизации цинка сильно развитой поверхности (некоторой шероховатостью) , а также высокой твердости и повышенной температуре плавления обладает лучшей окрашиваемостыо и свариваемостью, Прочность сцепления покрытия с основой повышается за счет формирования однофазной мелкозернистой структуры железоцинкового соединения на базе Г-фазы.

При температуре термодиффузионного отжига оцинкованной стальной полосы менее 410 С с выдержкой менее 1 ч (в агрегатах периодического действия) или менее 600 С с выдержкой менее 10 с (в агрегате непрерывного

действия) не достигается требуемый уровень содержания железа в покрыти (не менее 20%), а также гомогенность структуры железоцинкового покрытия, обеспечивающие высокое качество покрытия (лучшая окрашива- емость, свариваемость, высокая коррозионная стойкость).

Кроме того, не происходит поли- тонизация, частичная рекристаллизация структуры стальной полосы и ресурс пластичности ее очень низкий.

При температуре термодиффузионкого отжига оцинкованной стальной полосы более 440°С с выдержкой боле 4 ч (в агрегатах периодического действия) или более 660°С с выдерж- кой более 60 с (в агрегатах непре- рывного действия) в цинковом покры- тии образуются более хрупкие соеди-

5 кого отжига оцинкованной стальной полосы более 440°С с выдержкой более 4 ч (в агрегатах периодического действия) или более 660°С с выдерж- кой более 60 с (в агрегатах непре- 0 рывного действия) в цинковом покры- тии образуются более хрупкие соеди-

0

5 0

нения железоцинкового сплава и снижается прочность сцепления покрытия с основой из-за высокого содержания 5 железа в покрытии (более 30%).

Кроме того, при температуре более 660°С с выдержкой более 60 с (в агрегатах непрерывного действия) происходит полная рекристаллизация стальной основы, тем самым высокий уровень предела текучести и твердости оцинкованной стальной полосы, полученной при холодной прокатке, не сохраняется.

В предлагаемом способе производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы могут применяться малоуглеродистые стали марок 08КП, 08Ю, 08ПС и другие по ГОСТ 9045-80, а также углеродистые стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71

Пример 1, Горячую прокатку стальной полосы марки 08КП осуществляют при следующих режимах: температура конца горячей прокатки 780- 800 С, температура смотки в рулон 560°С, толщина прокатанной полосы 1Э8 мм. Травление производят в агрегате непрерывного травления в растворе соляной кислоты.

Горячекатаную .травленую полосу толщиной 1S8 мм подвергают химической очистке в горячих щелочных растворах с последующей струйной промывкой в горячей воде, сушке л оцин- кованию ка агрегате непрерывного горячего цинкования.

Химическую очистку поверхности полосы осуществляют в ванне замочки

5

0

5

с 15,2 г/л и 14,7 г/л NaOH (моющие растворы) при температуре раствора 89 С, а также в щеточно-мо- ечной машине с 4,0 г/л и 3,0 г/л NaOH при температуре раствора 88°С.

После химической очистки наносят цинковое покрытие толщиной 20 мкм.

Затем горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 66%: толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,6 мм, а толщина цинкового покрытия 8,0 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергают термодиффузионному отжигу в защитной атмосфере: температура полосы при термообработке 600°С, скорость нагрева 25 град/с скорость охлаждения 15 град/с. После термообработки цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение Fe-Zn. Соединение железа в покрытии составляет 20%.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинково- го сплава: 360 МПа; CJB 420 МП 27%, прочность сцепления покрытия (загиб на 180 ) хорошая, шероховатость поверхности (Ra) 4,0 мкм.

Пример 2. Горячую прокатку стальной полосы марки 1КП осуществляют при следующих режимах: температура конца горячей прокатки 750- 780°С, температура смотки в рулон 580°С, толщина прокатанной полосы 1,8 мм.

Травление производят аналогично примеру 1.

Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм подвергают химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1, а затем на полосу наносят цинковое покрытие толщиной 20 мкм на агрегате непрерывного горячего цинкования.

Затем горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 70%: толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,43 мм, а толщина цинкового покрытия 7 мкм.

Поспе холодной прокатки оцинкованную стальную полосу подвергают термодиффузионному отжигу в защитной атмосфере: температура полосы при отжиге 660 С, скорость нагрева 30 град/ с, время выдержки 10 с,

,

; 4829616

скорость охлаждения 30 град/с. После термбдиффузионного отжига цинковое покрытие превращается в железо- цинковое соединение Fe-Zn. Содержание железа в покрытии 26%.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из келезоцинкового сплава: Ст 340 КПа; СГЬ 400 МПа/

10 30%j прочность сцепления покрытия (загиб на 180 ) хорошая.

Пример 3. Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм из стали марки 08КП подвергают химичес15 кой очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1, а затем на полосу наносят цинковое покрытие толщиной 22 мкм на агрегате непрерывного горячего цинкования.

20 Горячекатаную оцинкованную стальную полос} подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 65%: толщина прокатанной полосы 0,7 мм, а толщина цинкового покрытия 8 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергают термодиффузионному отжигу по двум режимам в колпаковых печах.

Первый режим: температура полосы

30 при термообработке 410 С, скорость нагрева 60 град/ч; время выдержки 4 ч; скорость охлаждения: под муфелем охлаждают до 80°С, затем на воздухе,

35 Второй режим: температура полосы

25

при термообработке 440 С, скорость нагрева 70 град/ч, время выдержки 1 ч, скорость охлаждения: под муфелем - до 80 С, затем на воздухе.

40 После термодиЛфузионкого отжига цин- козое покрытие превращается в железо- цинковое соединение -Fe-Zn.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинкового

45 сплава после отжига.

Первый режим: 670 МПа, G6 730 МПа; $4- 8%, содержание железа в покрытии 21%, прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб

50 на 180°), шероховатость поверхности (Rq) 4,0 мкм,

Второй режим: Сэт 670 МПа; ( 730 МПа, Sq 8%, сопержание железа в покрытии 25%, прочность сцепления

55 покрытия с основой хорошая (загиб на 180°), шероховатость поверхности (Rfl) 3 мкм.

В таблице показано преимущество предлагаемого способа высокопрочной

оцинкованной стальной полосы по сравнению с известным.

Предлагаемый способ повышает так- же качество покрытия:

повышается прочность сцепления покрытия с основой за счет формирования однофазной структуры железо- цинкового соединения на базе Г-фазы;

улучшается адгезия к лакокрасочным покрытиям (благодаря сильно развитой поверхностью и некоторой шероховатостью) и свариваемость за счет повышения температуры плавления же- лезоцинкового покрытия на основе Г-фазы.

Формула изобретения

Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы, включающий горячую прокатку, травление, очистку, нанесение цинкового покрытия, холодную прокатку, отжиг в агрегатах непрерывного и периодическог действия, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости полосы, отжиг в агрегатах непрерывного действия проводят при 600-660 С в течение 10- 60 с, а в агрегатах периодического действия - при 410-440°С в течение 1-4 ч.

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использоавно в черной металлургии и электротехнической промышленности при производстве стальной полосы. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости полосы. Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы включает горячую прокатку, травление, очистку, нанесение цинкового покрытия, холодную прокатку, термодиффузионный отжиг оцинкованной стальной полосы. Повышение качества цинкового покрытия достигается за счет новых режимов термодиффузионного отжига оцинкованной стальной полосы в агрегатах непрерывного действия при 600-660°С в течение 10-60 с, а в агрегатах периодического действия при 410-440°С в течение 1-4 ч. 1 табл.

Основные показатели качества цинкового покрытия

Известный способ

ч)

Удовлетворитель- Хорошая ная

Гетерогенная структура цинкового покрытия, состоящая из Ј -, 8-, Г-, |Г-фаз

Удовлетворительная

Однофазн могенная тура жел кового с из Г-фаз

Хорошая

Низкая (ширина распространения коррозии от царапины 3,0 мм)

Высокая распрост коррозии рапины 0

Редактор М.Петрова

Составитель А.Кулемин Техред М.Дидык

Заказ 2786/21

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Предлагаемый способ

Однофазная гомогенная структура железоцин- кового сплава из Г-фазы

Хорошая

Высокая (ширина распространения коррозии от царапины 0,8 мм)

Корректор С.Шекмар

Подписное