Способ производства листовой электротехнической стали Советский патент 1989 года по МПК C21D8/12 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой малоуглеродистой динамной стали.

Цель изобретения состоит в улучшении магнитных свойств динамной стали путем уменьшения ее склонности к магнитному старению.

Согласно способу производства листовой электротехнической стали с содержанием кремния 0,10-0,0%, включающему горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллиза- ционный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентирозанным охлаждением.

регламентированное охлаждение ведут до температуры 30- 4бО С со скоростью 15-35°С в зависимости от содержания Si в стали, после чего охлаждение за- вершают с произвольной скоростью.

Возможен вариант реализации предложенного способа, по которому при содержании кремния в стали 0,10-0,30% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35 С/ч, а также вариант, по которому при содержании кремния в стали 0,31-0,0% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 15-2 4°С/ч,

ai to to

со

Указанные температуры окончания регламентированного охлаждения и скорости его, зависящей от содержания кремния о стали, как показали исследования, вследствие сочетания низкой растворимости углерода и азота, а также высокой скорости их диффузии обеспечивают полное выделение этих элементов из твердого раствора d железа в виде карбидов и нитридов скоагулированной формы и с размерами 70-200 нм, плотность распределения карбидоЕз и нитридов в ферритной матрице снижается. При этом с увеличением содержаН1 1я кремния и обусловленным этим ростом размеров ферритных зерен осуществляют снижение скорости охлаждения. За счет этого достигается пол1-юе выделение нитридов и карбидов из ферритной матрицы с любыми размерами зерен„ Выделившиеся частицы сохраняются в динамной стали в процессе ее дальнейшей обработки и эксплуатации электрических машин. За счет этого показатель магнитного старения снижается до 2-3%, улучшаются магнитные свойства стали при одновременном обеспечении заданных механических характеристик.

Если температура окончания регламентированного охла)1 дения превышает , то из-за повышенной растворимости углерода и азота в твердом растворе d. -железа не происходит полного выделения э;1ементов внедрения с образованием нитридов и карбидов. Сталь сохраняет склонность к магнитному старению (S 8%) , что недопустимо. При регламентированном охлаждении до температуры менее снижения склонности динамной стали к магнитному старению не происходит, но ее прочность и твердость становятся ниже заданного уровня, что недопустимо.

При скорости регламентированного охлаждения более 35 С/ч не успевает произойти полное выделение углерода и азота в стали, содержащей 0,10 - 0,0 кремния с Эти элементы остаются в твердом растворе, а образовавшиеся нитриды и карбиды не успевают укрупниться и скоагулировать. Это приводит к увеличению склонности стали к магнитному старению, увеличивает прочностные характеристики динамной стали. Если скорость регламентированного охлаждения менее

, то прочность и твердость стали становятся ниже заданного уров ня, что недопустимо. Склонность к

магнитному старению при этом не уменьшается, а длительность цикла термообработки возрастает.

Если при содержании кремния в стали 0,10-0,30 скорость регламентированного охлаждения превышает , то углерод и азот остаются в твердом растворе, не успевают укрупниться и Скоагулировать, сталь склонна к магнитному старению. При скорости регламентированного охлаждения менее 25°С/ч прочность и твердость стали становятся ниже допустимого уровня, особенно при содержании кремния на уровне 0,15-0,10%, что недопустимо.

Если при содержании кремния в стали 0,31-0,0% скорость регламентированного охлаждения превышает 2 4 С/ч, то углерод и азот не успевают выделиться, укрупниться и скоагулировать,

особенно при предельных значениях содержаний кремния, сталь сохраняет склонность к магнитному старению, ее прочность и твердость превышают допустимый уровень. При скорости регламентированного охлаждения такой стали менее 15°С/ч улучшения ее магнитных и механических свойств не происходит, а длительность цикла термообработки возрастает.

Пример. Сляб из динамной стали ДЗЮ, содержащий 0,30 кремния, разогревают в методической печи и прокатывают на непрерывном широкополосном стане 1700 в полосу сечением

2,8-1280 мм. После удаления окалины горячекатаный подкат подвергают холодной прокатке на непрерывном 4-кле- тьевом стане 1700 до конечной толщины 0,7 мм.

Холоднокатаную полосу помещают под муфель колпаковой печи. Затем подмуфельное пространство заполняют защитным газом (Э5% азота и 5% водорода) и с помощью нагревательного колпака разогревают металл до температуры рекристаллизационного отжига Tj 615°С, выдерживают при этой температуре. После завершения выдержки обрабатываемую динамную сталь охлаждают со скоростью-V j

до То . Охлаждение осуществляют за счет подачи в подмуфельное пространство печи холодного защитного газа, а скорость охлаждения регулируют его расходом. После достижения Т(, подачу холодного защитного газа резко увеличивают, снимают нагревательный колпак и дальнейшее охлаждение металла производят с произвольной скоростью до температуры 120 С. При достижении этой температуры цикл термообработки завершают, распаковывают металл и извлека 1ют его из печи.

Варианты реализации предложенного способа приведены в табл. 1, а механические и магнитные свойства готовой пинамной стали - в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что при реализации предложенного способа (варианты 3-5, 7-9) механические и магнитные свойства динамной стали

Формула изобретения 1. Способ производства листовой

полностью удовлетворяют предъявленным о электротехнической стали с содержани- требованиям, а показатель склонности кремния 0,10-0,, включающий

стали к старению минимален (s 2,1 - 3,Д%). При запредельных значениях всех параметров, а также хотя бы одно го из них (варианты 1, 2, 6, 10-12) не достигается заданное сочетание механических и магнитных свойств, возрастает склонность динамной стали к магнитному старению. Термическая обработка по способу-прототипу оказалась вообще не оптимальной для получения динамной малоуглеродистой стали.

Технике-экономические преимущества предложенного технического решения состоят в том, что регламентированное охлаждение до со скоростью 15-35°С/ч в зависимости от химического состава стали позволяет уменьшить склонность динамной стали к магнитному старению за счет полного выделения углерода и азота из твердого раствора о1 -железа и образования коагулированных нитридов и карбидов

горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентиро25 ванным охлаждением, отличающийся тем, что, с целью улучшения магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитно му старению, регламентированное ох30 лаждение ведут до температуры «30- 6Q°С со скоростью 15-35°С/ч в зависимости, от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью.

2.Способ по По 1,отличающий с я тем, что при содержании кремния 0,10-0,30% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35°С/ч.

3.Способ по По 1, отличаю- 40 V

щ и и с я тем, что при содержании

кремния 0,31-0,40% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 15-2i)°C/4

35

размерами 70-200 нм. Одновременно с этим достигается получение заданных механических свойств динамной стали. При этом наилучшие свойства динамной стали с содержанием кремния 0,10-0,30 достигаются при скоростях регламентированного охлаждения 25- 35°С/ч, а в случаях, когда содержа- чие кремния равно 0,31-0, «О, - при

скоростях 1 5-2 4 С/Чо

Уменьшение склонности динамной стали к магнитному старению обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик электрических машин.

Формула изобретения 1. Способ производства листовой

электротехнической стали с содержани- кремния 0,10-0,, включающий

горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентиро5 ванным охлаждением, отличающийся тем, что, с целью улучшения магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитно му старению, регламентированное ох0 лаждение ведут до температуры «30- 6Q°С со скоростью 15-35°С/ч в зависимости, от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью.

2.Способ по По 1,отличающий с я тем, что при содержании кремния 0,10-0,30% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35°С/ч.

3.Способ по По 1, отличаю- 0 V

щ и и с я тем, что при содержании

кремния 0,31-0,40% регламентированное охлаждение проводят со скоростью 15-2i)°C/4

5

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой малоуглеродистой динамной стали. Цель изобретения - улучшение магнитных свойств стали путем уменьшения ее склонности к магнитному старению. Способ производства листовой электротехнической стали с содержанием кремния 0,1-0,4% включает горячую прокатку подката, холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг с нагревом, выдержкой и регламентированным охлаждением. Регламентированное охлаждение ведут до 430-460°С со скоростью 15-35°С/ч в зависимости от содержания кремния в стали, после чего охлаждение завершают с произвольной скоростью. При содержании кремния в стали 0,1-0,3 регламентированное охлаждение проводят со скоростью 25-35°С/ч, а при содержании кремния в стали 0,31-0,40% регламентированое охлаждение проводят со скоростью 15-24°С/ч. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

0,12 0,12 0,12 0,21 30

Таблица 1

465 465 460 4/45 430

Заказ У В /ЗбТираж 530Подписное

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул.Гагарина, 101