Способ нагрева под прокатку аустенитной коррозионностойкой стали Советский патент 1992 года по МПК C21D6/00 

сл

с

Изобретение касается способа термической обработки слитка в аустенитной коррозионно-стойкой стали. Сущность1 слитки из аустенитной коррозионно-стойкой стали 08 х 20Н9Г7 нагревают до 650°, выдерживают 8 ч (предварительный отжиг), затем до 1170- 1200°С, выдерживают 8 ч и прокатывают на стане 850. Такая обработка приводит к уменьшению межфазной границы аустенит - феррит на 18-100%. что обеспечивает снижение расходного коэффициента при горячей прокатке на 5-10% на 5-10 % 6, 3 табл

Изобретение относится к способам повышения высокотемпературной пластичности стали, в частности аустенитной коррозионно-стойкой с дельта-ферритом, и может быть использовано при термической обработке в процессе нагрева под прокатку слитков, загрязненных легкоплавкими примесями, например свинцом.

Известна аустенитная коррозионно- стойкая сталь, содержащая дельта-феррит, склонная к растрескиванию при горячей обработке давлением под влиянием легкоплавких примесей, таких как РЬ, BI,Sn,Sb,As.Присутствие свинца в количестве более 0,0015 мас.% существенно снижает прокатываемость стали марки 08Х20Н9Г7Т и вызывает растрескивание поверхности блюмов. Низкий уровень высокотемпературной пластичности и сопротивления растрескиванию при горячей прокатке литого металла обусловлен скоплением примесей на границах при кристаллизации стали. При температурах нагрева под прокатку расплавление легкоплавких примесей снижает сопротивление отрыву в области их залегания практически до нуля,

Одним из способов нейтрализации ох- рупчивающего действия легкоплавких примесей, в частности свинца, является связывание примесей в тугоплавкие соединения посредством модифицирования сталищелочноземельнымиилиредкоземельными элементами, а также бором и цирконием.

Недостатком этого способа является то, что количество модифицирующих добавок необходимо выдерживать в достаточно узких пределах. Малые концентрации модификаторов не оказывают благоприятного воздействия, большие усугубляют склонность стали к горячему растрескиванию.

Для повышения высокотемпературной пластичности перед прокаткой слитки наVI

ю го ел

VI

гревают и выдерживают (гомогенизируют) в течение нескольких часов при температурах горячей обработки давлением.

Однако горячая прокатка аустенитной коррозионно-стойкой стали сопровождается в ряде случаев растрескиванием поверхности заготовок. Одной из причин снижения высокотемпературной пластич- является присутствие в стали легкоплавких примесей.

Целью изобретения является повышение высокотемпературной пластичности стали, уменьшение растрескивания поверхности блюйбв и снижение расходного коэффициента при горячей прокатке.

В аустенитной стали непосредственно после кристаллизации имеется значительное количество дельта-феррита, которое .уменьшается с понижением температуры. Ввиду достаточно больших скоростей охлаждения слитков в реальных условиях процессы формирования равновесной структуры затруднены. Поэтому после охлаждения в структуре стали сохраняется избыточное количество дельта-феррита. Согласно предлагаемому способу слитки аустенитной коррозионно-стойкой стали, загрязненной легкоплавкими примесями, во время нагрева до высоких температур подвергают предварительному низкотем; пературному отжигу, вызывающему протекание фазового превращения феррита в аустен.ит в такой степени, чтобы обеспечить уменьшение удельной межфазной поверхности аустенит/феррит на величину не менее 18%. При низкотемпературном отжиге достаточной продолжительности уменьшается количество дельта-феррита вплоть до полного исчезновения отдельных кристаллитов. Примеси оказываются в теле зерна аустенита. При последующем нагреве в интервале температур горячей прокатки образуются кристаллиты нового феррита со свободной от примесей границей. Это приводит к повышению высокотемпературной пластичности и сопротивления поверхностному растрескиванию при горячей прокатке.

В табл.1 приведены результаты исследования влияния температуры предварительного низкотемпературного отжига йа расходный коэффициент и качество поверхности блюмов стали 08Х20Н9Г7Т, содержащей 0,0015 мас.% свинца.

Предотвращение поверхностного растрескивания блюмов достигается, когда слитки а процессе нагрева под прокатку подвергают предварительному отжигу в интервале температур 500-650°С, Для создания достаточного запаса высокотемпературной пластичности необходимо в ходе предварительного низкотемпературного отжига получить относительное уменьшение удельной межфазной поверхности аустенит/феррит не менее 18%. Чем больше это уменьшение,

тем в большей степени межфазные границы аустенит/феррит освобождаются от примесей. Предельное уменьшение межфазной поверхности может составлять 100%, когда исчезают все кристаллиты дельта-феррита.

0 В табл.2 приведены данные по изменению объемной доли феррита в литой стали 08Х20Н97Т в зависимости от времени отжига при 600°С.

Для практически полного завершения

5 фазового превращения феррита в аустенит (приведения фазового состава к равновесному при данной температуре) необходима выдержка не менее 2 ч. Учитывая, что для прогрева крупногабаритных заготовок

0 (слитки сечением порядка 300 мм) требуется выдержка не менее 3 ч, время предварительного отжига слитков должно составлять не менее 5 ч. Верхняя граница времени отжига определяется технологическим цик5 лом нагрева и не превышает 10 ч.

В табл.3 приведены результаты испытаний на высокотемпературную пластичность литого металла модельных плавок стали 08Х20Н9Г7Т после термической обработки

0 известным способом (нагрев и выдержка при температуре горячей прокатки 1200°С, 2 ч) и предлагаемым способом (ступенчатый нагрев с выдержкой при 600°С, и 5 ч и последующей выдержкой при 1200°С, 2 ч),

5 Высокотемпературную пластичность определяют при температуре начала горячей прокатки исследуемой стали 1170°С при испытаниях на растяжение по относительному сужению в шейке образцов # и мето0 дом прокатки на клин по относительному обжатию до появления первых разрывов на боковых гранях образцов U. Содержание свинца в плавках варьируют в пределах от 0,0006 (металл, практически чистый по свин5 цу) до 0,0040 мас.%. Средние значения показателей пластичности сравнивают по критерию Стьюдента при уровне доверительной вероятности 0,90.

Результаты испытаний свидетельству0 ют, что введение операции предварительного низкотемпературного отжига, обеспечивающего уменьшение объемной доли дельта-феррита на 18-100%, эффективно для повышения высокотемпературной

5 пластичности литого металла с содержанием свинца0,0015 мас.% и более. Предлагаемый способ нагрева позволяет восстановить уровень высокотемпературной пластичности литого металла, охрупченного присутствием легкоплавкой примеси,

практически до уровня высокотемпературной пластичности металла, чистого по примеси.

Пример. Предлагаемый способ опробован при горячей прокатке слитков аусте- нитной коррозионно-стойкой стали 08Х20Н9Г7Т. Плавку с содержанием свинца 0,0018 мас.% разделяют на две части по 12 слитков в каждой. Одну группу слитков (контрольную) нагревают до 1170-1200°С и прокатывают по действующей технологии. ДОУГУЮ rovnnv слитков нагревают по режиму 650°С, 8 ч +1170-1200°С, 8 ч и прокатывают по действующему режиму. Расходный коэффициент при прокатке по действующей технологии 1,468 т/т, на поверхности блюмов наблюдают разрывы. При прокатке по предлагаемому способу расходный коэффициент составляет 1,393 т/т, на поверхности блюмов практически отсутствуют разрывы.

Приведенные результаты показывают, что предлагаемый способ позволяет повысить высокотемпературную пластичность

По данным рентгеноструктурных исследований после отжига в интервале температур 700-800°С имеет место выделение хрупкой о- фазы.

аустенитной коррозионно-стойкой стали, охрупченной присутствием легкоплавкой примеси, и снизить растрескивание поверхности блюмов и заготовок при горячей про- катке.

Формула изобретения Способ нагрева под прокатку аустенитной коррозионно-стойкой стали, преимущественно содержащей нерастворимые легкоплавкие примеси, включающий нагрев до температуры горячей прокатки и выдержку при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения высокотемпературной пластичности, уменьшения растрескивания поверхности блюмов и снижения расходного коэффициента при горячей прокатке, нагрев ведут ступенчато: сначала нагревают и выдерживают при температуре,

обеспечивающей уменьшение удельной межфазной поверхности аустенит-феррит на величину 18-100%, затем нагревают до температуры прокатки.

Таблица

Таблица2

ТаблицаЗ