Способ производства легированной карбидообразующими элементами листовой стали Советский патент 1993 года по МПК C21D9/46 

: Изобретение относится к металлургии, а именно с способам горячей прокатки листов конструкционных сталей, и может быть использовано при производстве сталей другого класса.

Целью настоящего изобретения является повышение сопротивляемости листовой стали хрупйим разрушениям при низких температурЗ) сочетании с улучшением свариваемости и обеспечением стойкости против слоистых разрывов в листах толщиной до 70 мм.

Поставленная цель достигается тем, что прокатку заготовки из стали, содержащей карбидообразующие (ниобий м/или ванадий и/или титан) в количестве 0,03-0,10 мае.% заканчивают в интервале температур 950-1000°С с обжатием в последнем проходе 10-15% с последующим термическим улучшением (закалкой и высоким отпуском).

Ограничение температуры конца прокатки интервалом 950-1000°С объясняется тем, что в этом интервале конструкционная

сталь обладает еще достаточно высокой и большей, чем у сульфидов, пластичностью.

Поэтому изотропность листа не снижается и сопротивляемость слоистым разрывом, оцениваемая по величине относительно сужения вырезанных в направлении толщины разрывных образцов (Zz), сохраняется на достаточно высоком уровне, как это видно на фиг. 1. Количество пластинчатых сульфидных и строчечных алюмосиликатных включений невелико.

При более низкой температуре конца прокатки возникает анизотропия в листах при более высокой температуре добавки карбидообразующих не тормозят собирательную рекристаллизацию и наблюдается рост зерна, как это показано на фиг. 2 и подтверждено данными табл. 1.

Добавка карбидообразующих (ниобия, ванадия, титана) в предлагаемом количестве определяется достаточностью для торможения развития собирательной рекристаллизации при последеформацион оt

GO

СЛ

ю

ном охлаждении. При меньшем содержании кгр5идообрязующ-их элементов собира- тя;г1,«зя рекристаллизация происходит и 3 b- im заметно увеличивается; большее со- /;е; и и ; нецелесообразно по причине

ДО;: i ОСТ И И ИЗ ЭКОНОМИЧ6СКИХ СООбраженмй. .Достаточность предлагаемых «редел о s .подтверждается результатами приведенными.в табл.2, Снижение верхнего продели осложнено технологическими возможностями и точностью аналитического оборудований. Добавка карбидо- образующих элементов сверх указанного приводит к упрочнению стали и снижению характеристик пластичности и ударной вяз-

Ограничение степени деформации s последнем проходе 10-15% обусловлено, с одной гтороны, необходимостью протекания nc-1-t ирпчей деформации динамической рекр-«с гаплизации, с другой сторбны, увеличеин:; -: сверх допустимого нагрузки на прокатное оборудование. Следующее за про.зткой термическое улучшение (за- к ;;:;см я высокий отпуск) низколегирован- мой стали способствует уменьшению количества структурно-свободного ферри- тз и замене перлита на бейнит и мартенсит, что з сочетании со снижением структурных спряжений при высоком отпуске, улучшает емкость стали и сопротивляемость хрупким разрушениям при пониженных температурах.

Для определения оптимальных температурных режимов прокатки и пределов введения карбидообразующих элементов в лабораторных условиях была изготовлена сталь по а.с. 885324, состав которой приведен в табл. 1.

Стали выплавляли в 150 кг индукцнон- ной печи, разливали в слитки и затем через кованые брамы, прокатывали в листы толщиной 25 мм (толщина листов ограничена возможностями лабораторного оборудования). Температура началамрокаткидля всех листов была 1150°С, а температура конца колебалась в пределах от 850 до 1050°С через 50°С. Окончательный размер листа достигался при заданной температуре конца прокатки за один проход с обжатием 10-15%,

Листы после прокатки охлаждали на воздухе и подвергали термической обработке по режиму (закалка от 860-900°С и отпуск при 820-660аС).

На полученных листах определяли: механические свойства - предел текучести, временное сопротивление, относительной удлинение и сужение на образцах по ГОСТ 1497-74, работу удара на образцах с острым надрезом (тип 11 по ГОСТ 9454-78); сопротивляемость слоистым разрывам при испытании в направлении толщины образцов на растяжение, изготовленных из сварных проб, по величине относительного сужении; размер зерна по ГОСТ 5639-82.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ прокатки обеспечивает повышение прочности и ударной вязкости стали в сочетании с высокой сопрот тивляемостью слоистым разрывам.

Предлагаемый способ освоен промыш ленностью, не представляет трудностей применении, не требует существенного изменения состава оборудования и не снижает производительность.

Внедрение изобретения позволит получить значительный народнохозяйственный эффект за счет;

-повышения стойкости стали против слоистых разрывов и, благодаря этому, упрощение выполнения сварных тавровых и крестообразных соединений и повышение надежности сварных конструкций;

-повышения хладрстойкости стали; -уменьшения трудозатрат на производство стали;

-расширения диапазона прокатываемых толщин листов. . . .

Формула иэгрбретения Способ производства легированной карбидообрэзующими элементами листовой стали, включающий горячую прокатку стали, охлаждение и термическую обработку, о т л и ч а ющ й йс я тем, что сталь ;; дополнительно содержит в количестве 0,03- 0,1 мае. % один или более элементов из группы ниобий, ванадий, титан, прокатку последнем проходе осуществляют с обжатием 10-15% и закачивают при 950-1000°С, а в качестве термической обработки проводят закалку и высокий отпуск.

Химический состав испытанных сталей

Использование: горячая прокатка листов из конструкционной стали. Сущность изобретения: заготовку из стали, дополнительно содержащей 0,03-0,10 мзс.% один или более элементов из группы: ниобий, ванадий, титан, подвергают горячей прокатке с обжатием в последнем проходе 10-15% и температурой окончания 950-1000°С. После охлаждения лист закаливают и отпускают. 2 табл.. 2 мл.

Железо - остальное

Режим прокатки, величина обжатия, механические сгс Л

993731-J

093781-3

:vnrvr s r,

стг:;: I депичина ieo

$00/SODtlOO T°C

.РйгД.

с добпвиой иарбидообр. о ез добавни-Карбидообр.

l

т

J

5 4

19$Г УЯМ V°

Тиз,2

ч