Пакет для получения плакиронной стали Советский патент 1980 года по МПК B23P3/02 

Изобретение относится к обр аботкё еталлов давлением, точнее к получению плакированных листов.

Известны пакеты для получения ппакированной стали с промежуточным слоэм из никеля, железа и динамной стали 1 , 2 н

Недостатком известных пакетов является то, что перечисленные прослойки уменьшают, но не устраняют полностью науглероживания плакирующего слоя и его охрупчивания -вследствие образовани карбидов в зоне контакта слоев. Значительный рост зерна при нагреве в прослойках железа и динамной стали еще более понижает пластичность плакированной стали.

Известны пакеты с промежуточнь1МИ прослойками из бинарных сплавов железа с молибденом, волъ4рамоМ|, ниобием, ванадием и шфконием, обладающими брлее эффективными барьерными свойствами 4

Недостатком таких пакетов является способность прослоек претерпевать по-г.

2

лиморфные превращения (феррит -аустенит) при нагреве и охлаждении и создавать знакопеременные напряжения в переходной зоне плакированной стали, что способствует развитию процессов, приводяших к понижению пластических свойств материала в этой зоне, Крокю того легирование данных прослоек осухдествляется дброгими и дефицитными элементами.

Наиболее близким к предлагаемому является пакет для получения стали, плакированной титаном, состоящей из заготовок основного слоя и титана с размешенным между ними промежуточньЫ ферритным слоем из листа бинар юго сплава армко-железа сИ,0-30,О% хрома. Для предотвращения окисления титана пакет гёрметизируется и заполняется инертным газом sj .

Недостатками пакета является то, что в полученной из него стали, плакированной титаном, охрупчивание переходной аэны не исключается. Высокое соцержание хрома, необходимое для ста-

.g;CSs: s 3 a e s|: : s ; v3 fe

S S S r S ®5sftX 5V - V.-i i nj: r--:-MVA;i-:V; -t- HS тл лйч З1тизации феррптпой структуры прослойки прйводт т к науглероживанию и образовани Ь ней болбигого ко ОТества хрупких карбвдиых включений, что отрицательяб ска« efiS sft i®se-eK 5Mesiu -- -. ,,йг - --iSWSCBjS bs ftfeaK JTs , Ж№етгеУна пластических характеристика плакированной стали при операциях гибки Вальцовки, холодной Вытяжке, порезки на йШницах. Кроме того материал прсюлойки об ЖВйет пониженной пластичностью в интервале температур прокатгая пакета 80О-1000 С, чтб затрудняет о Ватыбание слоев, обуславливая необходимость высоких суммарных обжатий (4-5-кратны ЗтогфиёЬдит к образованию краях плакированных листов значительных зон не{эавномерной деформации, идущих в обрезь. Цель изобретения - повышение штасти нбЬти снижение энергозатрат при , ;-:, Штаё пакета и экономия легщэованного ШталПа плакирующего слоя. Поставленная цель достигается тем, чтйЛГ ЬмежутЪчйый и плакируюший слой -й выполнень в виде биметаллической заГчэт овки, причем промежуточный слой выполнен из легированной титаном феррй гной стали толщиной -4 мм. Фе эр ЙГная WSib iffiftUtiaeT йеШлл тошкйр уйтоего ;гяоя от окисления и науглероживания, МШ1й кл61йШ ft 1йКаетевДа в интервале температур пакета. Бтйлеталлическая заготовюа может быть получена сваркой взрывом, а также совместной пластической деформацие диффузионной сваркой, сваркой с импуль нагруже11йем и др. - лСлой биметаллической заготовки, выполненный из ферритной стали, при сборк пакета накладывается на сталь оЬнончог ШояW является ч мёжуто1ЙГьГм:йея ду основной сталью и плакирующим слоем. Промежуточный слой ферритно1| стали -vi Пред 6храЙяет побёрхность плакирующего слоя, с которой он соединен, от бкислр Ния в процессе ИатрШа пакета под проТКА КУ . - ... ,ir-«.7:2,.2aaa., Толщина слоя ферритной стали в биметаллической заготовке составляет 2-4 мм. При толщине менее 2 мм, всле ствие снижения барьёрных cBolfcTS tto- ПшжЙйтся показатели пластичности и уд ной вязкости металла переходно й зонь плакированной стали. При тол цин волге 4 кшув ййива я знергоза ть и i ---i -1- - /- - - - - - .-- ,- / «3iai:}A 4Si, Х- . 49 сложняется процесс получения биметаличсюкой заготовки гошкирукжюго слоя. В К:а: еСтве ферритной стали предлаается использовать бшшрттый сплав техничеек;И чистого железа с 0,75,0 вес. % титана или малоуглеродистую сталь с содержанием углерода 0,01-0,12 вес, %, легиров Л1ную 0,7-5,0. вес. %. титана. Титан выбран в качестве легирующего элемента, как достаточно щироко расНрострйНенный в дешёвый элемент, добавки KOToiJoro в количестве 0,75,0% стабилизируют ферритную структуру стали, обеспечивают высокие показатели пластичности и ударной вязкости, Делают сталь сверхпластичной при температурах прокатки пакета и формируют ее высокие барьерны е свойства против миграции углерода. При содержании титана в ферритной стали менее. 0,7% сталь претерпевает полиморфные превращения при .нагреве и охлаждении, отрицательйо с ка зывающи.ес я на пластИЧНости переходного слоя биметалла, кроме того обладает низкими барьерными свойствами и пон женной пластичностью при температурах прокаТки пакета. Содержание титана более 5,0% нецелесообразно, вследствие повышения концентрации карбидов в зоне контакта прослойки с основным металлом и её охрупчивания. Промежуточный слой из феррит}юй стили, леГ1фованной 0,7-5,0% титана, при исходной толщине ее в заготовке 2-4 мм полностью исключает образование хрупких карбидных прослоек в зоне контакта пла кирующего слоя. В гОрячекатанном состоянии сталь промежуточного слоя с 0,7-5,0% титана имеет мёлкое зерно, что обеспечивает высокй% показатели пластичности и ударной вязкости. Наугле1Х)киваясь в про.цёссе ТехНО;ГОгических нагревов плакированной стали, прослойка мало охруп- чнвается, так как образующиеся карбиДй Титана мелкодисперсны и расноло жёиы равномерно по сечению. Выделение дисперсных карбидов в стали, легированной 0,7-5,0% титана тОрйоэйТ рост зерна при нагреве. Что делает сталь сверх-пластичной в йНТериале температур прокатки такетов 850-11рО С и дополнительно снижает 0е способности к охрупчиванмо. Сверхпластйчность материала промежуточного слоя и тот факт, что он уже соединен с плакирующим слоем, позволяет получать качествоиное соединение слоев при прокатке с малым суммарным обжатием (2-3 -кратным). Неравномерность деформации по краям плакированных листов, и, как следствие отходы в краевую обрезь при этом такж значительно снижается. Пример 1. Заготовкой основно слоя служат пластины стали марки Ст.З размером 15x200x300 мм. Биметаллическую заготовку получают сваркой взр вом пластины титана марки ВТ1-О ра&мером 15x170x240 мм е пластиной из ферритной стали состава армко-железо + 1,1 вес. % титана размером 2x190x2 Прочность соединения слоев в биметал лической заготовке, сваренной взрывом, при испытании на срез составляет 10- 25 кгс/мм , готовки обезжиривают и собирают в четырехслойный несимметрич ный пакет с крышкой, накладывая на пластину стали Ст.З биметаллическую заготовку ферритной сталью к стали Ст. и накрывая ее крышкой из стали марки О8 кп размером Зх20ОхЗОО мм. На внутреннюю поверхность крышки и поверхность титана, обращенные друг к другу в пакете, наносят специальный разделительный слой, предотвращающий их схватывание. Собранный пакет заваривают электросваркой по периметру гер метичным швом. Пакет нагревают в газо пламенной печи до 9ОО С в течение 1,5 ч и затем прокатывают на стане ду 600 за 6 пропусков с обжатием 1015% за пропуск. Полученная .при 2-краГ ном суммарном обжатии плакированная сталь толщиной 15 мм имеет достаточно высокую прючность соод1шения слоев, составляющую 15-34 кгс/мм при испытании на срез и высокие показатели Ш1астич} ости, а также малую краевую обрезь, составляющую 15 %. Для сравнения собирают пакеты с . . заготовками таких же размеров, ,в которых между заготовками основнОго.и плакирующего слоев размещаются промежуточные прослойки из чистого железа И фер- ритной стали состава армко-железо+15-% XfX)Ma. После сборки пакеты заваривйюч электросваркой но периметру герметичны швом. Пакеты прокатывают с 900 С за 10 прюпусков с обжатием 10-15% за )iiycK. Поело -Кратного суммарного обжатия П К1Чпсх;ть соединения слоев в тшаки( стали С(.)ставляет 14- 27 Kj-c/MM при нспытаниях на с{х;з.

,.,,„ 849 При суммарном обжатии менее 4-кратного, прочность сцепления слоев неудовлетворительная. Краевая обрезь вс:ледст- вне неравномерности дес{орма1гаи и расслоя составляет 35%. Пример 2. Заготовкой осно1 ного слоя служат- пластины стали марки 16Г2АФ размером 16x200x300 мм. Сваркой взрывом пластин коррозионностойкой стали марки 12X18 Hi ОТ размером 6x180x280 мм с пластинами ферритной стали состава Ст. 10 с 1,1% титана размером 2x200x300 мм, получают биметаллические заготовки гшакирующего и промежуточного слоев. Прочность соединения слоев в заготовке составляет 30-35 кгс/мм при исныта-НИИ на срез. Заготовки обеожиривают и собирают шестислойный симметричный пакет, располагая слой ферритной стали против заготовки основного слоя. Па поверхности пластин коррозионностойкой стали, обращенных в пакете друг к другу, наносят специальный разделительный слой, предохраняющий их от схватывания ме5кду собой. Собранный пакет заваривают электросваркой по периметру герметичным швом. Пакет в течение 2 ч нагревают 1200 С, а в газопламенной печи при затем прокатывают ; на стане 450 за 6-8 пропусков с обжатием 1О-15% Зс1 пропуск. Полученные при 2-2,5-кратном суммарном обжатии листы плакированной стали толщиной 12 мм имеют прочность соединения слоев более 20 кгс/мм нри Испытании на срез. Ударная вязкость металла переходной зоны плакированной стали состаЕшяет 3,2 кгс/см в горя- 2.7 кгс/см2 чекатанном состоянии и после нормализации (93О С, 0,5 ч, воздух). Краевая обрезь составляет 16%. Для сравнения собирают такой же пакет с заготовкой плакирующего слоя из пластины коррозионьостойкой стали с нанесенным никелевым покрытием толшиной О,1 мм. Пакет нагревают по пг{алогичному режиму и покрывают за 14-16 пропусков. После 6-кратного суммар(юго обжатия достигается прочность соединеия слоев более 20 кгс/мм при ucni.ira- ИИ на срез. Ударная вязкость мото.чла ереходной зоны шгакиров 1ииой стали в орячокатанном срстоялчи и noj N nиоации составила 0,6 кгсм/см , Крлоая обрезь щт этом состаиляот 25.. Использование продложоиного п-чкота ри шшкировапии коррозио 111О :тойкой талью позволяет снизить .-wir i.-t7i.i ,,, . :- , при прокатке пакета примерно в 1,5 ра за за счет оптимальной пластичности материала прослойкой, уме ЬШ1ГГЬ отходы -fy; - ч,л- , «.«ч. t высоколегированного металла за счет уменьшения краевой обре аи листов плакированной стали в 1,6 раза, улучшить ййасти ескиё сарактеристики плакированной сталтк счёт повыШенйд Itt)kaзaтeля ударной вязкости металла переходной ггНЫ примерно в 4 раза. Ф о р м у лай зобретения Пакет для получения плакированной стали, состоящий из скзнбвного стально пр6К1еясуггбчНогд и Шакиру1йй1ё г 5 itb i зйоннбстоййбго слоев о и Ч аи ш и и с k тем, что, с целью йовышен

SiSSsSKSSSJJ.. 49а 1и1астич11Ости, уменьшения энергозатрат 11ри прокатке и экономии легированного металла, промежуточный и плакирующий слой выполнены в виде биметаллической заготовки, причем промежуточный слой изготовлен из легированной титаном ферритной стали. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 458415, кл. В 23 Р 3/14, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 364372, кл. В 21 С 23/22, 1971. 3.Авторское с)виде ельство СССР NO 252842, кл. В 23 Р 3/02, 1966. 4.Патент Японии № 522, кл. 12 С 213, 1967. 5.Патент США № 2813332, кл. 29-471.5, 1957 (прототип),