Способ изготовления анизотропной холоднокатаной электротехнической стали

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий вьшлавку, разливку, горячую прокатку до промежуточной толщины с одновременным охлаждением при температурах по крайней мере вьше 1150°С, вторую горячую прокатку, холодную прокатку и термообработку , отличающийся тем, что, с целью повьшения уровня магнитных свойств путем улучшения текстурного состояния, вторую горячую прокатку проводят с относительным обжатием 76-85% в интервале 1150-750°С. ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) дц С 21 D 8/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

g, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3538990/22-02 (22) 10.01 ° 83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) В.Я.Гольдштейн, С.В.Пащенко, С.Н.Гражданкин, А.В.Серый, С.А.Зуев и В.Н.Яськин (71) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 669.15-195(088.8) (56) 1. Патент Японии Р 50-37127, кл. С 21 D 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 695730, кл. В 21 B 1/38, 1979. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, включающий выплавку, разливку, горячую прокатку до промежуточной толщины с одновременным охлаждением при температурах по крайней мере вьппе 1150 С, вторую горячую прокатку, холодную прокатку и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повьппения уровня магнитных свойств путем улучшения текстурного состояния, вторую горячую прокатку проводят с относительным обжатием 76-85Х в интервале

1150-750 С.

1096291

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства анизотропной холоднокатаной электротехнической стали.

Известны способы изготовления 5 анизотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающие выплавку, горячую и холодную прокатки, а также термообработки.

Известен способ, заключающийся в том, что перед горячей прокаткой сляб нагревают до 1000-1300 С, а затем деформируют в черновой группе клетей с обжатиями 10-70 . (1).

Однако нагрев слябов в указанном диапазоне температур не обеспечивает растворения сульфидных частиц, а, следовательно, в процессе горячей прокатки не формируется дисперсная фаза необходимой плотности, что огра 20 ничивает применение способа только для анизотропных сталей, в которых дисперсная фаза представлена преимущественно A1N. Это обусловливает недостаточно высокие магнитные свойст- 5 ва холоднокатаной стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ производства после трансформаторной ЗО анизотропной электротехнической стали, включащий выплавку, разливку, горячую прокатку слитков на сляб, двустадийный нагрев слябов до 1370о

1440 С, прокатку до промежуточного раската с относительным обжатием 7590 с одновременным охлаждением до

1000-1100 С со скоростью 100-.150 С/

/мин, нагрев промежуточного раската до 1070-1170 С со скоростью 90-120 С/1п

/мин, окончательную прокатку при относительных обжатиях, 85-95 с одновременным охлаждением до температуры не ниже 900 С со скоростью 200300 С/мин, а также многократную хо- 45 лодную прокатку и термообработки 1 2 3.

Недостатком указанного способа является неудовлетворительное текстурное состояние горячекатаного подката, заключающееся в высоком содержании неблагоприятной компоненты

1,100 <011Р(25%) и относительно малом количестве благоприятной для последующего развития зерен ребровой ориентации октаздрической составляющей 1111) <112 > (10 ) . Как следствие этого, холоднокатаная сталь характеризуется относительно низким уровнем магнитных своиств. индукции (В ) не более 1,92 Тл, а удельные потери (Р / „ ) не менее 1,03 Вт/кг).

Целью изобретения является повышение уровня магнитных свойств холоднокатаной :тали путем улучшения тЕкстурного состояния горячекатаного металла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления анизотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающему выплавку, разливку, горячую прокатку до промежуточной толщины с одновременным охлаждением при температурах по крайней мере выше 1150 С, вторую горячую прокатку, холодную прокатку и термообработку, вторую

Горячую прокатку проводят с относительным обжатием 76-85 в интервале

1150-750 С °

На фиг. 1 показаны полюсные фигуры (110) с поверхности нормальной направлению прокатки в раскате после

1-ro прохода (толщина 13,7 мм); на фиг. 2 — в подкатке после 6-го прохода (толщина 2,5 мм).

На фиг. 1 и 2 обозначено: 0 (110 (001>

4 — f110)(111 >; > — j111 <112 > (111) <110)e fl00jc 011 ) u— (001> Π— (112 j (110). На фиг. 3 — динамика изменения содержания основных текстурных компонент в процессе окончательной прокатки и приняты обозначения: 1--(111)(112>

2 — (100j<011> 3 — (110 (001)

4 — <112 )<110>.

Исследования, выполненные на железокремнистых сплавах, содержащих

2-4 кремния и 0,02-0,6 углерода, показывают, что характер зеренной структуры, текстуры и дисперсной фазы, формирующихся в горячекатаном металле„ в существенной степени определяет уровень магнитных свойств холоднокатаной стали. В частности по влиянию текстуры горячекатаной полосы показано, что качество холоднокатаной стали зависит от содержания двух ориентировок — f 111) (112 > и 100}4)11> - в текстуре горячекатаного металла. Увеличение содержания компоненты f100j<011>, которая при последующих холодной прокатке и термообработке не меняет своей ориентации, приводит к снижению уровня маг-, нитных свойств стали. Последнее объясняется тем, что растущие при П

1096291 рекристаллизации ребровые зерна разориентированы по отношению к кристаллитам 1100)<011> на угол 57, а границы с углом разориентировки более 45 обладают низкой подвижностью.

Следовательно, после заключительной высокотемпературной термообработки в структуре металла сохраняются зерна с ориентировками 1100)<011>, кото10 рые заметно снижают магнитные характиристики металла.

Что касается влияния компоненты

1111)<112 > в текстуре горячекатаного металла, то такие кристаллиты испы15 тывают переориентацию при последующей холодной прокатке и термообработках, в результате которых формируются кристаллиты, имеющие подвижные границы по отношению к растущим при

П рекристаллизации ребровым зернам.

В результате ребровые зерна интенсивно поглощают эти кристаллиты и после завершения П рекристаллизации структура металла на 1007. состоит

25 из ребровых зерен, при этом сталь характеризуется высоким уровнем магнитных свойств.

Формирование структурных и текстурных особенностей в горячекатаном металле определяется температурно-деформационными параметрами высокотем.пературной прокатки.

Процесс горячей прокатки в зависимости от характера формирующейся структуры и текстуры, можно разделить на две стадии: при высокотемпературной деформации (температура деформации более 1140 С при разовых обжатиях за проход менее 507) происходит развитие процессов рекристаллизации по всему сечению прокатываемого раската. При этом не образуются четкие преимущественные ориентировки и текстура представляет собой многокомпонентную матрицу. Фор- 45 мирование текстуры в горячекатаном металле осуществляется лишь на второй стадии деформации, не сопровождающейся развитием сквозной рекристаллизации по сечению прокатываемого металла (температуры деформации менее 1150 С при разовых обжатиях за проход 507).

Уменьшение температуры гоРячей у прокатки ниже 750 С нецелесообразно, так как при этом не обеспечивается формирование благоприятного состояния дисперсной фазы, влияющей при заключительной термообработке на качество готового металла. При этом в поверхностных слоях металла (глубиной до 0,2 толщины раската) локализуются ориентировки (110j< 001>, 1110)<112> и { 1121<111 >, а в центральных слоях преобладают компоненты (1001<011>, $111j<112>, 1112 <011> и j1001<001 > (фиг. 1) .

Пеформация на второй стадии усиливает дифференциацию текстуры по сечению и способствует увеличению степени совершенства формирующихся ориентировок (фиг. 2).

В процессе деформации на второй стадии горячей прокатки происходит изменение содержания отдельных ориентировок в текстуре горячекатаного раската.

Из фиг. 3 видно, что увеличение суммарного обжатия сопровождается повышением содержания компонент (100)<011> и (110j<001), в то же время доля благоприятной ориентировки (111}< 112 ) увеличивается лишь до степеней деформации 77-857., а затем резко уменьшается.

Увеличение обжатия на второй стадии прокатки свыше 857. нежелательно, так как приводит к уменьшению количества зерен с ориентировкой (111)<112 > и росту компоненты (100 1<011>, неблагоприятной для развития текстуры (110)(001). Последнее приводит к снижению уровня магнитных свойств готового металла.

С другой стороны, уменьшение обжатия на второй стадии горячен прокатки также приводит к снижению количества кристаллитов с ориентировкой (111)(112 ) и не обеспечивает формирование острой текстуры деформации. В результате, вновь имеет место ухудшение магнитных свойств стали.

В качестве исходного материала используют заготовки размерами

80х60х100 мм, вырезанные из промышленного сляба следующего состава, 7:

С 0,03; Si 2,9; Мп 0,08; S 0,022;

Al 0,002; P 0,008; Ni 0,05; Си 0,05;

Cr 0,05; N 0,008; Fe — остальное.

Нагрев заготовок под горячую прокатку проводят двустадийно: вначале заготовки нагревают до 12000 C со скоростью 10 С/мин с последующим охлаждением на воздухе до 1130 С со скоростью 15 С/мин, затем заготовки

1096291

1 I 1 1 I

Показатели

3 4 Известный

Температура начала прокатки промежуточного раската, С 750 800 1000 1150 1080

Относительное обжатие при окончательной горячей прокатке, %

80 85 90

2,5 2,5 2,5

Толщина подката, мм

Иидукция (В ) Тл

1,94 1,94 1,95 1,94 1,92

Удельные потери (Р 1,5/50) Вт/кг

1,00 1,00 0,97 1,01 1,05

3 нагревают до 1370 С со скоростью

3 С/мин. Время томления при этой температуре составляет 40 мин.

Обработка по известному способу заключается в прокатке до промежуточной толщины 24 мм (F76%) с одновременным охлаждением до 1050 С со скоростью 100 С/мин, нагреве раската до

10804С со скоростью 100 С/мин, окон- 10 чательиой прокатке.до 2,5 мм (с«90%) с охлаждением до 910 С со скоростью

250 С/мин. Обработка стали пб предлагаемому способу заключается в горячей прокатке до промежуточной тол- 15 щины при температуре конца деформации 1200 С, охлаждении раската со скоростью 60 С/мин до 1150-750 С, прокатки за 4 прохода с обжатиями

76-85% с одновременным охлаждением 20 до 1070 — 600 С со скоростью

500 С/мнн.

В дальнейшем весь горячекатаный металл подвергают двукратной холодной прокатке (f„75%, К> «50%) с промежуточным отжигом (t=850 Ñ; Г-7 мин,, =-70 С), обезуглероживанием (t=820 C; Vь-5 мин., =28 С) и окончательным отжигом (1000 С 5 часов, =-60 С).

В таблице 1 приведены магнитные свойства холоднокатаных образцов после завершения всего цикла обработки.

Из таблицы видно, что обработка стали по предлагаемому способу повышает уровень магнитных свойств: магнитная индукция повышена на 0,020,04 Тл, магнитные потери снижены на

0,05-0,08 Вт/кг.

Изобретение может быть применено при производстве трансформаторной стали, выплавляемой по сульфидному варианту. При этом выход высших марок увеличится на 10%.

1096291

НП

Фиг,2

1096291

УО Î

Czar ф 20

Р 1J с

Ц ч 6 ф е

Составитель В.Муравьев

Редактор М.Товтин Техред Т.Дубинчак Корректор О.Билак

Заказ 3747/19 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4