Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы

 

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использоавно в черной металлургии и электротехнической промышленности при производстве стальной полосы. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости полосы. Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы включает горячую прокатку, травление, очистку, нанесение цинкового покрытия, холодную прокатку, термодиффузионный отжиг оцинкованной стальной полосы. Повышение качества цинкового покрытия достигается за счет новых режимов термодиффузионного отжига оцинкованной стальной полосы в агрегатах непрерывного действия при 600-660°С в течение 10-60 с, а в агрегатах периодического действия при 410-440°С в течение 1-4 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР I (21) 4263716/31-02 (22) 18.06.87 (46) 30.05.89, Бюл. N 20 (71) Фрунзенский политехнический институт (72) У.К.Осмонов (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1224346, кл . С 2 1 9 8/00, 1986 .

Авторское, свидетельство СССР

Р 1427692, кл. C 21 D 8/00,04,01,87. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПРОЧНОЙ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии и электротехнической промышленности

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии и электротехнической промышленности при производстве стальной полосы.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости полосы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На непрерывном широкополосовом стане горячей прокатки прокатывают полосовую сталь марок 08ПС (КП)

ЗПС (КП) толщиной 1,8-2,0 мм. Горячую прокатку полосы производят при о следующих температурных режимах, С:

Температура конца горячей прокатки 750-800

Температура смотки в рулон 550-600

ÄÄSUÄÄ 1482961 А1 (51) 4 С 21 Р 8/00 при производстве стальной полосы.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости полосы. Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы включает горячую прокатку, травление, очистку, нанесение цинкового покрытия, холодную прокатку, термодиффузионный отжиг оцинкованной стальной полосы. Повышение качества цинкового покрытия постигается эа счет новых режимов термодиффузионного отжига оцинкованной стальиой полосы в агрегатах непрерывного действия при 600-660 С в течение 10о

60 с, а в агрегатах периодического действия — при 410-440 С в течение

1-4 ч. 1 табл.

Окончание деформации горячей прокатки при температуре (t ), близкой

750-800 С, приводит к повышению прочностных свойств полосы на 4050 МПа и пластичности за счет форми-

jрования однородной мелкозернистой структуры (по сравнению с традиционной горячей прокаткой при температуре конца горячей прокатки 840860 С).

После горячей прокатки стальную полосу подвергают травлению, затем очистке на агрегате непрерывного горячего цинкования (химическая очистка и термическое обезжиривание в окислительной или безокислительной .атмосфере при 350-500 С), в котором происходит удаление с поверхности стали агрязнений, тонких окисных

14829 пленок. После этого на полосу наносят цинконое покрытие. Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвер" гают холодной прокатке с суммарным обжатяем 45-80 .. В процессе холодной прокатки горячекатаной оцинкованной стальной полосы происходит холодная сварка сжатием стальной полосы с цинковым покрытием, При обжатии менее 10

45 не достигается требуемый высо :.яй уровень прочностных свойств оцинкованной стальной полосы.

Холоднокатаную оцинкованную стальную полосу подвергают термодиффузион- 15 ному отжигу в агрегатах непрерывного действия при 600-660 С в течение

10-60 с а в агрегатах периодического о действия — при 410-440 С н течение

1-4 ч. В результате термодяффузион- 20 ного отжига оцинкованной стальной полосы происходят структурные изменения в стальной полосе и цинковом покрытия.

В стальной основе формируется частичная рекристаллязованная полигонязованная структура и сохраняется наклеп, полученный при холодной прокат" ке. Это н сною очередь обеспечивает высокий уровень предела текучести, временного сопротивления разрыву ЗО стальной полосы с достаточным ресурсом пластичности.

В ц;шковом покрытии {в процессе термообработки оцинкованной стальной полосы) увеличивается содержание железа до 20-ЗО в результате взаимной диффузия железа из стальной основы H цинка пз внешнего слоя †фа . и образуется железоцинковое соединение Ге-Zn состоящее из Г-фазы. Пок- 40 рытие из железоцинконвго сплава (Г-фаза) благодаря отсутствию узоров кристаллизация цинка сильно развитой поверхности (некоторой шероховатос тью), а также высокой твердости и 45 повышенной температуре плавления обладает лучшей окрашяваемостью и сваринаемостью, Прочность сцепления покрытия с основой повышается за счет формирования однофазной мелкозернистой структуры железоцинкового соединения на базе 1 -фазы.

Пря температуре термодиффузионного отжига оцинкованной стальной у5 о полосы менее 410 С с выдерхи<ой менее 1 ч (н агрегатах периодического действия) или менее 600 С с выдержкой менее 10 с (в агрегате непрерывного

61 4 действия) не достигается требуемый уровень содержания железа н покрытии (не менее 20 ), а также гомогенность структуры железоцинкового покрытия, обеспечивающие высокое качество покрытия (лучш, .я окрашиваемость, снаринаемость, высокая коррозионная стойкость).

Кроме того, не происходит полигонизация, частичная рекристаллизация структуры стальной полосы и ресурс пластичности ее очень низкий.

При температуре термодиффузионного отжига оцинкованной стальной полосы более 440 С с выдержкой более

4 ч (в агрегатах периодического действия) или более 660 С с выдерж-. кой более 60 с (в агрегатах непрерывного действия) в цинковом покрытии образуются более хрупкие соединения железоцинконого сплава и снижается прочность сцепления покрытия с основой яз-за высокого содержания железа н покрытии (более 30%) .

Кроме того, при температуре более

660 С с выдержкой более 60 с (в агрегатах непрерывного действия) происходит полная рекристаллизация стальной основы, тем самым высокий уровень предела текучести и твердости оцинкованной стальной полосы. полученной при холодной прокатке, не сохраняется.

В предлагаемом способе производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы могут применяться малоуглеродистые стали марок 08КП, 0810, 08ПС и другие по ГОСТ 9045-80, а также углеродистые стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71.

Hp и м е р 1. Горячую прокатку стальной полосы марки 08КП осущестнляют при следующих режимах. "температура конца горячей прокатки 780800 С, температура. смотки н рулон

560 С, толщина прокатанной полосы

1,8 мм, Травление производят в агрегате непрерывного травления в растворе соляной кислоты, Горячекатаную травленую полосу толщиной 1,8 мм йодвергают химической очистке в горячих щелочных растнорах с последующей струйной промывкой в горячей воде, сушке и оцинконанию на агрегате непрерывного горячего цинкования.

Химическую очистку поверхности полосы осуществляют в ванне замочки

14829 с 15,2 г/л Na>P04 и 14,7 г/л NaOH (моющие растворы) при температуре о раствора 89 С, а также в щеточно-моечной машине с 4,0 г/л la>P04 и

3,0 г/л NaOH при температуре раство-ра 88 С °

После химической очистки наносят цинковое покрытие толщиной 20 мкм.

Затем горячекатаную оцинкованную 10 стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 66%: толщина прокатанной оцинкованной полосы 0,6 мм, а толщина цинкового покрытия 8,0 мкм. 15

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергают термодиффузионному отжигу в защитной атмосфере: температура полосы при термообработке 600 С, скорость нагрева 25 град/с, 20 скорость охлаждения 15 град/с.

После термообработки цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение Fe-Zn. Соединение железа в покрытии составляет 20%.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинковогп сплава: G = 360 МПа; 0 = 420 YJIa;

54 = 27%, прочность сцепления поо крытия (загиб на 180 ) хорошая, шероховатость поверхности (Р д ) 4,0 мкм, Пример 2. Горячую прокатку стальной полосы марки lÊÏ осуществ-. ляют при следующих режимах: температура конца горячей прокатки 750- 35

780 С, температура смотки в рулон о

580 С, толщина прокатанной полосы

1,8 мм.

Травление производят аналогично примеру 1. 40

Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм подвергают химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1, а затем на полосу наносят цинковое покрытие 45 толщиной 20 мкм на агрегате непрерывного горячего цинкования.

Затем горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 70%: 50 толщина прокатанной оцинкованной по лосы 0,43 мм, а толщина цинкового покрытия 7 мкм.

Поспе холодной прокатки оцинкованную стальную полосу подвергают тер- 55 модиффузионному отжигу в защнтнои атмосфере: температура полосы при отжиге 660 С, скорость нагрева о

30 град/с, время выдержки 10 с, 61 6 скорость охлаждения 30 град/с, После термодиффузионного отжига цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение Fe-Zn, Содержание железа в покрытии 26% °

Механические свойства стальной по1 лосы с покрытием из железоцинкового сплава: G 340 IIa; б „= 400 МЛа, 3 = 30% прочность сцепления покры4 .У о тил (загиб на 180 ) хорошая.

Пример 3. Горячекатаную травленую полосу толщиной 2,0 мм из стали марки 08КП подвергают химической очистке в горячих щелочных растворах аналогично примеру 1, а затем на полосу наносят цинковое покрытие толщиной 22 мкм на агрегате непрерывного горячего цинкования.

Горячекатаную оцинкованную стальную полосу подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 65%: толщина прокатанной полосы 0,7 мм, а толщина цинкового покрытия 8 мкм.

После холодной прокатки оцинкованную полосу подвергают термодиффузионному отжигу по двум режимам в колпаковых печах.

Первый режим: температура полосы при термообработке 410 С; скорость нагрева 60 град/ч; время выдержки

4 ч; скорость охлаждения. под муфео лем охлаждают до 80 С, затем на возду--е .

Второй режим: температура полосы о при термообработке 440 С, скорость нагрева 70 град/ч, время выдержки

1 ч, скорость охлаждения: под муфео лем — до 80 С, затем на воздухе.

После термодиффузионного отжига цинковое покрытие превращается в железоцинковое соединение Fe-Zn.

Механические свойства стальной полосы с покрытием из железоцинкового сплава после отжпга.

Первый режим: Gz = 670 МПа, 06

730 МПа; 3 4 =- 8%, содержание железа в покрытии 21%, прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб о на 180 ), шероховатость поверхности (Rn} 4,0 мкм

Второй режим: б = 670 MIa; 5

730 МПа; P4 = 8%, содержание железа в покрытии 25%, прочность сцепления покрытия с основой хорошая (загиб на 180 ), шероховатость поверхности о (R ) 3 мкм.

В таблице показано преимущество предлагаемого способа высокопрочной

1482961

Формула изобретения оцинкованной стальной полосы по сравнению с известным.

Основные показатели качества цинкового покрытия,Известный способ Предлагаемый способ

Прочность сцепления Удовлетворительпокрытия с основой . ная (загиб на .180 ) Хорошая

Фазовый состав цинкового покрытия

Однофазная гомогенная структура железоцинкового сплава из Г-фазы

Гетерогенная структура цинкового покрытия, состоящая из о - Г- " -фаз

° Ф

Удовлетворительная

Окрашиваемость (адгезия к лакокрасочным покрытиям - испытание на удар по

ГОСТ 4765-73) Хорошая

Высокая (ширина распространения коррозии от царапины 0,8 мм) Низкая (ширина распространения коррозии от царапины 3 0 мм) Коррозионная стойкость (испытание разбрызгиванием в камере соленого тумана в течение 3000 ч) Составитель A.Êóëåìèí

Техред М.Дидык:

Корректор С.Шекмар

Редактор М.Петрова

Заказ 2786/21 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предлагаемый способ повышает так5 же качество покрытия: повышается прочность сцепления .покрытия с основой эа счет формиро:вания однофаэной структуры железо:цинкового соединения на базе Г-фазы, 10 улучшается адгезия к лакокрасочным покрытиям (благодаря сильно развитой поверхностью и некоторой шероховатостью) и снариваемость за счет повышения температуры плавления же- 15 лезоцинкового покрытия на основе

Г-фазы.

Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы, включающий горячую прокатку, травление, очистку, нанесение цинкового покры- тия, холодную прокатку, отжиг в агрегатах непрерывного и периодического действия, отличающийся тем, что, с целью повышения корро1 зионной стойкости полосы, отжиг в агрегатах непрерывного действия проводят при 600-660 С в течение 10о

60 с, а в агрегатах периодического действия — при 410-440 С в течение

1-4 ч.