Способ изготовления горячекатаных листов из малоуглеродистых низколегированных сталей

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам производства высокопрочных горячекатаных листов из малоуглеродистых низколегированных сталей, сматываемых после прокатки в рулон. Цель изобретения - получение структуры вырожденного перлита (псевдоэвтектоида) в горячекатаном прокате, обеспечивающей высокий комплекс механических свойств (σ_т≥ 500 н/мм², KCU^-70≥ 100 Дж/см²) малоуглеродистой низколегированной стали. Способ изготовления листов включает горячую прокатку с температурой конца прокатки ускоренное охлаждение со скоростью, обеспечивающей сохранение аустенита до температуры при которой проводят смотку в рулон, где температура минимальной устойчивости аустенита в области феррито-перлитного превращения. Допустимо охлаждение с со скоростью, обеспечивающей сохранение не менее 70% аустенита при достижении температуры смотки. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам производства высокопрочных горячекатаных листов из малоуглеродистых низколегированных сталей, сматываемых после прокатки в рулон.

Известен способ изготовления листовой рулонной малоуглеродистой низколегированной стали, включающий прокатку, охлаждение до температуры смотки и смотку в рулон, который из-за малой скорости охлаждения листа до температуры смотки и высокой температуры смотки не позволяет получать высокий комплекс механических свойств в горячекатаном состоянии. Поэтому горячекатаный металл подвергается дополнительной нормализации [1] После горячей прокатки, а также и после нормализации структура листа представляет смесь феррита и перлита с характерным слоевым параллельно плоскости прокатки распределением этих составляющих (полосчатая структура).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения листовой рулонной малоуглеродистой низколегированной стали, включающий горячую прокатку с температурой конца прокатки 800-1000^оС, ускоренное охлаждение между температурой конца прокатки и температурой смотки 550-620^оС и смотку в рулон [2] В частности, сталь, содержащую 0,15 мас. углерода, 1,5 мас. марганца; 0,49 мас. кремния, прокатывали по режиму: температура конца прокатки 830-920^оС, охлаждение со скоростью 20-49^о/с до температуры 605-620^оС и смотка при этой температуре в рулон. При этом были получены следующие свойства стали: σ _т= 376-429 Н/мм², σ _в 531-586 Н/мм², δ 26,8-28,6% Прочностные свойства стали, полученные после прокатки по приведенным режимам, оказались довольно низкими вследствие высокой температуры смотки, при которой аустенит распадается с образованием обычной феррито-перлитной структуры.

Целью изобретения является получение структуры вырожденного перлита (псевдоэвтектоида) в горячекатаном прокате, обеспечивающей высокий комплекс механических свойств малоуглеродистой низколегированной стали на уровне свойств, достигаемых после контролируемой прокатки микролегированных феррито-перлитных сталей, которая более энергоемка и менее технологична из-за низкой температуры конца прокатки и скорости прокатки.

Цель достигается тем, что в способе получения горячекатаных листов рулонной малоуглеродистой низколегированной стали, включающем горячую прокатку, охлаждение и смотку в рулон, прокатку заканчивают при температуре Т_к.п.= A_C3+(30-60)^оС, а охлаждение перед смоткой ведут со скоростью, обеспечивающей сохранение аустенита до температуры Т_τmin (50-120)^оС, при которой проводят смотку в рулон, где Т_τmin температура минимальной устойчивости аустенита в области феррито-перлитного превращения. Охлаждение с температуры конца прокатки до температуры смотки Т_см может быть проведено со скоростью, обеспечивающей сохранение не менее 70% аустенита при достижении температуры смотки.

Структура вырожденного перлита формируется в процессе смотки и медленного (естественного) охлаждения рулона. Указанная структура характеризуется мелким (4-7 мкм) зерном феррита неправильной формы с сильно извилистыми границами и равномерным распределением цементита внутри и по границам зерен феррита. Полосчатость распределения составляющих структуры исключена. Такая структура обеспечивает высокий комплекс механических свойств.

Более низкая и более высокая температура конца прокатки (по отношению к заявленной температуре) не обеспечивает получения оптимального размера аустенитного зерна, необходимого для формирования при последующем охлаждении структуры вырожденного перлита. В частности, при более высокой, чем оптимальная, температуре конца прокатки будет формиpоваться в результате охлаждения структура видманштетта и верхнего бейнита; при низкой температуре конца прокатки будет формироваться в результате охлаждения обычная феррито-перлитная структура с полосчатым распределением ее составляющих.

Температурный интервал смотки в рулон располагается между интервалами феррито-перлитного и бейнитного превращений. Скорость охлаждения от температуры конца прокатки до температуры смотки должна быть достаточно высокой, чтобы не допустить распада аустенита выше температуры Т _τmin (50-120)^оС. Распад аустенита при Т _τmin (50 120)^оС в квазиизотермических условиях массивного рулона обеспечивает формирование структуры вырожденного перлита. Смотка при более высокой температуре приводит к образованию в стали феррито-перлитной структуры, а при более низкой, чем оптимальная, температуре вместо вырожденного перлита образуются бейнит и мартенсит. Время охлаждения рулона с температуры смотки до комнатной температуры произвольно (медленно, без принудительного охлаждения водой).

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р. Прокатывают 4 полосы толщиной 7 мм из малоуглеродистой низколегированной стали 17ГIС (0,15% углерода, 1,40% марганца, 0,41% кремния, 0,025% фосфора, 0,010% серы, 0,028% алюминия, 0,008% азота, остальное железо). Критические точки стали 17ГIС: A_C3 860^оС, А_СI730^оС, температура минимальной устойчивости аустенита в области феррито-перлитного превращения Т _τmin 600^оС.

Режимы прокатки и охлаждения и получающиеся после нее механические свойства приведены в таблице.

Как видно из таблицы, изменение режимов прокатки в пределах заявляемых интервалов (температуры конца прокатки, температуры смотки) не вызывает большого разброса значений характеристик механических свойств, при этом гарантируются высокие прочность (σ_т≥500 Н/мм²) и хладостойкость (КСU^-70 ≥ 100 Дж/см²) горячекатаного проката.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ЛИСТОВ ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, включающий горячую прокатку, охлаждение до заданной температуры, при которой производят смотку в рулон, и окончательное охлаждение, отличающийся тем, что прокатку заканчивают при Ac₃ + (30 ^oC 60)^oС, охлаждение ведут со скоростью, обеспечивающей сохранение аустенита до и при этой температуре осуществляют смотку в рулон, где температура минимальной устойчивости аустенита в области ферритоперлитного превращения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение с температуры конца прокатки до температуры смотки ведут со скоростью, обеспечивающей сохранение не менее 70% аустенита при температуре смотки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2