способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием

Классы МПК:C21D8/02 при изготовлении плит или лент
C21D1/20 изотермическая закалка, например получение бейнита
C22C38/04 содержащие марганец
C22C38/12 содержащие вольфрам, тантал, молибден, ванадий или ниобий
C22C38/16 содержащие медь
C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе
Автор(ы):, , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-05
публикация патента:

Изобретение относится к области термомеханической обработки для изготовления стального проката с требуемыми свойствами. Для обеспечения требуемого уровня потребительских свойств металлопроката получают заготовку из стали, содержащей, мас.%: C 0,05-0,18, Si 0,05-0,6, Mn 1,30-2,05, S не более 0,015, P не более 0,020, Cr 0,02-0,35, Ni 0,02-0,45, Cu 0,05-0,30, Ti не более 0,050, Nb 0,010-0,100, V не более 0,120, N не более 0,012, Al не более 0,050, Mo не более 0,45, железо и неизбежные примеси остальное. Заготовку нагревают и осуществляют черновую прокатку при температурах, превышающих температуру рекристаллизации аустенита, с междеформационной паузой, обеспечивающей требуемое снижение температуры металла, затем проводят чистовую прокатку, правку и ускоренное охлаждение проката, при этом температуру нагрева под прокатку Т устанавливают с обеспечением требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов и определяют по зависимости: t+280°C<T<t+310°C, где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C, a теплоотвод с поверхности проката в процессе ускоренного охлаждения задают с обеспечением формирования требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия. 2 з.п.ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к области термомеханической обработки металлов и может быть применено для изготовления стальных изделий с требуемыми свойствами, обуславливаемыми их структурным состоянием.

Известен способ изготовления тонкой высокопрочной горячекатаной листовой стали толщиной не более 3,5 мм, которая имеет высокую однородность и хорошие механические свойства стальных листов, а также способ горячей прокатки листовой стали (US 6364968 [1]). Сталь содержит C: 0,05-0,30 мас.%, Si: 0,03-1,0 мас.%, Mn: 1,5-3,5 мас.%, P: не более 0,02 мас.%, S: не более 0,005 мас.%, Al, не более 0,150 мас.%, N: не более 0,0200 мас.%, и один или два из Nb: 0,003-0,20 мас.% и Ti: 0,005-0,20 мас.%. Заготовку нагревают до температуры не выше 1200°C. Осуществляют горячую прокатку с температурой конца чистовой стадии не ниже 800°C. Начало чистовой прокатки осуществляют при температуре 950-1050°C. Горячекатаный лист ускоренно охлаждают в течение двух секунд после окончания прокатки, а затем непрерывно охлаждают до температуры смотки со скоростью охлаждения 20-150°C/сек. Горячекатаный лист сматывается при температуре 300-550°C, предпочтительно выше 400°C. В результате получают лист с тонкой структурой бейнита, в которых размер среднего зерна не более 3,0 мкм с соотношением осей зерна не более чем 1,5, при этом размер большей оси не превышает 10 мкм.

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает обеспечения растворимости карбонитридов легирующих элементов и не дает рекомендаций по оптимальному режиму нагрева заготовок.

Известен способ получения холоднокатаного и отожженного стального листа с прочностью более 1200 МПа (RU 2437945 [2]). Для реализации способа выплавляют сталь состава, в мас.%: 0,10способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 Cспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,25, 1способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 Mnспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 3, Alспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,010, Siспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 2,990, Sспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,015, Pспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,1, Nспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,008, при этом 1способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 Si+Alспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 3, в случае необходимости состав содержит: 0,05способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 Vспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,15, Bспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,005, Moспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,25, Crспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 1,65, при этом Cr+(3×Mo)способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,3, Tiспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 0,040, при этом Ti/Nспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 4, железо и неизбежные примеси, получаемые при выплавке - остальное. Отливают заготовку из стали и нагревают до температуры более 1150°C, производят горячую прокатку для получения горячекатаного листа, сматывают лист, очищают поверхность листа, производят холодную прокатку листа с коэффициентом обжатия от 30 до 80%, холоднокатаный лист нагревают со скоростью Vc от 5 до 15°C/с до температуры T1, находящейся в пределах от Ac3 до Ac3+20°C, в течение времени t1 от 50 до 150 с, затем указанный лист охлаждают со скоростью VR1, превышающей 40°C/с и меньшей 100°C/с, до температуры T2, находящейся в пределах от Ms-30°C до Ms+30°C, выдерживают при указанной температуре Т2 в течение времени t 2 от 150 до 350 с и проводят охлаждение со скоростью V R2 менее 30°C/с до температуры окружающей среды. Микроструктура стального листа содержит от 15 до 90% бейнита, а остальную часть составляют мартенсит и остаточный аустенит.

Недостатком известного способа является сложность реализации и большие энергозатраты для получения заданного структурного состояния в листе, поскольку требует повторного нагрева и многоступенчатого охлаждения.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является способ получения толстостенного высокопрочного горячекатаного стального листа, известный из RU 2011107730 [3]. Способ получения толстостенного высокопрочного горячекатаного стального листа, предусматривает нагревание материала стали, содержащего в расчете на мас.%:

0,02%-0,08% C,

0,01%-0,50% Si,

0,5%-1,8% Mn,

0,025% или менее P,

0,005% или менее S,

0,005%-0,10% Al,

0,01%-0,10% Nb,

0,001%-0,05% Ti,

0,01% до 1,0% Cr

остальное - Fe и неизбежные примеси, при этом содержание C, Ti и Nb удовлетворяет соотношению (Ti+Nb/2))/C<4.

Затем проводят горячую прокатку, включающую черновую прокатку и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение при средней скорости охлаждения в середине стального листа в направлении толщины 10°C/с или более до достижения температуры прекращения охлаждения, отвечающей в середине стального листа в направлении толщины величине BFS или ниже, где BFS определяется выражением: BFS (°C)=770-300C-70Mn-70Cr-170Mo-40Cu-40Ni-1,5CR и сматывание в рулон при температуре намотки, равной в середине стального листа в направлении толщины величине BFSO или ниже, где BFSO определяется выражением: BFSO (°C)=770-300C-70Mn-70Cr-170Mo-40Cu-40Ni, где в приведенных выражениях каждый из C, Mn, Cr, Mo, Cu и Ni представляют доли их содержания (мас.%), а показатель CR представляет скорость охлаждения (°C/с) в середине стального листа в направлении толщины. Ускоренное охлаждение выполняют при средней скорости охлаждения, составляющей на расстоянии 1 мм от поверхности стального листа в направлении толщины 100°C/с или более, а сматывание в рулон проводят при температуре намотки, составляющей в середине стального листа в направлении толщины 300°C или выше.

Недостатком известного способа являются большие энергозатраты для получения заданного структурного состояния в листе, обусловленные не оптимальным режимом нагрева.

Заявляемый способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием направлен на достижение требуемого уровня потребительских свойств металлопроката.

Указанный результат достигается тем, что способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием из стали, имеющей в своем составе в мас.%:

C0,05-0,18 Cu0,05-0,30
Si0,05-0,6Ti не более 0,050
Mn1,30-2,05Nb 0,010-0,100
S не более 0,015V не более 0,120
P не более 0,020Nне более 0,012
Cr 0,02-0,35Alне более 0,050
Ni0,02-0,45 Moне более 0,45
Fe и неизбежные примеси - остальноеспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213

включает нагрев под прокатку, черновую прокатку при температурах, превышающих температуру рекристаллизации аустенита, междеформационную паузу, обеспечивающую требуемое снижение температуры металла, чистовую прокатку, правку и ускоренное охлаждение проката, при этом, температуру нагрева под прокатку T устанавливают обеспечивающей требуемую растворимость карбидов и нитридов микролегирующих элементов и определяют из t+280°C<T<t+310°C,

где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C,

где вместо химического обозначения каждого элемента подставляется содержание этого элемента, мас.%,

а теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения задают обеспечивающим формирование требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия.

Указанный результат достигается также тем, что теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения контролируют путем измерения температуры его поверхности.

Указанный результат достигается также тем, что измерение температуры поверхности проката осуществляют перед началом и в конце ускоренного охлаждения.

Приведенный диапазон концентраций элементов в стали обусловлен марочным сортаментом сталей, к которому, прежде всего, относятся марки для производства труб большого диаметра, судовые и конструкционные стали.

Нагрев заготовки осуществляется до температур растворения карбидов и нитридов таких микролегирующих элементов, как Ti, Nb, V. Это необходимо для того, чтобы обеспечить требуемую концентрацию этих элементов в аустените с целью реализации механизмов упрочнения этими элементами в процессе дальнейшей обработки.

Проведенные авторами исследования показали, что температурный диапазон нагрева под прокатку [t+280°C; t+310°C], где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C, является оптимальным для обеспечения растворения карбидов и нитридов указанных микролегирующих элементов.

Температура нагрева под прокатку меньше (t+280°C) не обеспечит перехода необходимого количества микролегирующих элементов в состав твердого раствора на основе ГЦК железа. Впоследствии это приведет к недостаточному упрочнению проката по механизму дисперсионного твердения и, соответственно, не позволит достичь требуемого уровня механических свойств. Кроме того, пониженная температура нагрева под прокатку ведет к повышению энергосиловых параметров процесса прокатки и увеличению нагрузок на прокатное оборудование.

Проводить нагрев заготовки под прокатку выше температуры (t+310°C) нецелесообразно, так как это приводит к чрезмерному росту зерна аустенита и избыточному расходу энергоносителя.

Черновую прокатку необходимо вести при температурах, превышающих температуру рекристаллизации аустенита, для того, чтобы обеспечить протекание процессов рекристаллизации аустенитных зерен с целью формирования мелкозернистой структуры перед чистовой прокаткой. Междеформационную паузу проводят для того, чтобы обеспечить охлаждение металла до температур начала чистовой прокатки. Предварительную правку необходимо проводить для обеспечения необходимой плоскостности проката перед ускоренным охлаждением.

Ускоренное охлаждение проката необходимо для того, чтобы обеспечить формирование в процессе фазовых превращений требуемой объемной доли бейнита из аустенита в сечении металлоизделия.

При этом необходимый теплоотвод с поверхности металла зависит от теплофизических параметров самой стали, определяемых ее химическим составом, и технических характеристик установки ускоренного охлаждения в потоке стана.

Для крупногабаритного металлоизделия формирование однородной по объему металла структуры представляет собой сложную инженерную задачу. В связи с этим целесообразно оперировать понятием требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия, достаточной для обеспечения заданных потребительских свойств.

На практике контролировать теплоотвод с поверхности удобно по соответствующей средней скорости изменения температуры поверхности в соответствующем температурном диапазоне.

При этом в частных случаях реализации измерение температуры поверхности проката целесообразно осуществлять перед началом и в конце ускоренного охлаждения.

Теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения, обеспечивающий формирование требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия, можно определить путем проведения предварительных экспериментов.

Для этого образцы исследуемой стали подвергались охлаждению из аустенитной области, реализуя различные условия теплоотвода с поверхности металла в диапазоне температур протекания бейнитного превращения. При этом процесс теплоотвода контролировали путем измерения температуры поверхности образца.

Затем образцы исследовались с помощью оптического и электронного микроскопа и микротвердомера, и устанавливалась объемная доля бейнита в сечении металлоизделия.

Определить требуемые режимы охлаждения возможно также по экспериментально-расчетной методике, описанной в RU 2413777 [4], согласно которой соответствующие параметры теплового воздействия в процессе охлаждения находят путем решения системы уравнений, включающей в себя уравнение теплопроводности в общем виде

dQ=L·способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 T·dS·dt, где dQ - поток тепла через поверхность dS в м2 за время dt в секундах, измеряемый в Дж, L - коэффициент теплопроводности в Дж/К*м*с, способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 T - градиент температуры в К/м;

уравнение сохранения энергии, учитывающее энерговыделение за счет изменения химического и фазового состава материала обрабатываемого металлоизделия способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 , где H и H0 - начальные энтальпии фаз в Дж, Hспособ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 и способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 - начальные энтальпии фаз в Дж через время способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 t в секундах, q - удельное энерговыделение при фазовом превращении в Дж/кг, способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 m - изменение массы фаз в кг в течение заданного промежутка времени, Q - приток тепла из окружающей среды в Дж/с,

и кинетические уравнения, описывающие фазовые превращения в объеме изделия вида способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 для случая, когда не произошло столкновения границ зерен растущей фазы или фронтов концентрационных возмущений и способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 для случая, когда столкновение уже произошло, где способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 - безразмерное локальное относительное содержание растущей фазы, ki=ki(Т, способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 T) - кинетические коэффициенты в с-1, T - локальная температура, a способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213 T - отклонение локальной температуры от температуры фазового равновесия, измеряемые в градусах Кельвина, при этом период охлаждения разбивают на интервалы, тепловое воздействие на поверхность изделия на выбранном интервале определяют итерациями до совпадения результатов расчетного и заданного значения температуры. В результате определяется тепловой поток в момент фазового превращения, что дает возможность рассчитать целевое значение потока тепла с поверхности (теплоотвод) и среднюю скорость изменения температуры в соответствующем температурном диапазоне, обеспечивающую формирование требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия с учетом теплопроводности металла и тепловых эффектов фазовых превращений.

При этом, как температура нагрева под прокатку, так и необходимый теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения являются технологическими параметрами, соблюдение которых необходимо для достижения требуемых свойств продукции.

Оптимальный нагрев под прокатку не допускает чрезмерного роста зерна аустенита и обеспечивает возможность реализации механизмов упрочнения микролегирующих элементами в процессе дальнейшей прокатки и ускоренного охлаждения. Однако, если осуществляемый в процессе ускоренного охлаждения теплоотвод является недостаточным для формирования требуемой доли бейнита в сечении, то заданные свойства не будут достигнуты.

Если реализован необходимый для формирования требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия теплоотвод с поверхности, но при нагреве сформировалось крупное зерно аустенита или концентрация микролегирующих элементов в аустените ниже необходимой, то заданные потребительские свойства также не будут обеспечены.

Сущность заявляемого способа поясняется примерами реализации.

Пример 1. В самом общем случае способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют необходимый теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения для обеспечения образования требуемой объемной доли бейнита в сечении металлоизделия по методам, описанным выше. Дополнительно определяют среднюю скорость изменения температуры поверхности металла при реализации требуемого теплоотвода в соответствующем температурном диапазоне.

Заготовку (сляб) нагревают до температуры, обеспечивающей требуемую растворимость карбидов и нитридов микролегирующих элементов. Значение температуры нагрева определяют из интервала значений t+280°C<T<t+310°C, исходя из ее химического состава, где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C,

После нагрева осуществляют черновую прокатку при температурах, превышающих температуру рекристаллизации, затем междеформационную паузу, обеспечивающую требуемое снижение температуры металла под чистовую прокатку, чистовую прокатку, правку и ускоренное охлаждение проката, обеспечивающее теплоотвод с поверхности, требуемый для формирования заданной объемной доли бейнита в сечении металлоизделия.

Пример 2. Была поставлена задача из стали следующего состава, мас.%: 0,05% C; 0,28% Si; 1,37% Mn; 0,001% S; 0,007% P; 0,02% Cr; 0,38% Ni; 0,29% Cu; 0,038% Al; 0,006% N; 0,004% V; 0,015% Ti; 0,038% Nb; 0,15% Mo; остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 40×2560×15000 мм с объемной долей бейнита в сечении металлоизделия 20%.

Для этого заготовку весом 11,96 т размерами 300×2000×2640 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, передавали на толстолистовой стан горячей прокатки.

Предварительно определили необходимый теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения для обеспечения образования 20% объемной доли бейнита в сечении металлоизделия экспериментальным путем, описанным выше. Установили, что необходимый теплоотвод с поверхности достигается при средней скорости изменения температуры поверхности в диапазоне 730-530°C, составляющей 16-20°C/с.

Исходя из химического состава стали, пользуясь уравнением t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C, определили значение параметра t=865°C температуры нагрева T из диапазона t+280°C<T<t+310°C, равное 1170°C, и осуществили нагрев заготовки до этого значения.

После этого проводили черновую прокатку за 6 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 1070-1010°C, что выше температуры рекристаллизации аустенита, с суммарной степенью деформации 51% в течение 80 с.

Затем осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе (междеформационную паузу) до достижения температуры поверхности металла 750°C.

Чистовую прокатку проводили за 19 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 750-730°C с суммарной степенью деформации 73% в течение 170 с.

После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению в установке спрейерного и ламинарного охлаждения с использованием технической воды в температурном диапазоне 730-530°C со средней скоростью изменения температуры поверхности металла 17°C/с.

Структурные исследования готового проката показали, что объемная доля бейнита в сечении металлоизделия составила 20%. Требуемый технический результат достигнут.

Пример 3. Была поставлена задача из стали следующего состава, мас.%: 0,10% C; 0,34% Si; 1,62% Mn; 0,002% S; 0,009% P; 0,03% Cr; 0,02% Ni; 0,05% Cu; 0,04% Al; 0,007% N; 0,047% V; 0,025% Ti; 0,042% No; 0,01% Mo; остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 16,8×4530×38500 мм с объемной долей бейнита в сечении металлоизделия 15%.

Для этого заготовку весом 23,24 т размерами 300×2600×3900 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, передавали на толстолистовой стан горячей прокатки.

Предварительно определили необходимый теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения для обеспечения образования 15% объемной доли бейнита в сечении металлоизделия расчетным путем, описанным выше. Установили, что необходимый теплоотвод с поверхности достигается при средней скорости изменения температуры поверхности в диапазоне 715-620°C, составляющей 12-26°C/с.

Исходя из химического состава стали, пользуясь уравнением t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C, определили значение параметра t=855°C температуры нагрева T из диапазона t+280°C<T<t+310°C, равное 1150°C, и осуществили нагрев заготовки до этого значения.

После этого проводили черновую прокатку за 12 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 1090-1000°C, что выше температуры рекристаллизации аустенита, с суммарной степенью деформации 73% в течение 130 с.

Затем осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе (междеформационную паузу) до достижения температуры поверхности металла 830°C.

Чистовую прокатку проводили за 15 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 830-740°C с суммарной степенью деформации 79% в течение 140 с.

После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению в установке ламинарного охлаждения с использованием технической воды в температурном диапазоне 715-620°C со средней скоростью изменения температуры поверхности металла 15°C/с.

Структурные исследования готового проката показали, что объемная доля бейнита в сечении металлоизделия составила 15%. Требуемый технический результат достигнут.

Пример 4. Была поставлена задача из стали следующего состава, мас.%: 0,15% C; 0,4% Si; 1,70% Mn; 0,003% S; 0,012% P; 0,35% Cr; 0,25% Ni; 0,22% Cu; 0,035% Al; 0,008% N; 0,08% V; 0,025% Ti; 0,045% Nb; 0,02% Mo; остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 30×2550×29200 мм с объемной долей бейнита 30% в сечении металлоизделия.

Для этого заготовку весом 17,05 т размерами 300×2400×3100 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, передавали на толстолистовой стан горячей прокатки.

Предварительно определили необходимый теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения для обеспечения образования 30% объемной доли бейнита в сечении металлоизделия экспериментальным путем, описанным выше. Установили, что необходимый теплоотвод с поверхности достигается при средней скорости изменения температуры поверхности в диапазоне 770-650°C, составляющей 23-28°C/с.

Исходя из химического состава стали, пользуясь уравнением t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C, определили значение параметра t=840°C температуры нагрева T из диапазона t+280°C<T<t+310°C, равное 1150°C, и осуществили нагрев заготовки до этого значения.

После этого проводили черновую прокатку за 10 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 1080-990°C, что выше температуры рекристаллизации аустенита, с суммарной степенью деформации 70% в течение 105 с.

Затем осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе (междеформационную паузу) до достижения температуры поверхности металла 840°C.

Чистовую прокатку проводили за 15 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 840-790°C с суммарной степенью деформации 63% в течение 160 с.

После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению в установке спрейерного и ламинарного охлаждения с использованием технической воды в температурном диапазоне 770-650°C со средней скоростью изменения температуры поверхности металла 27°C/с.

Структурные исследования готового проката показали, что объемная доля бейнита в сечении металлоизделия составила 30%. Требуемый технический результат достигнут.

Литература

1. US 6364968.

2. RU 2437945.

3. RU 2011107730.

4. RU 2413777.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения металлопроката с заданным структурным состоянием, включающий получение заготовки из стали, содержащей, мас.%:

C0,05-0,18
Si0,05-0,6
Mn1,30-2,05
Sне более 0,015
Рне более 0,020
Cr0,02-0,35
Ni0,02-0,45
Cu0,05-0,30
Tiне более 0,050
Nb0,010-0,100
Vне более 0,120
Nне более 0,012
Alне более 0,050
Moне более 0,45
Fe и неизбежные способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием, патент № 2516213
примеси остальное


нагрев заготовки, черновую прокатку при температурах, превышающих температуру рекристаллизации аустенита, междеформационную паузу, обеспечивающую требуемое снижение температуры металла, чистовую прокатку, правку и ускоренное охлаждение проката, при этом температуру нагрева под прокатку T устанавливают из условия обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов и определяют по зависимости:

t+280°C<T<t+310°C,

где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo, °C,

где - C, Si, Mn, Cr, Ni, Cu, Ti, Nb, V, N, Al, Mo - содержание элементов, мас.%, а теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения осуществляют с обеспечением формирования требуемой объемной доли бейнита в сечении металлопроката.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплоотвод с поверхности проката в процессе его ускоренного охлаждения контролируют путем измерения температуры поверхности.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что измерение температуры поверхности проката осуществляют перед началом и в конце ускоренного охлаждения.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2516213

patent-2516213.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C21D8/02 при изготовлении плит или лент

Патенты РФ в классе C21D8/02:
способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты -  патент 2529325 (27.09.2014)
способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа с превосходной обрабатываемостью -  патент 2528579 (20.09.2014)
способ горячей прокатки сляба и стан горячей прокатки -  патент 2528560 (20.09.2014)
высокопрочный холоднокатаный стальной лист с превосходным сопротивлением усталости и способ его изготовления -  патент 2527571 (10.09.2014)
стальной лист, обладающий превосходной формуемостью, и способ его производства -  патент 2527506 (10.09.2014)
холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной сгибаемостью и способ его производства -  патент 2524021 (27.07.2014)
листовая конструкционная нержавеющая сталь, обладающая превосходной коррозионной устойчивостью в сварном шве, и способ ее производства -  патент 2522065 (10.07.2014)
способ производства штрипсов из низколегированной стали -  патент 2519720 (20.06.2014)
способ производства горячего проката из микролегированных сталей -  патент 2519719 (20.06.2014)
способ термомеханической обработки -  патент 2519343 (10.06.2014)

Класс C21D1/20 изотермическая закалка, например получение бейнита

Патенты РФ в классе C21D1/20:
способ комплексной термической обработки стали -  патент 2503726 (10.01.2014)
способ получения бейнитного чугуна при термической обработке -  патент 2490335 (20.08.2013)
способ обработки горячекатаного проката -  патент 2486260 (27.06.2013)
супербейнитная сталь и способ ее получения -  патент 2479662 (20.04.2013)
способ и устройство для непрерывного формирования бейнитной структуры в углеродистой стали, прежде всего в полосовой стали -  патент 2449030 (27.04.2012)
способ и установка для проведения процесса структурного превращения в материале заготовок сухим методом -  патент 2436845 (20.12.2011)
способ термической обработки металлической дроби -  патент 2372409 (10.11.2009)
способ термической обработки конструкционных сталей -  патент 2348701 (10.03.2009)
способ термической обработки пружин из кремнистой стали -  патент 2257418 (27.07.2005)
способ обработки стальной ленты -  патент 2238987 (27.10.2004)

Класс C22C38/04 содержащие марганец

Патенты РФ в классе C22C38/04:
высокопрочный холоднокатаный лист с превосходной формуемостью и способ его изготовления -  патент 2527514 (10.09.2014)
высокопрочная гальванизированная листовая сталь и способ ее изготовления -  патент 2510423 (27.03.2014)
способ комплексной термической обработки стали -  патент 2503726 (10.01.2014)
двухслойная, стойкая к динамическому воздействию, листовая сталь высокой прочности и способ ее производства -  патент 2501657 (20.12.2013)
способ изготовления штампованных изделий и штампованные изделия, изготовленные этим способом -  патент 2499847 (27.11.2013)
рельсы из перлитной стали с превосходной износостойкостью и ударной вязкостью -  патент 2485201 (20.06.2013)
способ термической обработки стали -  патент 2481406 (10.05.2013)
перлитные рельсы -  патент 2476617 (27.02.2013)
способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали -  патент 2471876 (10.01.2013)
способ производства листа из электротехнической стали с ориентированным зерном -  патент 2465348 (27.10.2012)

Класс C22C38/12 содержащие вольфрам, тантал, молибден, ванадий или ниобий

Патенты РФ в классе C22C38/12:
стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающий превосходной формуемостью, и способ его производства -  патент 2524030 (27.07.2014)
малоуглеродистая легированная сталь -  патент 2505619 (27.01.2014)
низколегированная конструкционная сталь с повышенной прочностью -  патент 2505618 (27.01.2014)
способ термической обработки монокристаллов ферромагнитного сплава fe-ni-co-al-nb с термоупругими - ' мартенситными превращениями -  патент 2495946 (20.10.2013)
низкоуглеродистая низколегированная сталь для изготовления крупного горячекатаного сортового и фасонного проката -  патент 2495148 (10.10.2013)
неориентированная магнитная листовая сталь и способ ее изготовления -  патент 2485186 (20.06.2013)
высокопрочный свариваемый арматурный профиль -  патент 2478727 (10.04.2013)
стальной лист для производства магистральной трубы с превосходной прочностью и пластичностью и способ изготовления стального листа -  патент 2478133 (27.03.2013)
рельсовая сталь с превосходным сочетанием характеристик износостойкости и усталостной прочности при контакте качения -  патент 2459009 (20.08.2012)
твердые сплавы с сухим составом -  патент 2447180 (10.04.2012)

Класс C22C38/16 содержащие медь

Патенты РФ в классе C22C38/16:
способ производства высокопроницаемой анизотропной электротехнической стали -  патент 2516323 (20.05.2014)
конструкционная сталь -  патент 2478728 (10.04.2013)
способ производства листового проката -  патент 2465347 (27.10.2012)
способ получения текстурированной кремнистой стали, содержащей медь -  патент 2457260 (27.07.2012)
способ изготовления ориентированной si стали с высокими электромагнитными характеристиками -  патент 2450062 (10.05.2012)
способ производства листового проката -  патент 2434951 (27.11.2011)
способ производства холоднокатаных полос низколегированной стали класса прочности 260 -  патент 2432404 (27.10.2011)
способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной стали для штамповки и последующего эмалирования -  патент 2424328 (20.07.2011)
сталь конструкционная с высокой ударной вязкостью при криогенных температурах -  патент 2414520 (20.03.2011)
стальная литая дробь -  патент 2406777 (20.12.2010)

Класс C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе

Патенты РФ в классе C22C38/58:
термостойкая аустенитная сталь, обладающая стойкостью к растрескиванию при снятии напряжений -  патент 2528606 (20.09.2014)
трубная сталь -  патент 2525874 (20.08.2014)
холоднодеформируемая сталь повышенной прочности и состоящее из нее плоское изделие -  патент 2524027 (27.07.2014)
листовая конструкционная нержавеющая сталь, обладающая превосходной коррозионной устойчивостью в сварном шве, и способ ее производства -  патент 2522065 (10.07.2014)
коррозионностойкая высокопрочная сталь -  патент 2519337 (10.06.2014)
малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь -  патент 2515716 (20.05.2014)
сталь -  патент 2514901 (10.05.2014)
высокопрочная среднеуглеродистая комплекснолегированная сталь -  патент 2510424 (27.03.2014)
высокопрочная гальванизированная листовая сталь и способ ее изготовления -  патент 2510423 (27.03.2014)
стали со структурой пакетного мартенсита -  патент 2507297 (20.02.2014)


Наверх