RU2137560C1 - Method for making rolled cast iron sheets - Google Patents

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely manufacture of hot rolled sheets, bands, strips of cast iron with spheroidal graphite. SUBSTANCE: method comprises steps of heating blank of cast iron with spheroidal graphite until 750 C - 1100 C, performing its multiple lengthwise rolling at reduction in each pass equal to (8-55)% and terminating rolling at temperature 720 C - 950 C. In variants after first five passes blank is turned in rolling plane by angle equal to 90 degrees and then it is rolled to final thickness. After completion of rolling procedure rolled sheet is subjected to heat treatment at heating it until temperature equal to Ar3 + (50-280)C and soaking it at such temperature for 0.4-48 hours. EFFECT: enhanced set of mechanical properties, increased corrosion resistance, less loss of yield. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения горячекатаных листов, лент и полос из чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ). The invention relates to rolling production and can be used to produce hot-rolled sheets, strips and strips of nodular iron (ChShG).

Известен способ производств листового проката из чугуна, по которому расплав направляют в валки, затем осуществляют нагрев заготовки [1]. A known method of production of sheet metal from cast iron, in which the melt is sent to the rolls, then the workpiece is heated [1].

Недостатки известного способа состоят в том, что он не обеспечивает высокого комплекса механических свойств и коррозионной стойкости листового проката, а также имеет низкий выход годного. The disadvantages of this method are that it does not provide a high complex of mechanical properties and corrosion resistance of sheet metal, and also has a low yield.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении комплекса механических свойств, коррозионной стойкости и увеличении выхода годного. The technical problem solved by the invention is to increase the complex of mechanical properties, corrosion resistance and increase yield.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе производства листового проката из чугуна, включающем нагрев заготовки, согласно предложению, используют заготовку из чугуна с шаровидным графитом, нагрев заготовки производят до температуры 750-1100^oC и осуществляют ее последующую многопроходную продольную прокатку с обжатием в каждом из проходов 8-55% и с температурой окончания прокатки 720-950^oC.The specified technical problem is solved in that in the method for the production of sheet metal from cast iron, including heating the workpiece, according to the proposal, use a workpiece of cast iron with spherical graphite, the workpiece is heated to a temperature of 750-1100 ^o C and carry out its subsequent multi-pass longitudinal rolling with compression in each of the passes is 8-55% and with a temperature of the end of rolling 720-950 ^o C.

Возможен вариант выполнения способа, по которому после первых 1-5 проходов заготовку поворачивают в плоскости прокатки на угол 90^o и прокатывают до конечной толщины.A possible embodiment of the method according to which, after the first 1-5 passes, the workpiece is rotated in the rolling plane at an angle of 90 ^o and rolled to a final thickness.

Также возможен вариант выполнения способа, по которому после окончания прокатки листовой прокат подвергают термической обработке путем нагрева до температуры А_r3 +50-280^oC и выдержки при этой температуре в течение 0,4-48 ч.There is also a possible embodiment of the method according to which, after rolling, the sheet metal is subjected to heat treatment by heating to a temperature A _r3 + 50-280 ^o C and holding at this temperature for 0.4-48 hours

Сущность изобретения состоит в следующем. Нагрев литой заготовки до температуры 750-1100^oC обеспечивает повышение технологической пластичности ЧШГ и протекание рекристаллизации в деформированной микроструктуре аустенита. Приобретенный ресурс технологической пластичности позволяет деформировать ЧШГ продольной прокаткой с обжатием по толщине за проход 8-55%. В процессе деформирования и в периодах между проходами в ЧШГ протекают рекристаллизационные процессы, снятие напряжений деформации, залечивание зародышевых микротрещин. Заготовка из ЧШГ сохраняет способность деформироваться без разрушения и приобретать повышенный комплекс механических и антикоррозионных свойств при температуре окончания прокатки 720- 950^oC.The invention consists in the following. The heating of the cast billet to a temperature of 750-1100 ^o C provides an increase in technological ductility of the NWG and the occurrence of recrystallization in the deformed austenite microstructure. The acquired resource of technological plasticity allows one to deform the steel alloy by longitudinal rolling with compression in thickness for a passage of 8-55%. In the process of deformation and in the periods between passes in the NWG, recrystallization processes take place, stress deformation is removed, and germinal microcracks are healed. A blank made of steel alloy retains the ability to deform without fracture and acquire an increased complex of mechanical and anticorrosion properties at a rolling end temperature of 720–950 ^o C.

Продольная прокатка в одном направлении из-за однонаправленного пластического течения металла в очаге деформации создает в листовом прокате из ЧШГ текстуру деформирования и анизотропию механических свойств. Поэтому для выравнивания механических свойств заготовку после первых 1-5 проходов можно поворачивать в плоскости прокатки на угол 90^o, изменяя направление пластического течения металла.Longitudinal rolling in one direction, due to the unidirectional plastic flow of the metal in the deformation zone, creates a deformation texture and anisotropy of mechanical properties in sheet metal from PZG. Therefore, to equalize the mechanical properties of the workpiece after the first 1-5 passes, you can rotate in the rolling plane at an angle of 90 ^o , changing the direction of the plastic flow of metal.

После завершения горячей продольной прокатки листовой прокат из ЧШГ имеет деформированную рекристаллизованную микроструктуру, содержащую ледебурит, наличие которого ухудшает вязкость и коррозионную стойкость проката. Последующая термообработка по режиму: нагрев до температуры А_r3 +50-280^oC с выдержкой в течение 0,4-48 ч, превращает ледебуритные участки в стабильную ферритно-перлитную матрицу с шаровидными включениями графита, что улучшает свойства листового проката из ЧШГ.After completion of the hot longitudinal rolling, the sheet metal from ChShG has a deformed recrystallized microstructure containing ledeburite, the presence of which degrades the viscosity and corrosion resistance of the rolled metal. Subsequent heat treatment according to the regime: heating to a temperature of A _r3 + 50-280 ^o C with holding for 0.4-48 h, turns the ledeburite sections into a stable ferrite-pearlite matrix with spherical inclusions of graphite, which improves the properties of sheet metal from ChShG.

Экспериментально установлено, что при температуре нагрева литой заготовки из ЧШГ, меньшей чем 750^oC, из-за недостаточной пластичности происходит накопление и развитие трещин, приводящих к ухудшению механических свойств, разрушению проката и снижению выхода годного. Увеличение температуры нагрева более 1100^oC приводит к ослаблению границ зерен микроструктуры, ухудшению технологической пластичности, образованию глубоких трещин, особенно по боковым кромкам проката.It has been experimentally established that at a heating temperature of a cast billets made of iron ore, less than 750 ^o C, due to insufficient plasticity, the accumulation and development of cracks occur, leading to deterioration of mechanical properties, destruction of rolled products and lower yield. An increase in the heating temperature of more than 1100 ^o C leads to a weakening of the grain boundaries of the microstructure, the deterioration of technological ductility, the formation of deep cracks, especially along the side edges of the car.

При обжатии в каждом из проходов менее 8% не достигается полная проработка пластическим деформированием микроструктуры заготовки на всю толщину, в результате по толщине листового проката формируется неравномерная микроструктура. Это ухудшает механические свойства листового проката и выход годного. Увеличение обжатия более 55% за проход приводит к разрушению заготовки из ЧШГ в валках, значительному снижению выхода годного. When the reduction in each of the passages is less than 8%, a complete study of the workpiece microstructure through the entire thickness by plastic deformation is not achieved; as a result, an uneven microstructure is formed along the thickness of the rolled sheet. This affects the mechanical properties of sheet metal and yield. An increase in compression of more than 55% per pass leads to the destruction of the billet from the chamfer iron in the rolls, a significant decrease in yield.

Если заготовку прокатывать без поворота в плоскости прокатки на угол 90^o, т. е. не делать даже одного поперечного прохода, то общий уровень механических свойств будет снижен из-за анизотропии, что в некоторых случаях окажет негативное воздействие в последующей переработке листового проката. Увеличение числа проходов более 5 при обжатии в каждом проходе 8-55% не исключает "перекомпенсации" - когда механические свойства листового проката из ЧШГ в поперечном направлении будут превышать механические свойства в продольном направлении, что также нежелательно.If the billet is rolled without rotation in the plane of rolling by an angle of 90 ^o , i.e., not even one transverse pass is made, then the overall level of mechanical properties will be reduced due to anisotropy, which in some cases will have a negative effect in the subsequent processing of sheet metal. An increase in the number of passes of more than 5 with a reduction of 8-55% in each pass does not exclude "overcompensation" - when the mechanical properties of sheet metal from ChShG in the transverse direction exceed the mechanical properties in the longitudinal direction, which is also undesirable.

Термическая обработка листового проката из ЧШГ позволяет стабилизировать механические свойства, устранить остаточные напряжения, улучшить коррозионную стойкость листового проката. Если температура термической обработки будет ниже А_r3+50^oC или время выдержки при температуре термической обработки будет менее 0,4 ч, то в микроструктуре ЧШГ сохранятся участки ледебурита. Это снизит комплекс механических свойств листового проката. Увеличение температуры более А_r3+280^oC или время выдержки более 48 ч ведет к увеличению разнобалльности зерен микроструктуры металлической матрицы, снижению прочности, пластичности и вязкости листового проката из ЧШГ.Heat treatment of sheet metal from ChShG allows to stabilize mechanical properties, eliminate residual stresses, and improve the corrosion resistance of sheet metal. If the temperature of the heat treatment is lower than A _r3 +50 ^o C or the exposure time at the temperature of the heat treatment is less than 0.4 h, then sections of ledeburite will be preserved in the microstructure of the NWG. This will reduce the complex of mechanical properties of sheet metal. An increase in temperature of more than A _r3 +280 ^o C or a holding time of more than 48 hours leads to an increase in the variability of grains of the microstructure of the metal matrix, and a decrease in the strength, ductility and viscosity of sheet metal from ChShG.

Примеры реализации способа
Из ЧШГ, содержащего по массе 2,9% углерода, 1,5% кремния, 0,7% никеля, модифицированного кальцием и церием, отливают плоскую заготовку толщиной 100 мм.Method implementation examples
A flat billet with a thickness of 100 mm is cast from a chamogaster containing by weight 2.9% carbon, 1.5% silicon, 0.7% nickel, modified with calcium and cerium.

Для ЧШГ данного состава значение критической температуры А_r3=720^oC.For the BCG of this composition, the critical temperature is A _r3 = 720 ^o C.

Литую заготовку нагревают до температуры Т_н=925^oC и подвергают продольной прокатке на реверсивном стане кварто с длиной бочки валка 2800 мм. Обжатие по толщине в каждом из проходов устанавливают равным ε = 32%. Толщина заготовки в первых трех проходах изменяется по схеме:

После завершения трех проходов заготовку поворачивают в плоскости прокатки на угол 90^o и продолжают ее продольную многопроходную прокатку с обжатием по толщине
ε = 32%. Толщина заготовки при этом изменяется по схеме:

Температуру окончания прокатки в последнем 9-м проходе поддерживают (за счет регулирования темпа прокатки) равной Т_оп=835^oC
После завершения продольной прокатки листовой прокат подвергают термической обработке в газовой печи. Температура нагрева Т_о при термической обработке составляет
T_о=А_r3+165^oC=720^oC+165^oC=885^oC,
а время выдержки при температуре Т_о устанавливают равны τ = 24 ч.
Готовый листовой прокат из ЧШГ обладает повышенными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, имеет высокий выход годного.The cast billet is heated to a temperature of T _n = 925 ^o C and subjected to longitudinal rolling on a quarter mill with a roll barrel length of 2800 mm. The compression in thickness in each of the passages is set equal to ε = 32%. The thickness of the workpiece in the first three passes varies according to the scheme:

After completing three passes, the workpiece is rotated in the rolling plane by an angle of 90 ^o and continue its longitudinal multi-pass rolling with compression in thickness
ε = 32%. The thickness of the workpiece in this case changes according to the scheme:

The temperature of the end of rolling in the last 9th pass is maintained (by regulating the pace of rolling) equal to T _op = 835 ^o C
After the longitudinal rolling is completed, the sheet metal is heat treated in a gas furnace. The heating temperature T _about during heat treatment is
T _o = A _r3 +165 ^o C = 720 ^o C + 165 ^o C = 885 ^o C,
and the exposure time at a temperature T _about set equal to τ = 24 hours
Finished sheet metal from ChShG has improved mechanical properties and corrosion resistance, has a high yield.

Варианты реализации предложенного способа представлены в табл. 1. В табл.2 даны показатели эффективности различных вариантов производства листового проката из ЧШГ. Implementation options of the proposed method are presented in table. 1. Table 2 shows the performance indicators of various options for the production of sheet metal from ChShG.

Из табл. 1 и 2 следует, что в случае реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение прочности, пластичности, ударной вязкости, коррозионной стойкости листового проката из ЧШГ при минимальной анизотропии механических свойств и максимальном выходе годного. From the table. 1 and 2 it follows that in the case of the implementation of the proposed method (options 2-4), an increase in strength, ductility, toughness, corrosion resistance of sheet metal from BSH is achieved with minimal anisotropy of mechanical properties and maximum yield.

В случаях запредельного значения заявленных параметров (варианты 1 и 5) комплекс механических свойств и коррозионная стойкость листового проката из ЧШГ снижаются, уменьшается выход годного. In cases of the prohibitive value of the declared parameters (options 1 and 5), the complex of mechanical properties and the corrosion resistance of sheet metal from ChShG decrease, and the yield is reduced.

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения состоят в том, что оно обеспечивает возможность получения листового проката из ЧШГ с высокими механическими и антикоррозионными свойствами при минимальной отбраковке. The technical and economic advantages of the proposed invention consist in the fact that it provides the possibility of producing sheet metal from ChShG with high mechanical and anticorrosion properties with minimal rejection.

Источник, использованный при составлении описания изобретения
1. Авт.св.СССР N 139910, 1961 г.The source used in the preparation of the description of the invention
1. Autost.SSSSR N 139910, 1961

Claims (3)

1. Способ производства листового проката из чугуна, включающий нагрев литой заготовки, отличающийся тем, что используют заготовку из чугуна с шаровидным графитом, нагрев заготовки производят до температуры 750-1100^oC и осуществляют ее последующую многопроходную продольную прокатку с обжатием в каждом из проходов 8-55% и с температурой окончания прокатки 720-950^oC.1. A method of manufacturing sheet metal from cast iron, comprising heating a cast billet, characterized in that it uses a billet of cast iron with spherical graphite, the billet is heated to a temperature of 750-1100 ^o C and carry out its subsequent multi-pass longitudinal rolling with compression in each of the passages 8 -55% and with a temperature of the end of rolling 720-950 ^o C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после первых 1-5 проходов заготовку поворачивают в плоскости прокатки на угол 90^o и прокатывают до конечной толщины.2. The method according to p. 1, characterized in that after the first 1-5 passes, the workpiece is rotated in the rolling plane by an angle of 90 ^o and rolled to a final thickness. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после окончания прокатки листовой прокат подвергают термической обработке путем нагрева до температуры Ar₃ + 50-280^oC и выдержки при этой температуре в течение 0,4-48 ч.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that after the rolling, the rolled sheet is subjected to heat treatment by heating to a temperature of Ar ₃ + 50-280 ^o C and holding at this temperature for 0.4-48 hours

Images