RU2455105C1 - Method of rolled thick sheets from fabricated chrome-manganese steel - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, particularly, to production of high-strength low-alloy steel for structures to be operated in high north. Proposed method comprises teeming steel into slabs, heating the latter, multipass rolling into sheets at preset controlled temperature range, water hardening and tempering. Steel features the following chemical composition, in wt %: 0.13-0.18 C; 0.4-0.7 Si; 1.2-1.8 Mn; 0.4-0.8 Cr; 0.20-0.45 Cu; 0.04-0.08 V; 0.02-0.05 Al; 0.02-0.05 Ti; 0.002-0.030 Ca; Nb≤0.06; Ce≤0.05; S≤0.008; P≤0.015; Fe making the rest. Continuous teeming is performed at the rate of 0.7-2.0 m/min. In teeming, crystalliser is oscillated along teeming axis at the rate of 30-270 min^-1 and amplitude of 2.5-10.0 mm. Continuous billet is cut. Produced slabs are heated and rolled with relative reduction of, at least, 50%. Last pass rolling is performed at 830-950°C to harden the sheets. Sheets are tempered at 600-690°C.

EFFECT: higher mechanical properties and antirust resistance.

3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и термической обработки и может быть использовано при получении высокопрочной листовой низколегированной стали для металлоконструкций, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and heat treatment and can be used to obtain high-strength sheet low-alloy steel for metal structures operating in the Far North.

Для изготовления сварных металлоконструкций, работающих при отрицательных температурах, используют термоулучшенный горячекатаный листовой прокат толщиной 10-40 мм из свариваемой хладостойкой хромомарганцевой стали. Горячекатаные листы после термического улучшения должны сочетать высокую прочность и вязкость при отрицательных температурах. Требуемые свойства горячекатаных листов в состоянии поставки (ТУ 14-101-812-2010) приведены в табл.1.For the manufacture of welded metal structures operating at negative temperatures, thermo-improved hot-rolled sheet metal with a thickness of 10-40 mm from welded cold-resistant chromium-manganese steel is used. Hot-rolled sheets after thermal improvement should combine high strength and toughness at low temperatures. The required properties of hot-rolled sheets in the delivery state (TU 14-101-812-2010) are given in Table 1.

Известен способ производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали, включающий выплавку и непрерывную разливку в слябы стали следующего химического состава, мас.%:A known method of producing plate from welded chromium-manganese steel, including smelting and continuous casting into slabs of steel of the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,07-0,120.07-0.12 МарганецManganese 1,4-1,71.4-1.7 КремнийSilicon 0,15-0,500.15-0.50 ВанадийVanadium 0,06-0,120.06-0.12 НиобийNiobium 0,03-0,050.03-0.05 ТитанTitanium 0,010-0,0300.010-0.030 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 ХромChromium не более 0,3no more than 0,3 НикельNickel не более 0,3no more than 0,3 МедьCopper не более 0,3no more than 0,3 СераSulfur не более 0,005no more than 0,005 ФосфорPhosphorus не более 0,015no more than 0.015 АзотNitrogen не более 0,010no more than 0,010 ЖелезоIron Остальное.Rest.

Слябы нагревают до температуры 1160-1190°С, подвергают черновой прокатке, чистовой прокатке с суммарным относительным обжатием не менее 70% и температурой конца прокатки не выше 820°С, после чего листы закаливают водой от температуры 900-950°С и подвергают высокотемпературному отпуску при 600-730°С [Патент РФ №2255123, МПК C21D 8/02, С22С 38/58].The slabs are heated to a temperature of 1160-1190 ° C, subjected to rough rolling, finishing rolling with a total relative compression of at least 70% and a temperature of the end of rolling not higher than 820 ° C, after which the sheets are quenched with water from a temperature of 900-950 ° C and subjected to high temperature tempering at 600-730 ° C [RF Patent No. 2255123, IPC C21D 8/02, C22C 38/58].

Недостатки известного способа состоят в том, что листовая сталь после закалки и высокотемпературного отпуска имеет низкий комплекс механических свойств и обладает низкой коррозионной стойкостью.The disadvantages of this method are that sheet steel after quenching and high temperature tempering has a low complex of mechanical properties and has low corrosion resistance.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали марки 17ГС (ГОСТ 19281-89) следующего химического состава, мас.%:The closest analogue to the present invention is a method for the production of plate from welded chromium manganese steel grade 17GS (GOST 19281-89) of the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,14-0,200.14-0.20 МарганецManganese 1,0-1,41.0-1.4 КремнийSilicon 0,4-0,60.4-0.6 ХромChromium не более 0,30no more than 0.30 НикельNickel не более 0,30no more than 0.30 МедьCopper не более 0,30no more than 0.30 ФосфорPhosphorus не более 0,035no more than 0,035 СераSulfur не более 0,040no more than 0,040 МышьякArsenic не более 0,08no more than 0.08 АзотNitrogen не более 0,008no more than 0,008 ЖелезоIron Остальное.Rest.

Выплавленную сталь подвергают непрерывной разливке со скоростью до 1,5-2,0 м/мин. Непрерывно литые слябы нагревают в методической печи до температуры 1220-1280°С, подвергают черновой прокатке в температурном интервале 1050-1180°С до промежуточной толщины 30-40 мм и чистовой прокатке в регламентированном температурном интервале 900-1050°С. Для повышения механических свойств горячекатаные листы подвергают термическому улучшению (закалке и высокому отпуску) [Матросов Ю.И. и др. Сталь для магистральных газопроводов. М.: Металлургия, 1989 г., с.241-244, 271-275].Smelted steel is subjected to continuous casting at a speed of up to 1.5-2.0 m / min. Continuously cast slabs are heated in a methodical furnace to a temperature of 1220-1280 ° C, subjected to rough rolling in the temperature range of 1050-1180 ° C to an intermediate thickness of 30-40 mm and finishing rolling in a regulated temperature range of 900-1050 ° C. To improve the mechanical properties, hot-rolled sheets are subjected to thermal improvement (hardening and high tempering) [Matrosov Yu.I. and others. Steel for gas pipelines. M .: Metallurgy, 1989, p.241-244, 271-275].

Недостатки известного способа состоят в том, что комплекс механических свойств толстолистового проката ниже требуемого, и толстолистовая сталь имеет низкую коррозионную стойкость.The disadvantages of this method are that the set of mechanical properties of plate is lower than required, and plate steel has low corrosion resistance.

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

Для решения технической задачи в предлагаемом способе производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали, включающем непрерывную разливку стали в слябы, их нагрев, многопроходную горячую прокатку в листы в регламентированном температурном диапазоне, закалку водой и отпуск, согласно предложению непрерывной разливке подвергают сталь следующего химического состава, мас.%:To solve the technical problem in the proposed method for the production of plate products from welded chrome-manganese steel, including continuous casting of steel into slabs, their heating, multi-pass hot rolling into sheets in a regulated temperature range, water quenching and tempering, according to the proposal, steel of the following chemical composition is subjected to continuous casting, wt.%:

УглеродCarbon 0,13-0,180.13-0.18 КремнийSilicon 0,4-0,70.4-0.7 МарганецManganese 1,2-1,81.2-1.8 ХромChromium 0,4-0,80.4-0.8 МедьCopper 0,20-0,450.20-0.45 ВанадийVanadium 0,04-0,080.04-0.08 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 ТитанTitanium 0,02-0,050.02-0.05 КальцийCalcium 0,002-0,0300.002-0.030 НиобийNiobium не более 0,06no more than 0,06 ЦерийCerium не более 0,05no more than 0,05 СераSulfur не более 0,008no more than 0,008 ФосфорPhosphorus не более 0,015no more than 0.015 ЖелезоIron Остальное.Rest.

Непрерывную разливку ведут со скоростью 0,7-2,0 м/мин при осциллировании кристаллизатора вдоль оси разливки с частотой 30-270 мин^-1 и амплитудой 2,5-10,0 мм, горячую прокатку осуществляют с суммарным относительным обжатием не менее 50% и завершают при температуре 830-950°С, закалку листов осуществляют от температуры 850-930°С, а отпуск ведут при температуре 600-690°С.Continuous casting is carried out at a speed of 0.7-2.0 m / min when the mold is oscillated along the casting axis with a frequency of 30-270 min ^-1 and an amplitude of 2.5-10.0 mm, hot rolling is carried out with a total relative compression of at least 50 % and complete at a temperature of 830-950 ° C, the hardening of the sheets is carried out at a temperature of 850-930 ° C, and leave at a temperature of 600-690 ° C.

Сущность изобретения состоит в следующем. Конечный комплекс механических свойств и коррозионная стойкость толстолистового проката определяется одновременно ее химическим составом, условиями непрерывной разливки, температурными режимами прокатки, закалки и отпуска. В процессе проведения экспериментальных исследований осуществляли варьирование всех значимых технологических факторов, добиваясь получения заданных механических свойств при обеспечении максимальной коррозионной стойкости листов.The invention consists in the following. The final set of mechanical properties and the corrosion resistance of plate products are determined simultaneously by its chemical composition, continuous casting conditions, temperature conditions of rolling, hardening and tempering. In the process of conducting experimental studies, all significant technological factors were varied, achieving the desired mechanical properties while ensuring maximum corrosion resistance of the sheets.

Углерод в стали предложенного состава определяет ее прочностные свойства. Снижение содержания углерода менее 0,13% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода сверх 0,18% ухудшает пластичность и вязкость стали.Carbon in steel of the proposed composition determines its strength properties. A decrease in carbon content of less than 0.13% leads to a drop in strength below an acceptable level. An increase in carbon content in excess of 0.18% impairs the ductility and toughness of the steel.

Кремний раскисляет и упрочняет сталь, повышает ее упругие свойства. При содержании кремния менее 0,4% прочность стали недостаточна. Увеличение содержания кремния более 0,7% приводит к возрастанию количества силикатных неметаллических включений, охрупчивает сталь, ухудшает ее пластичность.Silicon deoxidizes and strengthens the steel, increases its elastic properties. When the silicon content is less than 0.4%, the strength of the steel is insufficient. An increase in the silicon content of more than 0.7% leads to an increase in the number of silicate non-metallic inclusions, embrittlement of steel, and worsens its ductility.

Марганец введен для раскисления и повышения прокаливаемости и прочности стали, связывания примесной серы в сульфиды. При содержании марганца менее 1,2% снижается прочность и пластичность листовой стали. Повышение концентрации марганца сверх 1,8% приводит к образованию мартенситно-бейнитной структуры в середине по толщине проката, что снижает вязкость при отрицательных температурах.Manganese is introduced to deoxidize and increase hardenability and strength of steel, binding impurity sulfur to sulfides. When the manganese content is less than 1.2%, the strength and ductility of sheet steel is reduced. An increase in the concentration of manganese in excess of 1.8% leads to the formation of a martensitic-bainitic structure in the middle of the thickness of the rolled product, which reduces the viscosity at low temperatures.

Хром повышает прочность, вязкость, коррозионную стойкость и прокаливаемость стали. При его концентрации менее 0,4% прочность и вязкость ниже допустимых значений. Увеличение содержания хрома более 0,8% приводит к потере пластичности и снижению вязкости из-за роста карбидов.Chrome increases the strength, toughness, corrosion resistance and hardenability of steel. At a concentration of less than 0.4%, the strength and viscosity are below acceptable values. An increase in chromium content of more than 0.8% leads to a loss of ductility and a decrease in viscosity due to the growth of carbides.

Медь повышает прочность и коррозионную стойкость стали. Кроме того, медь повышают устойчивость аустенита, что особенно важно при завершающей термообработке стальных листов. При концентрации меди менее 0,20% стальные листы имеют недостаточные пластические свойства. Увеличение концентрации меди более 0,45% приводит к снижению показателей ударной вязкости KCU^-40 и KCV^-40.Copper increases the strength and corrosion resistance of steel. In addition, copper increases the stability of austenite, which is especially important during the final heat treatment of steel sheets. At a copper concentration of less than 0.20%, steel sheets have insufficient plastic properties. An increase in copper concentration of more than 0.45% leads to a decrease in the impact strength of KCU ^-40 and KCV ^-40 .

Ванадий и ниобий образуют с углеродом карбиды VC, NbC. Мелкие карбиды ванадия и ниобия располагаются по границам зерен и субзерен, тормозят движение дислокации и тем самым упрочняют сталь. При содержании ванадия менее 0,04% его влияние недостаточно велико, свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение концентрации ванадия более 0,08% или ниобия более 0,06% вызывает дисперсионное твердение и приводит к охрупчиванию границ зерен. Это ухудшает комплекс механических свойств стали.Vanadium and niobium form carbides VC, NbC with carbon. Small carbides of vanadium and niobium are located along the boundaries of grains and subgrains, inhibit the movement of dislocations and thereby strengthen the steel. When the content of vanadium is less than 0.04%, its effect is not large enough, the properties of the steel are below the permissible level. An increase in the concentration of vanadium over 0.08% or niobium over 0.06% causes precipitation hardening and leads to embrittlement of grain boundaries. This affects the complex mechanical properties of steel.

Алюминий является раскисляющим и модифицирующим элементом. При содержании алюминия менее 0,02% его воздействие проявляется слабо, сталь имеет низкие механические свойства. Увеличение содержания алюминия более 0,05% не приводит к улучшению свойств.Aluminum is a deoxidizing and modifying element. When the aluminum content is less than 0.02%, its effect is weak, steel has low mechanical properties. An increase in aluminum content of more than 0.05% does not lead to improved properties.

Титан является сильным карбидообразующим элементом, упрочняющим сталь. При концентрации титана менее 0,02% его положительное влияние незначительно. Увеличение концентрации титана более 0,05% не способствует дальнейшему улучшению свойств стали предложенного состава.Titanium is a strong carbide forming element that strengthens steel. At a titanium concentration of less than 0.02%, its positive effect is negligible. An increase in titanium concentration of more than 0.05% does not contribute to further improvement of the properties of steel of the proposed composition.

Кальций является модифицирующим элементом. Кроме того, он связывает серу в глобулярные сульфиды, повышая вязкостные свойства стали. При концентрации кальция менее 0,002% его действие проявляется слабо. Увеличение концентрации кальция более 0,030% увеличивает количество и размеры неметаллических включений, ухудшает пластичность толстолистовой стали.Calcium is a modifying element. In addition, it binds sulfur to globular sulfides, increasing the viscosity properties of steel. At a calcium concentration of less than 0.002%, its effect is weak. An increase in calcium concentration of more than 0.030% increases the number and size of non-metallic inclusions, worsens the ductility of plate steel.

Более высокая сопротивляемость коррозии и прочность достигаются за счет введения в состав стали церия. Однако увеличение его концентрации более 0,05% приводит увеличению цериевой неоднородности, что снижает характеристики вязкости и пластичности.Higher corrosion resistance and strength are achieved through the introduction of cerium in the composition of steel. However, an increase in its concentration of more than 0.05% leads to an increase in cerium heterogeneity, which reduces the characteristics of viscosity and ductility.

Сера и фосфор являются вредными примесями, снижающими пластические и вязкостные свойства. При концентрации серы не более 0,008% и фосфора не более 0,015% их вредное действие проявляется слабо и не приводит к заметному снижению механических свойств стали. В то же время более глубокое удаление серы и фосфора удорожает сталь, делает ее производство нетехнологичным.Sulfur and phosphorus are harmful impurities that reduce the plastic and viscous properties. At a sulfur concentration of not more than 0.008% and phosphorus not more than 0.015%, their harmful effect is weak and does not lead to a noticeable decrease in the mechanical properties of steel. At the same time, a deeper removal of sulfur and phosphorus increases the cost of steel, making its production low-tech.

При непрерывной разливке хромомарганцевой стали предложенного состава, содержащей церий, необходимо скорость разливки поддерживать в пределах 0,7-2,0 м/мин и осциллировать кристаллизатора вдоль оси разливки с амплитудой 2,5-10,0 мм. Это позволяет избежать нарушения стабильности процесса разливки (исключает возможность «затягивания» разливочного стакана), обеспечивает формирование более равномерного фронта кристаллизации и упорядоченный рост дендритов без образования четких границ при встрече разнонаправленных кристаллитов, снизить ликвацию легирующих и примесных элементов. В результате достигается получение более высокого комплекса механических свойств толстолистового проката.During continuous casting of chromium-manganese steel of the proposed composition containing cerium, it is necessary to maintain the casting speed in the range of 0.7-2.0 m / min and oscillate the mold along the casting axis with an amplitude of 2.5-10.0 mm. This avoids the violation of the stability of the casting process (eliminates the possibility of "tightening" the pouring nozzle), ensures the formation of a more uniform crystallization front and orderly growth of dendrites without the formation of clear boundaries when multidirectional crystallites meet, and reduces the segregation of alloying and impurity elements. As a result, a higher complex of mechanical properties of plate products is obtained.

За счет применения указанных параметров непрерывной разливки повышается деформируемость непрерывно литого металла при горячей прокатке, снижается до 50% минимально допустимое относительное суммарное обжатие, необходимое для обеспечения эффективной проработки литой структуры и получения высоких механических свойств листов.Due to the application of the indicated parameters of continuous casting, the deformability of continuously cast metal during hot rolling is increased, and the minimum allowable relative total reduction necessary to ensure efficient processing of the cast structure and obtaining high mechanical properties of the sheets is reduced to 50%.

Прокатка с суммарным относительным обжатием не менее 50% и с температурой конца прокати Т_кп=830-950°С способствует интенсификации выделения упрочняющих карбидных частиц и измельчению микроструктуры стали предложенного состава.Rolling with a total relative compression of at least 50% and with a temperature of the end of rolling T _kp = 830-950 ° C helps to intensify the allocation of reinforcing carbide particles and grinding of the microstructure of steel of the proposed composition.

После термического улучшения (закалка+отпуск) одновременно с упрочнением сталь приобретает ячеистую структуру, увеличивающую вязкость при отрицательных температурах.After thermal improvement (hardening + tempering), simultaneously with hardening, the steel acquires a cellular structure that increases the viscosity at low temperatures.

Нагрев листов до температуры 830-950°С, закалка водой и отпуск при температуре 600-690°С обеспечивает повышение уровня и стабильности прочностных, вязкостных и пластических свойств горячекатаных листов из стали предложенного состава. Благодаря термическому улучшению неизбежно существующие в практике промышленного производства колебания содержаний химических элементов в стали, а также температурная нестабильность процесса нивелируются, что благоприятно сказывается на уровне и стабильности механических свойств листов.Heating sheets to a temperature of 830-950 ° C, quenching with water and tempering at a temperature of 600-690 ° C provides an increase in the level and stability of the strength, viscosity and plastic properties of hot-rolled steel sheets of the proposed composition. Due to thermal improvement, inevitably existing in the practice of industrial production, fluctuations in the contents of chemical elements in steel, as well as temperature instability of the process are leveled, which favorably affects the level and stability of the mechanical properties of the sheets.

Экспериментально установлено, что при скорости разливки менее 0,7 м/мин в литом слябе возрастает ликвация легирующих и примесных элементов, увеличивается пористость и осевая рыхлость, ухудшается комплекс механических свойств листов. При увеличении скорости разливки стали данного состава более 2,0 м/мин не исключается разрыв слитка в зоне первичного охлаждения, что недопустимо.It was experimentally established that at a casting speed of less than 0.7 m / min in a molded slab, the segregation of alloying and impurity elements increases, porosity and axial friability increase, and the complex of mechanical properties of sheets deteriorates. With an increase in the casting speed of steel of this composition over 2.0 m / min, rupture of the ingot in the primary cooling zone is not excluded, which is unacceptable.

При осциллировании кристаллизатора вдоль оси разливки с амплитудой менее 2,5 мм и частотой менее 30 мин^-1 не исключается «зависание» литой заготовки. При «зависании» верхняя часть сляба остается неподвижной, в то время как нижняя часть продолжает двигаться. Это приводит к разрыву затвердевшей оболочки слитка и выливанию жидкой стали. Увеличение амплитуды осциллирования более 10 мм, как и увеличение его частоты колебаний более 270 мин^-1, ухудшает качество непрерывно литого сляба и готового проката.When oscillating the mold along the axis of the casting with an amplitude of less than 2.5 mm and a frequency of less than 30 min ^-1 does not exclude the "hang" of the cast billet. When “freezing”, the upper part of the slab remains motionless, while the lower part continues to move. This leads to rupture of the hardened shell of the ingot and the pouring of liquid steel. An increase in the oscillation amplitude of more than 10 mm, as well as an increase in its oscillation frequency of more than 270 min ^-1 , degrades the quality of continuously cast slabs and finished products.

При суммарном относительном обжатии в процессе горячей прокатки менее 50% и завершении прокатки при температуре T_кп выше 950°С не достигается оптимальная степень измельчения зерен микроструктуры и механическая проработка стали на всю толщину листа. Это ведет к снижению прочностных и вязкостных свойств. Снижение температуры конца прокатки ниже 830°С ведет к появлению текстуры деформации и анизотропии механических свойств. Это снижает комплекс механических свойств и коррозионную стойкость листовой стали.When the total relative compression during hot rolling is less than 50% and the rolling is completed at a temperature T _cp above 950 ° C, the optimum degree of grinding of the microstructure grains and mechanical processing of steel to the entire thickness of the sheet are not achieved. This leads to a decrease in strength and viscosity properties. A decrease in the temperature of the end of rolling below 830 ° C leads to the appearance of a texture of deformation and anisotropy of mechanical properties. This reduces the complex of mechanical properties and corrosion resistance of sheet steel.

При закалке от температуры выше 930°С в микроструктуре предложенной стали доля ферритной фазы возрастает более 30%, снижается прочность, ударная вязкость и коррозионная стойкость. Снижение температуры закалки менее 850°С приводит к формированию в мартенситных рейках дисперсных выделений с видманштеттовой морфологией, снижению ударной вязкости при отрицательных температурах.When hardening from a temperature above 930 ° C in the microstructure of the proposed steel, the proportion of the ferritic phase increases by more than 30%, strength, toughness and corrosion resistance decrease. Lowering the quenching temperature below 850 ° C leads to the formation of dispersed precipitates in martensitic rails with Widmanstätt morphology, and a decrease in impact strength at low temperatures.

Отпуск закаленных листов при температуре выше 690°С уменьшает плотность карбидной фазы, интенсифицирует процессы полигонизации и рекристаллизации, что сопровождается снижением уровня прочности. Уменьшение температуры отпуска ниже 600°С приводит к ухудшению пластических и вязкостных свойств толстолистового проката.The release of hardened sheets at temperatures above 690 ° C reduces the density of the carbide phase, intensifies the processes of polygonization and recrystallization, which is accompanied by a decrease in the level of strength. A decrease in tempering temperature below 600 ° C leads to a deterioration in the plastic and viscous properties of plate products.

Примеры реализации способаMethod implementation examples

Стали различного химического состава выплавляли в электродуговой печи. В ковше сталь раскисляли ферросилицием, ферромарганцем, легировали феррохромом, феррованадием, вводили металлический алюминий, медь и ниобий. С помощью синтетических шлаков удаляли избыток серы и фосфора. Кальций вводили в расплав в виде силикокальция, церий вводили в расплав в железной капсуле непосредственно перед выпуском стали из промежуточного ковша. Химический состав сталей приведен в табл.2.Steel of various chemical composition was smelted in an electric arc furnace. In the ladle, steel was deoxidized by ferrosilicon, ferromanganese, alloyed with ferrochrome, ferrovanadium, metal aluminum, copper and niobium were introduced. Using synthetic slag, excess sulfur and phosphorus were removed. Calcium was introduced into the melt in the form of silicocalcium, cerium was introduced into the melt in an iron capsule immediately before steel was released from the tundish. The chemical composition of the steels is given in table.2.

Выплавленную сталь с составом №3 транспортируют к вертикальной машине непрерывного литья заготовок и при температуре t=1485°С разливают в заготовку толщиной Н₀=200 мм. Скорость разливки (скорость вытягивания непрерывно литой заготовки из кристаллизатора) поддерживают равной V=1,3 м/мин. В процессе разливки кристаллизатору прямоугольного сечения сообщают осцилляцию (колебательное движение) вдоль оси разливки с частотой f=150 мин^-1 (150 колебаний в минуту) с амплитудой А=6,0 мм.Smelted steel with composition No. 3 is transported to a vertical continuous casting machine and at a temperature t = 1485 ° C it is poured into a billet with a thickness of H ₀ = 200 mm. The casting speed (the speed of drawing continuously cast billets from the mold) is maintained equal to V = 1.3 m / min. During the casting, the rectangular mold is informed of oscillations (oscillatory motion) along the casting axis with a frequency of f = 150 min ^-1 (150 vibrations per minute) with an amplitude of A = 6.0 mm.

Непрерывно литую заготовку разрезают в поперечном направлении с амплитудой А=6,0 мм.A continuously cast billet is cut in the transverse direction with an amplitude of A = 6.0 mm.

Непрерывно литую заготовку разрезают в поперечном направлении с помощью газокислородной резки. Полученные слябы нагревают в методической печи до температуры аустенитизации T_нп=1230°С и прокатывают за 12 проходов на толстолистовом реверсивном стане 5000 в листы толщиной H₁=40 мм с суммарной величиной относительного обжатия ε:A continuously cast billet is cut in the transverse direction using oxy-fuel cutting. The resulting slabs are heated in a methodical furnace to an austenitization temperature T _np = 1230 ° C and rolled in 12 passes on a plate reversing mill 5000 into sheets with a thickness of H ₁ = 40 mm with a total value of the relative compression ε:

Во время прокатки (в проходах и паузах между проходами) происходит остывание листов. Прокатку в последнем проходе ведут при температуре Т_кп=890°С.During rolling (in the aisles and pauses between aisles), the sheets cool down. Rolling in the last pass is carried out at a temperature T _kn = 890 ° C.

Горячекатаные листы транспортируют к роликовой закалочной машине. Перед закалкой листы нагревают до температуры Т_з=900°С и производят закалку водой. Закаленные листы отпускают при Т_от=645°С.Hot rolled sheets are transported to a roller quenching machine. Before hardening, the sheets are heated to a temperature T _s = 900 ° C and hardened with water. Hardened sheets are released at T _from = 645 ° C.

После термического улучшения от листов отбирают пробы и производят испытания механических свойств и коррозионной стойкости (скорость коррозии S) в соляном тумане.After thermal improvement, samples are taken from the sheets and tested for mechanical properties and corrosion resistance (corrosion rate S) in salt fog.

Варианты реализации способа производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали и показатели их эффективности приведены в табл.3.Variants of the implementation of the method for the production of plate from welded chromium-manganese steel and indicators of their effectiveness are given in table 3.

Из таблиц 2 и 3 следует, что предложенные режимы производства толстолистового проката (варианты №2-4) обеспечивают повышение комплекса механических свойств и коррозионной стойкости толстолистового проката.From tables 2 and 3 it follows that the proposed modes of production of plate products (options No. 2-4) provide an increase in the complex of mechanical properties and corrosion resistance of plate products.

В случаях запредельных значений концентраций химических элементов в стали, режимов непрерывной разливки слябов, температурно-деформационных режимов горячей прокатки, закалки и высокого отпуска (варианты №1 и №5), а также использования способа-прототипа (вариант №6) имеет место снижение комплекса механических свойств и коррозионной стойкости S готовых толстых листов.In cases of transcendental values of the concentrations of chemical elements in steel, continuous casting of slabs, temperature-deformation modes of hot rolling, quenching and high tempering (options No. 1 and No. 5), as well as the use of the prototype method (option No. 6), a decrease in the complex mechanical properties and corrosion resistance of S finished thick sheets.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что одновременная оптимизация химического состава хромомарганцевой стали, условий ее непрерывной разливки, горячей прокатки, а также последующей закалки и отпуска позволяет повысить комплекс механических свойств и коррозионную стойкость толстолистового проката.The technical and economic advantages of the proposed method consist in the fact that the simultaneous optimization of the chemical composition of chromium manganese steel, the conditions for its continuous casting, hot rolling, as well as subsequent hardening and tempering, makes it possible to increase the complex of mechanical properties and the corrosion resistance of plate products.

Использование изобретения позволяет повысить рентабельность производства и потребления толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали на 15-20%.Using the invention allows to increase the profitability of production and consumption of plate from welded chromium-manganese steel by 15-20%.

Таблица 1Table 1 Способ производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой сталиMethod for the production of plate from welded chromium-manganese steel σ_в, Н/мм² σ _in , N / mm ² σ_т, Н/мм² σ _t , N / mm ² δ₅, %δ ₅ ,% KCU⁺²⁰, Дж/см² KCU ⁺²⁰ , J / cm ² KCU^-40, Дж/см² KCU ^-40 , J / cm ² KCV^-40,
Дж/см² KCV ^-40 ,
J / cm ² Холодн. загиб на 180°It's cold 180 ° bend Скорость корроз. S, мм/годThe rate of corrosion. S, mm / year не менееno less не болееno more 780-1030780-1030 685-930685-930 20twenty 50fifty 4040 30thirty выдерж.exposure 0,20.2

Таблица 2table 2 № составаComposition number Содержание химических элементов, мас.%The content of chemical elements, wt.% CC SiSi MnMn CrCr CuCu VV А1A1 TiTi CaCa NbNb CeCe SS PP 1.one. 0,120.12 0,30.3 1,11,1 0,30.3 0,190.19 0,030,03 0,010.01 0,010.01 0,0010.001 -- -- 0,0050.005 0,0110.011 2.2. 0,130.13 0,40.4 1,21,2 0,40.4 0,200.20 0,040.04 0,020.02 0,020.02 0,0020.002 0,020.02 0,010.01 0,0060.006 0,0120.012 3.3. 0,160.16 0,60.6 1,51,5 0,60.6 0,330.33 0,060.06 0,040.04 0,030,03 0,0150.015 0,040.04 0,030,03 0,0070.007 0,0130.013 4.four. 0,180.18 0,70.7 1,81.8 0,80.8 0,450.45 0,080.08 0,050.05 0,050.05 0,0300,030 0,060.06 0,050.05 0,0080.008 0,0150.015 5.5. 0,190.19 0,80.8 1,91.9 0,90.9 0,460.46 0,090.09 0,060.06 0,060.06 0,0400,040 0,070,07 0,060.06 0,0090.009 0,0160.016 6.6. 0,150.15 0,50.5 1,31.3 0,30.3 0,120.12 -- -- -- -- -- -- 0,0300,030 0,0330,033 Примечание: состав 6 дополнительно содержит 0,06% As и 0,007% N.Note: composition 6 additionally contains 0.06% As and 0.007% N.

Таблица 3Table 3 Способ производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой сталиMethod for the production of plate from welded chromium-manganese steel № п/пNo. p / p № составаComposition number V, м/минV, m / min f, мин^-1 f, min ^-1 A, ммA mm ε, %ε,% T_кп, °CT _kp , ° C T_з,
°СT _s
° C T_от, °CT _from , ° C σ_в, Н/мм² σ _in , N / mm ² σ_т, Н/мм² σ _t , N / mm ² δ₅, %δ ₅ ,% KCU⁺²⁰, Дж/см² KCU ⁺²⁰ , J / cm ² KCU^-40, Дж/см² KCU ^-40 , J / cm ² KCV^-40, Дж/см² KCV ^-40 , J / cm ² Загиб на 180°180 ° bend S, мм/годS, mm / year 1.one. 1one 0,60.6 2929th 2,22.2 4545 820820 840840 590590 770770 660660 1717 4848 3838 2929th нетno 0,50.5 2.2. 22 0,70.7 30thirty 2,52.5 50fifty 830830 850850 600600 980980 685685 2424 5353 4242 3333 выд.issue 0,20.2 3.3. 33 1,31.3 150150 6,06.0 8080 890890 900900 645645 10301030 800800 2626 5454 4343 3434 выд.issue 0,10.1 4.four. 4four 2,02.0 270270 1010 8585 950950 930930 690690 10001000 930930 2525 5353 4242 3232 выд.issue 0,20.2 5.5. 55 2.22.2 280280 11eleven 9090 960960 940940 700700 10101010 940940 15fifteen 4747 3131 2626 нетno 0,50.5 6.6. 66 н.р.n.a. н.р.n.a. н.р.n.a. 8080 890890 950950 650650 610610 420420 1616 4747 2929th 2525 выд.issue 0,40.4 Примечание: н.р. - параметр не регламентирован; выд. - выдерживает испытание.Note: n.a. - the parameter is not regulated; issue - withstands the test.

Claims (1)

Способ производства толстолистового проката из свариваемой хромомарганцевой стали, включающий непрерывную разливку стали в слябы, их нагрев, многопроходную горячую прокатку в листы в регламентированном температурном диапазоне, закалку водой и отпуск, отличающийся тем, что осуществляют непрерывную разливку стали следующего химического состава, мас.%:
Углерод 0,13-0,18 Кремний 0,4-0,7 Марганец 1,2-1,8 Хром 0,4-0,8 Медь 0,20-0,45 Ванадий 0,04-0,08 Алюминий 0,02-0,05 Титан 0,02-0,05 Кальций 0,002-0,030 Ниобий не более 0,06 Церий не более 0,05 Сера не более 0,008 Фосфор не более 0,015 Железо остальное,
непрерывную разливку ведут со скоростью 0,7-2,0 м/мин при осциллировании кристаллизатора вдоль оси разливки с частотой 30-270 мин^-1 и амплитудой 2,5-10,0 мм, горячую прокатку осуществляют с суммарным относительным обжатием не менее 50% и завершают при температуре 830-950°С, закалку листов осуществляют от температуры 850-930°С, а отпуск ведут при температуре 600-690°С. Method for the production of plate products from welded chromium-manganese steel, including continuous casting of steel into slabs, their heating, multi-pass hot rolling into sheets in a regulated temperature range, water quenching and tempering, characterized in that they carry out continuous casting of steel of the following chemical composition, wt.%:
Carbon 0.13-0.18 Silicon 0.4-0.7 Manganese 1.2-1.8 Chromium 0.4-0.8 Copper 0.20-0.45 Vanadium 0.04-0.08 Aluminum 0.02-0.05 Titanium 0.02-0.05 Calcium 0.002-0.030 Niobium no more than 0,06 Cerium no more than 0,05 Sulfur no more than 0,008 Phosphorus no more than 0.015 Iron rest,
continuous casting is carried out at a speed of 0.7-2.0 m / min when the mold is oscillated along the casting axis with a frequency of 30-270 min ^-1 and an amplitude of 2.5-10.0 mm, hot rolling is carried out with a total relative compression of at least 50 % and complete at a temperature of 830-950 ° C, the hardening of the sheets is carried out at a temperature of 850-930 ° C, and leave at a temperature of 600-690 ° C.