RU2809057C1 - Method for producing low-alloy steel strips - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates namely to a method for producing hot-rolled steel used for the manufacture of side members for trucks, as well as for the production of highly loaded structures. A continuously cast billet of low-alloy steel is heated, containing components in the following ratio, wt.%: carbon 0.15-0.25, silicon 0.3-0.7, manganese 1.4-1.8, sulphur not more than 0.010, phosphorus not more than 0.020, chromium not more than 0.30, nickel not more than 0.30, copper not more than 0.30, aluminium 0.01-0.08, niobium not more than 0.010, vanadium not more than 0.10, titanium from 0.10 to less than 0.23, molybdenum not more than 0.010, calcium not more than 0.005, nitrogen not more than 0.010, boron not more than 0.005, iron and inevitable impurities the rest, with the total content of Nb+V+Ti≤0.23%, and carbon equivalent C_e≤0.6%. Rough rolling is carried out to an intermediate thickness of the rolled material, which is 3.5-5.5 strip thicknesses. Finish rolling to produce strips is carried out at a speed of no more than 7.0 m/s, starting at a temperature of 940-1010°C and finishing at a temperature of 850-900°C. Accelerated cooling of the strips is carried out in two stages, with the first stage of cooling carried out at a rate of 10-30°C/s from the finish rolling temperature to a temperature of 550-680°C, after which the second stage of cooling is carried out at a rate of 6-15°C/s up to a winding temperature of 510-600°C. Heat treatment of the strips is carried out by heating to temperature Ac3±80°C with a duration of 1.0-2.0 min/mm of strip thickness, followed by cooling in air.

EFFECT: increased productivity of strip production while maintaining the required level of mechanical properties.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения проката, который может быть использован для изготовления лонжеронов грузовых автомобилей, а также для производства высоконагруженных конструкций.The invention relates to metallurgy, namely to a method for producing rolled products, which can be used for the manufacture of side members for trucks, as well as for the production of highly loaded structures.

Известен способ производства коррозионно-стойкого проката из стали толщиной 4-10 мм включает нагрев, черновую прокатку, чистовую прокатку, при этом сталь имеет следующее соотношение компонентов, мас. %: углерод 0,16-0,22, марганец 1,40-1,65, кремний 0,25-0,55, хром 0,10-0,40, никель 0,03-0,40, медь 0,05-0,40, ниобий 0,01-0,06, ванадий 0,10-0,16, фосфор не более 0,020, сера не более 0,006, алюминий 0,01-0,06, кислород не более 0,003, железо и неизбежные примеси - остальное, чистовую прокатку завершают при 870-940°C с последующим охлаждением до температуры смотки в два этапа: первый этап со скоростью 15÷50°С/с до 550÷650°С, второй этап со скоростью 6÷15°С/с до 450÷550°С, после чего проводят двойной нагрев проката: сначала до Ас3+(20÷40)°C с последующим охлаждением на воздухе, затем до Ас1±30°C с последующим охлаждением на воздухе [Патент RU 2679675, МПК C21D8/02, C22C38/04, C21D1/28, 2019].A known method for producing corrosion-resistant rolled steel from steel with a thickness of 4-10 mm includes heating, rough rolling, finishing rolling, and the steel has the following ratio of components, wt. %: carbon 0.16-0.22, manganese 1.40-1.65, silicon 0.25-0.55, chromium 0.10-0.40, nickel 0.03-0.40, copper 0, 05-0.40, niobium 0.01-0.06, vanadium 0.10-0.16, phosphorus no more than 0.020, sulfur no more than 0.006, aluminum 0.01-0.06, oxygen no more than 0.003, iron and inevitable impurities - the rest, finishing rolling is completed at 870-940°C, followed by cooling to the coiling temperature in two stages: the first stage at a speed of 15÷50°C/s to 550÷650°C, the second stage at a speed of 6÷15° C/s up to 450÷550°C, after which the rolled product is double heated: first to Ac3+(20÷40)°C, followed by air cooling, then to Ac1±30°C, followed by air cooling [Patent RU 2679675, IPC C21D8/02, C22C38/04, C21D1/28, 2019].

Недостатком такого способа является невысокие и не стабильные прочностные характеристики получаемого конструкционного проката.The disadvantage of this method is the low and unstable strength characteristics of the resulting structural steel.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ получения полос толщиной 4-10 мм из низколегированной стали, включающий нагрев, черновую прокатку до промежуточной толщины, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки, последующее ускоренное охлаждение до температуры смотки в два этапа, после чего проводят двойной нагрев проката, при котором сначала нагревают до температуры Ас3+(20-40)°С с последующим охлаждением на воздухе, а затем нагревают до температуры Ac1±30°С с последующим охлаждением на воздухе. Низколегированная сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,16-0,22, марганец 1,45-1,80, кремний 0,40-0,60, хром 0,10-0,30, никель 0,15-0,30, медь 0,10-0,30, ниобий 0,02-0,05, ванадий 0,03-0,07, титан 0,10-0,22, фосфор не более 0,020, сера не более 0,010, алюминий 0,01 – 0,06, кислород не более 0,003, железо и неизбежные примеси остальное. Чистовую прокатку завершают при температуре 870-910°С, затем проводят первый этап ускоренного охлаждения со скоростью 10-30°С/с до температуры 570-650°С, а второй этап ускоренного охлаждения проводят со скоростью 6-15°С/с до температуры смотки 450-570°С [Патент RU 2778533, МПК C21D8/02, C21D9/46, 2022].The closest in technical essence to the claimed invention is a method for producing strips 4-10 mm thick from low-alloy steel, including heating, rough rolling to an intermediate thickness, finishing rolling with a regulated temperature at the end of rolling, subsequent accelerated cooling to the coiling temperature in two stages, after which double heating of the rolled product is carried out, in which it is first heated to a temperature of Ac3+(20-40)°C, followed by cooling in air, and then heated to a temperature of Ac1±30°C, followed by cooling in air. Low alloy steel contains components in the following ratio, wt.%: carbon 0.16-0.22, manganese 1.45-1.80, silicon 0.40-0.60, chromium 0.10-0.30, nickel 0 .15-0.30, copper 0.10-0.30, niobium 0.02-0.05, vanadium 0.03-0.07, titanium 0.10-0.22, phosphorus no more than 0.020, sulfur not more than 0.010, aluminum 0.01 - 0.06, oxygen no more than 0.003, iron and inevitable impurities the rest. Finish rolling is completed at a temperature of 870-910°C, then the first stage of accelerated cooling is carried out at a rate of 10-30°C/s to a temperature of 570-650°C, and the second stage of accelerated cooling is carried out at a rate of 6-15°C/s to winding temperatures 450-570°C [Patent RU 2778533, IPC C21D8/02, C21D9/46, 2022].

Недостатком данного технического решения является необходимость в проведении двойной термообработки, что значительно увеличивает себестоимость продукции и усложняет технологический процесс.The disadvantage of this technical solution is the need for double heat treatment, which significantly increases the cost of production and complicates the technological process.

Технический результат изобретения – снижение себестоимости и повышение производительности полос из низколегированной стали по отношению к прототипу, при сохранении требуемого уровня механических свойств стали. The technical result of the invention is a reduction in cost and an increase in the productivity of low-alloy steel strips in relation to the prototype, while maintaining the required level of mechanical properties of steel.

Механические свойства полос согласно заявленного способа должны удовлетворять следующим параметрам: σт≥490МПа, σв≥570МПа, относительное удлинение не менее 19%, ударная вязкость KCU-40 не менее 40 Дж/см².The mechanical properties of the strips according to the claimed method must satisfy the following parameters: σt≥490MPa, σb≥570MPa, relative elongation of at least 19%, impact strength KCU-40 of at least 40 J/cm ² .

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения полос из низколегированной стали, включающем нагрев непрерывнолитой заготовки, черновую прокатку до промежуточной толщины, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки, ускоренное охлаждение до температуры смотки в два этапа, последующий нагрев полос под термообработку, согласно изобретения низколегированная сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of producing strips from low-alloy steel, including heating a continuously cast billet, rough rolling to an intermediate thickness, finishing rolling with a regulated temperature at the end of rolling, accelerated cooling to the coiling temperature in two stages, subsequent heating of the strips for heat treatment, according to of the invention, low-alloy steel contains components in the following ratio, wt.%:

УглеродCarbon 0,15 – 0,250.15 – 0.25 КремнийSilicon 0,3 – 0,70.3 – 0.7 МарганецManganese 1,4 – 1,81.4 – 1.8 Сера Sulfur не более 0,010no more than 0.010 ФосфорPhosphorus не более 0,020no more than 0.020 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 АлюминийAluminum 0,01 – 0,080.01 – 0.08 НиобийNiobium не более 0,010no more than 0.010 ВанадийVanadium не более 0,10no more than 0.10 ТитанTitanium от 0,10 до менее 0,23from 0.10 to less than 0.23 МолибденMolybdenum не более 0,010no more than 0.010 КальцийCalcium не более 0,005no more than 0.005 АзотNitrogen не более 0,010no more than 0.010 БорBor не более 0,005no more than 0.005 Железо и неизбежныеIron and inevitable примеси impurities остальное, rest,

при этом суммарное содержание Nb+V+Ti ≤ 0,23 %, С_э ≤ 0,6 %, черновую прокатку осуществляют до промежуточной толщины подката, составляющей 3,5–5,5 толщин полос, а чистовую прокатку с получением полос проводят со скоростью не более 7,0 м/с, начиная при температуре 940–1010ºС и завершая при температуре 850–900ºС, проводят ускоренное охлаждение полос в два этапа, при этом первый этап охлаждения осуществляют со скоростью 10÷30°С/с от температуры завершения чистовой прокатки до температуры 550÷680°С, после чего осуществляют второй этап охлаждения со скоростью 6÷15°С/с до температуры смотки, составляющей 510÷600°С, а нагрев полос под термообработку осуществляют до температуры Ас3±80°С с продолжительностью 1,0-2,0 мин/мм толщины полосы с последующим охлаждением на воздухе.in this case, the total content of Nb + V + Ti ≤ 0.23%, C _e ≤ 0.6%, rough rolling is carried out to an intermediate thickness of the rolled material, amounting to 3.5–5.5 strip thicknesses, and finishing rolling to obtain strips is carried out with at a speed of no more than 7.0 m/s, starting at a temperature of 940–1010ºС and ending at a temperature of 850–900ºС, accelerated cooling of the strips is carried out in two stages, with the first cooling stage carried out at a speed of 10÷30°С/s from the completion temperature finishing rolling to a temperature of 550÷680°C, after which the second stage of cooling is carried out at a speed of 6÷15°C/s to a coiling temperature of 510÷600°C, and heating of the strips for heat treatment is carried out to a temperature of Ac3±80°C with duration 1.0-2.0 min/mm of strip thickness, followed by cooling in air.

Сущность изобретения.The essence of the invention.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, чтобы получить равномерную мелкозернистую структуру с раздробленной сорбитообразной морфологией перлитных колоний по всему сечению, благоприятную для производства деталей.The essence of the proposed method is to obtain a uniform fine-grained structure with a crushed sorbite-like morphology of pearlite colonies over the entire cross-section, favorable for the production of parts.

Содержание углерода в стали предложенного состава определяет ее прочностные свойства. Снижение содержания углерода менее 0,15% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода сверх 0,25% ухудшает пластичность стали.The carbon content in steel of the proposed composition determines its strength properties. A decrease in carbon content of less than 0.15% leads to a drop in strength below the permissible level. Increasing the carbon content beyond 0.25% worsens the ductility of steel.

Марганец введен для повышения прочности стали, связывания примесной серы в сульфиды. При содержании марганца менее 1,4% снижается прочность стали, что приводит к увеличению отбраковки. Повышение концентрации марганца сверх 1,8% ухудшает пластичность стали.Manganese was introduced to increase the strength of steel and bind sulfur impurities into sulfides. When the manganese content is less than 1.4%, the strength of steel decreases, which leads to increased rejection. Increasing the manganese concentration above 1.8% impairs the ductility of steel.

Кремний раскисляет и упрочняет сталь, повышает ее упругие свойства. При содержании кремния менее 0,3% 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 steel, increasing its elastic properties. When the silicon content is less than 0.3%, the strength of steel is insufficient. An increase in silicon content of more than 0.7% leads to an increase in the number of silicate non-metallic inclusions, embrittlement of steel, and deterioration of its ductility.

Хром, никель, медь упрочняют твердый раствор, повышают устойчивость переохлажденного аустенита. Содержание более 0,30% каждого приводит к снижению вязко-пластичных характеристик, что может привести к разрушению деталей в процессе изготовления и эксплуатации. Chromium, nickel, and copper strengthen the solid solution and increase the stability of supercooled austenite. A content of more than 0.30% of each leads to a decrease in visco-plastic characteristics, which can lead to the destruction of parts during manufacturing and operation.

Ниобий, ванадий образуют мелкодисперсные частицы (карбонитриды), которые измельчают зерно и упрочняют сталь. При содержании ниобия более 0,01% и ванадия более 0,10% увеличивается себестоимость стали, при этом не происходит значительного повышения механических свойств стали.Niobium and vanadium form fine particles (carbonitrides), which refine the grain and strengthen the steel. When the niobium content is more than 0.01% and vanadium is more than 0.10%, the cost of steel increases, but there is no significant increase in the mechanical properties of steel.

Фосфор и сера являются вредными примесями, при их содержании более 0,020% и 0,010% соответственно существенно снижается пластичность стали, повышается красноломкость, что может привести к разрушению проката в процессе прокатки и поломке оборудования. Phosphorus and sulfur are harmful impurities; when their content is more than 0.020% and 0.010%, respectively, the ductility of steel is significantly reduced, red brittleness increases, which can lead to destruction of rolled products during the rolling process and equipment breakdown.

Алюминий введен в сталь, как раскислитель. При содержании алюминия менее 0,01% снижается пластичность стали, сталь становится склонной к старению. Увеличение содержания алюминия более 0,08% приводит к ухудшению комплекса механических свойств.Aluminum is introduced into steel as a deoxidizing agent. When the aluminum content is less than 0.01%, the ductility of steel decreases and the steel becomes prone to aging. An increase in aluminum content of more than 0.08% leads to a deterioration in the complex of mechanical properties.

Титан измельчает зерно за счет образования упрочняющих частиц, что ведет к повышению прочностных характеристик стали. При содержании титана менее 0,1% снижается прочность стали. Увеличение содержания титана более 0,25% приводит к снижению пластичности стали.Titanium refines the grain due to the formation of strengthening particles, which leads to an increase in the strength characteristics of steel. When the titanium content is less than 0.1%, the strength of the steel decreases. An increase in titanium content of more than 0.25% leads to a decrease in the ductility of steel.

Добавки молибдена придают стали мелкозернистую структуру, повышают прочность при равных показателях пластичности. Молибден в количестве более 0,01% повышает стоимость стали, что экономически нецелесообразно.Additions of molybdenum give steel a fine-grained structure, increase strength with equal ductility. Molybdenum in an amount of more than 0.01% increases the cost of steel, which is not economically feasible.

Увеличение содержания кальция сверх 0,005% ведет к увеличению количества неметаллических включений в стали, что приводит к снижению механических свойств горячекатаного проката.An increase in calcium content above 0.005% leads to an increase in the number of non-metallic inclusions in steel, which leads to a decrease in the mechanical properties of hot-rolled steel.

Азот является карбонитридообразующим элементом, упрочняющим сталь. Однако повышение концентрации азота сверх 0,010% приводит к снижению вязкостных свойств стали при отрицательных температурах.Nitrogen is a carbonitride-forming element that strengthens steel. However, increasing the nitrogen concentration above 0.010% leads to a decrease in the viscosity properties of steel at subzero temperatures.

Для повышения низкотемпературной ударной вязкости, а также повышения способности стали к прокаливаемости, добавляют бор в количестве не более 0,005%.To increase low-temperature impact strength, as well as increase the hardenability of steel, add boron in an amount of no more than 0.005%.

Суммарное содержание Nb+V+Ti ≤ 0,23% и углеродный эквивалент стали (Сэ=С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,6%), регламентированы для обеспечения свариваемости металлопроката. The total content of Nb+V+Ti ≤ 0.23% and the carbon equivalent of steel (Se=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.6%), are regulated to ensure weldability of rolled metal.

Чистовую прокатку начинают при температуре 940–1010°С. Температура начала чистовой прокатки в данном диапазоне необходима для более интенсивного измельчения зерна аустенита. При температуре начала чистовой прокатки более 1010°С происходит рост аустенитных зерен, что снижает комплекс механических свойств, особенно ударной вязкости. При температуре начала чистовой прокатки ниже 940°С происходит подстуживание раската, что приводит к неравномерной микроструктуре проката и высокой анизотропии свойств.Finish rolling begins at a temperature of 940–1010°C. The start temperature of finishing rolling in this range is necessary for more intensive refinement of austenite grains. At the start temperature of finishing rolling above 1010°C, austenite grains grow, which reduces the complex of mechanical properties, especially impact toughness. At the start temperature of finishing rolling below 940°C, the rolled product cools down, which leads to an uneven microstructure of the rolled product and high anisotropy of properties.

Горячая прокатка с температурами конца прокатки 850-900°С с последующим ускоренным охлаждением до температуры смотки в два этапа: первый этап со скоростью 10÷30°С/с до температуры 550÷680°С, второй этап со скоростью 6÷15°С/с до температуры 510÷600°С, обеспечивает получение однородных механических свойств по длине полосы.Hot rolling with end-of-rolling temperatures of 850-900°C, followed by accelerated cooling to the coiling temperature in two stages: the first stage at a speed of 10÷30°C/s to a temperature of 550÷680°C, the second stage at a speed of 6÷15°C /s up to a temperature of 510÷600°C, ensures uniform mechanical properties along the length of the strip.

Окончание завершения деформации ниже 850°С, в двухфазной области, приводит к значительной разнозернистости структуры, что влечет за собой нестабильность механических свойств в горячекатаном состоянии. Повышение температуры конца горячей прокатки свыше 900°С приводит к укрупнению зерна и понижению прочностных свойств горячекатаного проката.The end of deformation below 850°C, in the two-phase region, leads to significant heterogeneity of the structure, which entails instability of mechanical properties in the hot-rolled state. An increase in the temperature of the end of hot rolling above 900°C leads to grain coarsening and a decrease in the strength properties of hot-rolled steel.

Смотка полос ниже 510°С приводит к образованию в прокате закалочных структур и, как следствие, к образованию торцевых трещин при изготовлении деталей. При температуре смотки выше 600°С пластичность стали повышается, однако это приводит к снижению ее прочности ниже допустимого уровня. Winding of strips below 510°C leads to the formation of hardening structures in rolled products and, as a consequence, to the formation of end cracks during the manufacture of parts. At a coiling temperature above 600°C, the ductility of steel increases, but this leads to a decrease in its strength below the permissible level.

При скорости охлаждения на первом этапе ниже 15°С/с будет увеличиваться балл структурной полосчатости в прокате, негативно сказывающийся на значении ударной вязкости (становится ниже требуемого уровня). If the cooling rate at the first stage is below 15°C/s, the score of structural banding in rolled products will increase, negatively affecting the value of impact strength (becoming below the required level).

Скорость охлаждения на первом этапе выше 30°С/с и выше 15°С/с на втором этапе приводит к образованию закалочных структур и появлению торцевых трещин. Скорость охлаждения на первом этапе ниже 10°С/с и на втором этапе ниже 6°С/с приводит к разупрочнению проката ниже требуемого уровня.The cooling rate at the first stage is above 30°C/s and above 15°C/s at the second stage leads to the formation of hardening structures and the appearance of end cracks. The cooling rate at the first stage is below 10°C/s and at the second stage below 6°C/s leads to softening of rolled products below the required level.

Нагрев полос до температуры выше Ас3+80°С приводит к увеличению размера отдельных зерен аустенита, рост которых не замедлен избыточными карбидными частицами. Это предопределяет образование разнозернистости и увеличивает разброс механических свойств, особенно ударной вязкости. Heating the strips to temperatures above Ac3+80°C leads to an increase in the size of individual austenite grains, the growth of which is not slowed down by excess carbide particles. This predetermines the formation of different grain sizes and increases the spread of mechanical properties, especially impact strength.

Нагрев полос до температуры, ниже чем температура Ас3-80°С, значительно удлиняет время выдержки для образования структуры аустенита, что экономически нецелесообразно.Heating the strips to a temperature lower than the temperature Ac3-80°C significantly lengthens the holding time for the formation of an austenite structure, which is not economically feasible.

Охлаждение полос на воздухе позволяет обеспечить равномерную структуру, а также минимизировать остаточные напряжения в прокате.Cooling the strips in air makes it possible to ensure a uniform structure and also minimize residual stresses in the rolled product.

Расчет Ac3 производится по формуле:Ac3 is calculated using the formula:

Ac3=(912-370*C-27.4*Mn+27.3*Si-6.35*Cr-32.7*Ni+95.2*V+190*Ti+72.0*Al+64.5*Nb+Ac3=(912-370*C-27.4*Mn+27.3*Si-6.35*Cr-32.7*Ni+95.2*V+190*Ti+72.0*Al+64.5*Nb+

+5.57*W+332*S+276*P+485*N-900*B+16.2*C*Mn+32.3*Si*C+15.4*C*Cr+48*C*Ni++5.57*W+332*S+276*P+485*N-900*B+16.2*C*Mn+32.3*Si*C+15.4*C*Cr+48*C*Ni+

+4.32*Si*Cr+-17.3*Si*Mo-18.6*Si*Ni+4.8*Mn*Ni+174*C*C+2.46*Mn*Mn-6.86*Si*Si++4.32*Si*Cr+-17.3*Si*Mo-18.6*Si*Ni+4.8*Mn*Ni+174*C*C+2.46*Mn*Mn-6.86*Si*Si+

+0.332*Cr*Cr+1.24*Ni*Ni)+0.332*Cr*Cr+1.24*Ni*Ni)

Промежуточная толщина подката перед чистовой прокаткой должна составлять 3,5–5,5 толщин полос. При толщине (кратности) подката менее 3,5 крат снижается вязкость получаемых полос (ухудшаются требуемые механические свойства), при толщине подката более 5,5 крат возрастают энергосиловые параметры прокатки.The intermediate thickness of the rolled material before finishing rolling should be 3.5–5.5 strip thicknesses. When the thickness (multiplicity) of the rolled material is less than 3.5 times, the viscosity of the resulting strips decreases (the required mechanical properties deteriorate); when the thickness of the rolled material is more than 5.5 times, the energy-power parameters of rolling increase.

Максимальная скорость чистовой прокатки должна составлять не более 7,0 м/с. Скорость чистовой прокатки более 7,0 м/с приводит к получению неравномерности микроструктуры и снижению вязкостных характеристик полос.The maximum finishing rolling speed should be no more than 7.0 m/s. A finishing rolling speed of more than 7.0 m/s leads to uneven microstructure and a decrease in the viscosity characteristics of the strips.

Нагрев проката под термообработку осуществляется с продолжительностью 1,0-2,0 мин/мм толщины проката. Нагрев с продолжительностью менее 1,0 мин/мм не позволяет получить заданный комплекс механических свойств, выдержка более 2,0 мин/мм не целесообразна, так как приводит к увеличению цикла производства. Heating of rolled products for heat treatment is carried out with a duration of 1.0-2.0 min/mm of rolled product thickness. Heating with a duration of less than 1.0 min/mm does not allow obtaining a given set of mechanical properties; heating for more than 2.0 min/mm is not advisable, as it leads to an increase in the production cycle.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Заготовки из стали с заданным химическим составом (Таблица 1) прокатывали на стане горячей прокатки при температуре деформации 850–1010°С, ускоренно охлаждали до температуры смотки в два этапа: на первом этапе до температуры 660°С со скоростью 13°С/с, на втором этапе до температуры 550°С со скоростью 7°С/с, далее рулоны подвергали нагреву в проходной печи с роликовым подом при температуре 800°С, после чего их охлаждали на воздухе. Steel billets with a given chemical composition (Table 1) were rolled in a hot rolling mill at a deformation temperature of 850–1010°C, rapidly cooled to the coiling temperature in two stages: in the first stage to a temperature of 660°C at a rate of 13°C/s, in the second stage to a temperature of 550°C at a rate of 7°C/s, then the rolls were heated in a continuous furnace with a roller hearth at a temperature of 800°C, after which they were cooled in air.

В таблице 2 приведены качественные параметры горячекатаной полосы, произведенной по предлагаемому способу, а также представлены данные по горячекатаной полосе, произведенной по прототипу (вариант № 6). Результаты испытаний показали, что в прокате, полученному по предложенному способу (варианты № 1-5), достигаются требуемые значения механических свойств (σт≥490МПа, σв≥570МПа, ударная вязкость KCU-40 не менее 40 Дж/см²). Table 2 shows the quality parameters of the hot-rolled strip produced using the proposed method, and also presents data on the hot-rolled strip produced using the prototype (option No. 6). The test results showed that in rolled products obtained by the proposed method (options No. 1-5), the required values of mechanical properties are achieved (σт≥490MPa, σв≥570MPa, impact strength KCU-40 of at least 40 J/cm ² ).

В случаях использования способа-прототипа (вариант №6), требуется двойная термообработка для обеспечения заданного комплекса механических свойств.In cases of using the prototype method (option No. 6), double heat treatment is required to ensure a given set of mechanical properties.

Предлагаемый способ позволяет снизить легирование стали дорогостоящими материалами (в частности ниобием). Также, исключается двойная термообработка металлопроката, что позволяет снизить загрузку термических мощностей (таким образом повысить производительность) и снизить затраты на энергоносители. Суммарное снижение себестоимости производства полос по заявленному способу составляет более 30 %. The proposed method makes it possible to reduce the alloying of steel with expensive materials (in particular niobium). Also, double heat treatment of rolled metal is eliminated, which allows reducing the utilization of thermal capacities (thus increasing productivity) and reducing energy costs. The total reduction in the cost of producing strips using the claimed method is more than 30%.

Таблица 1Table 1

Химический состав экспериментальных сталейChemical composition of experimental steels

Вариант плавкиMelting option CC SiSi MnMn PP SS CrCr NiNi CuCu AlAl NN MoMo VV NbNb TiTi BB CaCa 11 0,210.21 0,470.47 1,541.54 0,0130.013 0,0020.002 0,050.05 0,030.03 0,050.05 0,040.04 0,0060.006 0,0050.005 0,0060.006 0,0020.002 0,170.17 0,00080.0008 0,00220.0022 22 0,190.19 0,540.54 1,531.53 0,0120.012 0,0040.004 0,060.06 0,030.03 0,050.05 0,040.04 0,0050.005 0,0060.006 0,010.01 0,0080.008 0,170.17 0,00070.0007 0,00190.0019 33 0,20.2 0,50.5 1,541.54 0,010.01 0,0030.003 0,030.03 0,020.02 0,040.04 0,040.04 0,0060.006 0,0040.004 0,010.01 0,0040.004 0,170.17 0,00070.0007 0,00110.0011 44 0,20.2 0,480.48 1,531.53 0,0090.009 0,0020.002 0,030.03 0,020.02 0,040.04 0,040.04 0,0060.006 0,0040.004 0,0040.004 0,0040.004 0,180.18 0,00070.0007 0,0010.001 55 0,20.2 0,520.52 1,561.56 0,0110.011 0,0020.002 0,030.03 0,020.02 0,020.02 0,0470.047 0,0070.007 0,0030.003 0,0060.006 0,0040.004 0,180.18 0,00070.0007 0,00140.0014

Таблица 2table 2

Механические свойства горячекатаных полос в зависимости от технологических параметровMechanical properties of hot-rolled strips depending on technological parameters

Вариант плавкиMelting option Толщина подката перед чистовой стадией прокатки,
ммThickness of the rolled material before the finishing stage of rolling,
mm Температура начала чистовой стадии деформации, °СTemperature at the beginning of the finishing stage of deformation, °C Температура завершения чистовой стадии деформации, °СTemperature at the end of the finishing stage of deformation, °C Скорость чистовой стадии прокатки, м/сFinishing rolling speed, m/s Температура смотки, °СWinding temperature, °C Первый нагрев до температуры, °СFirst heating to temperature, °C Удельное время первого нагрева, мин/ммSpecific time of first heating, min/mm Второй нагрев до температуры, °СSecond heating to temperature, °C Удельное время второго нагрева, мин/ммSpecific time of second heating, min/mm Количество термообработокNumber of heat treatments Предел прочности, МПаTensile strength, MPa Предел текучести, МпаYield strength, MPa Относительное удлинение, %Relative extension, % KCU-40, Дж/см2KCU-40, J/cm2 11 3838 970970 882882 5,55.5 536536 810810 1,01.0 -- -- 11 670670 546546 23,523.5 136136 22 3939 975975 870870 66 525525 800800 1,11.1 -- -- 11 653653 530530 2525 138138 33 4242 970970 865865 5,55.5 540540 800800 1,21.2 -- -- 11 654654 514514 2121 155155 44 4040 980980 885885 5,75.7 580580 810810 1,51.5 -- -- 11 670670 542542 2424 165165 55 4141 990990 877877 6,26.2 590590 790790 1,61.6 -- -- 11 652652 515515 23,523.5 172172 6
(прототип)6
(prototype) -- -- 870 - 910870 - 910 -- 450 - 570450 - 570 890890 -- 690690 -- 22 620-760620-760 560-630560-630 -- 160-182160-182

Claims (3)

Способ получения полос из низколегированной стали, включающий нагрев непрерывнолитой заготовки, черновую прокатку до промежуточной толщины, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки, ускоренное охлаждение до температуры смотки в два этапа, последующий нагрев полос под термообработку, отличающийся тем, что низколегированная сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:A method for producing strips from low-alloy steel, including heating a continuously cast billet, rough rolling to an intermediate thickness, finishing rolling with a regulated temperature at the end of rolling, accelerated cooling to the winding temperature in two stages, subsequent heating of the strips for heat treatment, characterized in that the low-alloy steel contains components at the following ratio, wt.%: углерод carbon 0,15-0,250.15-0.25 кремний silicon 0,3-0,70.3-0.7 марганецmanganese 1,4-1,81.4-1.8 сера sulfur не более 0,010no more than 0.010 фосфор phosphorus не более 0,020no more than 0.020 хром chromium не более 0,30no more than 0.30 никель nickel не более 0,30no more than 0.30 медь copper не более 0,30no more than 0.30 алюминийaluminum 0,01-0,080.01-0.08 ниобий niobium не более 0,010no more than 0.010 ванадий vanadium не более 0,10no more than 0.10 титан titanium от 0,10 до менее 0,23from 0.10 to less than 0.23 молибденmolybdenum не более 0,010no more than 0.010 кальций calcium не более 0,005no more than 0.005 азот nitrogen не более 0,010no more than 0.010 бор boron не более 0,005no more than 0.005 железо и неизбежные примесиiron and inevitable impurities остальное,rest, при этом суммарное содержание Nb+V+Ti≤0,23%, С_э≤0,6%, черновую прокатку осуществляют до промежуточной толщины подката, составляющей 3,5-5,5 толщин полос, а чистовую прокатку с получением полос проводят со скоростью не более 7,0 м/с, начиная при температуре 940-1010°С и завершая при температуре 850-900°С, проводят ускоренное охлаждение полос в два этапа, при этом первый этап охлаждения осуществляют со скоростью 10-30°С/с от температуры завершения чистовой прокатки до температуры 550-680°С, после чего осуществляют второй этап охлаждения со скоростью 6-15°С/с до температуры смотки, составляющей 510-600°С, а нагрев полос под термообработку осуществляют до температуры Ас3±80°С с продолжительностью 1,0-2,0 мин/мм толщины полосы с последующим охлаждением на воздухе.in this case, the total content of Nb + V + Ti ≤ 0.23%, C _e ≤ 0.6%, rough rolling is carried out to an intermediate thickness of the rolled material, amounting to 3.5-5.5 strip thicknesses, and finishing rolling to obtain strips is carried out with at a speed of no more than 7.0 m/s, starting at a temperature of 940-1010°C and ending at a temperature of 850-900°C, accelerated cooling of the strips is carried out in two stages, with the first cooling stage carried out at a speed of 10-30°C/ s from the finishing temperature of finishing rolling to a temperature of 550-680°C, after which the second stage of cooling is carried out at a rate of 6-15°C/s to a winding temperature of 510-600°C, and the strips for heat treatment are heated to a temperature Ac3± 80°C with a duration of 1.0-2.0 min/mm of strip thickness, followed by cooling in air.