Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКОНЧАНИЯ ПРОКАТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ И СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ХОЛОДНОКАТАНЫХ СТАЛЕЙ

Рассмотрены условия прояв/гения положительного влияния понижёния температуры окончания прокатки в двухфазную и альфаобласть на плоскостную анизотропию коэффициента г холоднокатаных штампуемых низкоуглеродистых (LC) и сверхнизкоуглеродистых (ULC) сталей. На основании исследования параметров рекристаллизации, текстурного анализа и определения концентраций свободных атомов внедрения методом внутреннего трения показано, что улучшение распределения показателя г в плоскости листа и существенное понижение его величины определяется подавлением ориентировки (110) в результате измельчения зерна подката, более раннего протекания начальной стадии рекристаллизации и очищения твердого раствора феррита, а также улучшением текстуры горячей прокатки в случае IFсталей. В отсутствие элементов, связывающих (стабилизирующих) атомы внедрения, снижение содержания углерода ниже 0,01% и улучшение плоскостной анизотропии в ULCсталях в результате пониженной температуры прокатки сопровождается существенным ухудшением текстуры и абсолютных значений показателя г

Одним из наиболее важных показателей штам пуемости листовых сталей является усредненное значение коэффициента нормальной пластической анизотропии г, определяемое на основании значений коэффициента г в трех различных направлениях по отношению к направлению прокатки:

Качественная низкоуглеродистая раскисленная алюминием сталь марки 08Ю (Аде = 200 МПа) может достигать достаточно высокикх значений этого показателя вплоть до г = 1,6. Однако эту сталь отличает и высокая анизотропия механических свойств в плоскости листа, например, ее коэффициент плоскостной анизотропии Л г, определяемый в соответствии с нижеследующим уравнением может достигать 0,8—1,0.

Повышение однородности механических свойств в плоскости листа, т.е. понижение плоскостной анизотропии Аг является важным резервом улучшения штампуемости холоднокатаных сталей, предназначенных для изготовления лицевых деталей автомобиля [1, 2].

В последние годы опубликован ряд работ, посвященных применению так называемой низкотемпературной или ферритной прокатки низ ко или сверхнизкоуглеродистых штампуемых сталей с окончанием чистовой прокатки в двухфазной или чаще альфаобласти [3—7]. Причина возникшего интереса чаще всего связана со стремлением снизить энергетические затраты на нагрев сляба [3, 4] с одновременным повышением производительности травления за счет уменьшения окалины либо уменьшить нагрузки на чистовые клети широкополосного стана с получением более тонкого и(или) более широкого раската [5]. Снижение нагрузки на станы горячей прокатки обеспечивается в результате .существенно более низкого сопротивления деформации оцк решетки феррита по сравнению с более плот ноупакованной решеткой аустенита [7]. С другой стороны, понижение температуры нагрева сляба, которое может сопровождаться значительным укрупнением зерна феррита подката и снижением его прочностных характеристик, позволяет достигать более высоких единичных или суммарных обжатий при холодной прокатке [3].

Как правило, решая технологические задачи, сторонники низкотемпературной прокатки сознательно допускали некоторое ухудшение конечных потребительских свойств холонока

таных сталей (штампуемости, показателя г), отмечая лишь в отдельных случаях улучшение распределения этого показателя в плоскости листа. С учетом существенного многообразия комбинаций переменных параметров (температура нагрева сляба— температура конца прокатки — температура смотки — обжатие при холодной прокатке — конкретный тип термического агрегата, проведение колпакового или непрерывного отжига при конкретных режимах, обжатия при дрессировке и т.д.) конечный результат может существенно различаться.

В настоящей работе были проведены исследования влияния температуры окончания прокатки прежде всего на величину плоскостной анизотропии Аг. При этом измеряли весь комплекс механических свойств, а также структурные и текстурные параметры низкоуглеродистой стали 08Ю и сверхнизкоуглеродистой стали как микролегированной титаном и ниобием (lFсталей), так и в отсутствие стабилизирующих элементов.

В качестве объектов исследования были выбраны две промышленные плавки стали производства ВСЖ (Словакия), а также плавка IFстали производства Новолипецкого металлургического комбината (Россия). Химический состав исследованных сталей приведен в табл. 1.

Низкоуглеродиегые (LC) стали

Существенное влияние технологических параметров прокатки низкоуглеродистой стали на плоскостную анизотропию г отмечалось в литературе и ранее [8], однако без достаточного объяснения механизма наблюдаемого изменения свойств. В данной работе в качестве переменных технологических параметров использовали температуру окончания прокатки (Г = 860 и 770 °С), а также обжатия при холодной прокатке (40—80 %). Остальные параметры оставались постоянными: температура нагрева сляба 1250 °С, температура смотки 520—580 °С, отжиг в колпаковых печах по стандартному для стали 08Ю режиму (700 °С).

Исследования механических свойств отожженной холоднокатаной стали показали, что сравниваемые стали имели различное распределение коэффициента нормальной пластической анизотродии г в плоскости листа (рис. 1).

Для LCстали плавки В (прокатанной при стандартной температуре) наблюдалось традиционное распределение коэффициента г в плоскости листа с высокой плоскостной анизотропией: г45 < r0 < Плавка D, которая была прокатана при пониженной температуре, обладала другим распределением коэффициента г:г0 < г45 < причем абсолютный уровень значения г45 стали плавки В (по стандартной технологии) ниже, чем у плавки D, а Аг выше. Таким образом, понижение на почти 100 °С хотя и не увеличивает среднее значение коэффициента г, приводит к существенному уменьшению плоскостной анизотропии Ьг.

Исследования микроструктуры подката сталей плавок В и D показали, что понижение температуры конца прокатки в данном конкретном случае привело к измельчению зерна феррита в подкате: в плавке D отмечался 9й балл зерна, в плавке В 7й балл. Таким

1. Существенное (на 80—10 °С) понижение температуры окончания горячей прокатки, сопровождающееся значительным измельчением зерна феррита подката низкоуглеродистой стали, позволяет достичь более равномерного распределения коэффициента нормальной пластической анизотропии г в плоскости листа, что должно способствовать повышению штампуемости стали.
2. Установлено, что механизм положительного влияния измельчения зерна горячекатаной стали на плоскостную анизотропию А г связан с ускорением начала рекристаллизации, при котором образование начальных зародышей, особенно при низких степенях обжатия при холодной прокатке, развивается в благоприятных условиях подавления полюсной плотности ориентировок {220}.
3. Понижение температуры конца горячей прокатки (измельчение зерна феррита в подкате стали) смещает оптимальные деформации при холодной прокатке в сторону меньших значений, поскольку при этих условиях на начальной стадии рекристаллизации стали наблюдается пониженная (по сравнению со сталью с более крупным зерном) концентрация свободных атомов углерода и азота.?
4. Смещение в результате измельчения зерна феррита подката, оптимальных деформаций при холодной прокатке в сторону меньших обжатий может оказывать самостоятельное положительное влияние на свойства стали, поскольку позволяет получить более крупное зерно в конечной структуре отожженной стали и таким образом— более низкие значения . предела текучести.
5. Положительное влияние низкотемпературной прокатки в направлении улучшения распределения коэффициента г в плоскости листа (снижения Аг) наблюдается и при фер ритной прокатке сверхнизкоуглеродистых (ULC) сталей, особенно в сталях, стабилизированных титаном и/или ниобием (в IFсталях). В отсутствие стабилизирующих элементов повышенное содержание атомов внедрения в твердом растворе феррита ухудшает условия формирования текстуры и приводит к существенному снижению средних значений коэффициента нормальной анизотропии г.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 5, Москва 1994

Экспертиза

на главную