RU2790559C1 - Weather-resistant steel sheet for monorail arrow without heat treatment and method of its manufacture - Google Patents
Weather-resistant steel sheet for monorail arrow without heat treatment and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790559C1 RU2790559C1 RU2022105970A RU2022105970A RU2790559C1 RU 2790559 C1 RU2790559 C1 RU 2790559C1 RU 2022105970 A RU2022105970 A RU 2022105970A RU 2022105970 A RU2022105970 A RU 2022105970A RU 2790559 C1 RU2790559 C1 RU 2790559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- temperature
- weather
- continuous casting
- heat treatment
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯTECHNICAL APPLICATION
[001] Настоящая информация относится к листам из низколегированной стали, и в частности относится к листу из атмосферостойкой стали для производства монорельсовой стрелки без термической обработки и способу его изготовления.[001] The present information relates to low alloy steel sheets, and in particular, relates to a weather-resistant steel sheet for producing a non-heat-treated monorail switch and a method of manufacturing the same.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BACKGROUND OF THE INVENTION
[002] Монорельсовая транспортная система, обычно встречающаяся в виде надземной линии, в основном используется в густонаселенных городских районах для транспортировки пассажиров. Она отличается низкой стоимостью, низким уровнем загрязнения, коротким периодом строительства и меньшей площадью покрытия, кроме того она может эффективно использовать центральную изолированную зону дороги, поэтому является эффективным способом улучшения городского транспорта. Монорельсовая стрелка - это специальная стрелка для монорельсовой железной дороги. Поворотная часть стрелочной балки приводится в движение электрической энергией для выравнивания с путевой балкой или другой стрелочной балкой для формирования поворота для перевода линии движения транспортных средств.[002] The monorail transportation system, usually found in the form of an elevated line, is mainly used in densely populated urban areas for the transport of passengers. It features low cost, low pollution, short construction period and smaller coverage area, and it can effectively use the central isolated area of the road, so it is an effective way to improve urban transportation. A monorail turnout is a special turnout for a monorail railway. The turning part of the switch beam is driven by electrical energy to align with the track beam or another switch beam to form a turn to transfer the line of movement of vehicles.
[003] Монорельсовая стрелка сварена из стальных листов, которые круглый год будут подвергаться воздействию экстремальной жары, сильного холода и экстремального перепада температур, а также эрозии от дождя, мороза, кислоты и щелочи. Помимо постоянного воздействия колес, листы также будут подвергаться постоянному износу во время работы. При этом большое количество ударных нагрузок требует, чтобы сталь для монорельсовой стрелки обладала высокой прочностью, высокой изломостойкостью, низким отношением предела текучести к временному сопротивлению разрыву, ударопрочностью и коррозионной стойкостью, а также хорошей свариваемостью.[003] The monorail switch is welded from steel sheets that will be subjected to extreme heat, extreme cold and extreme temperature changes, as well as erosion from rain, frost, acid and alkali all year round. In addition to the constant impact of the wheels, the sheets will also be subject to constant wear during operation. Meanwhile, a large number of impact loads require that the steel for the monorail switch has high strength, high fracture toughness, low yield strength/tensile strength ratio, impact and corrosion resistance, and good weldability.
[004] Тем не менее, коррозионная стойкость существующих листов из атмосферостойкой стали, используемых в производстве монорельсовых стрелок, в основном улучшается за счет увеличения содержания P, в то время как изломостойкость, пластичность и свариваемость стальных листов не учитываются. Кроме того, содержание Cu, Cr и Ni относительно низкое, устойчивость к атмосферным воздействиям также низкая, а процесс производства относительно сложный, поэтому производительность и стоимость производства невозможно сбалансировать.[004] However, the corrosion resistance of the existing weather-resistant steel sheets used in the production of monorail switches is mainly improved by increasing the P content, while the fracture resistance, ductility and weldability of the steel sheets are not taken into account. In addition, the content of Cu, Cr and Ni is relatively low, the weather resistance is also low, and the production process is relatively complex, so the production capacity and production cost cannot be balanced.
[005] Кроме того, процесс термической обработки используется в способах производства традиционных железнодорожных стрелок. Например, китайский патент с номером публикации CN104894484A описывает "железнодорожные стрелки и способ производства стали для железнодорожных стрелок". В патенте используется процесс термообработки для улучшения неоднородных характеристик, вызванных сегрегацией компонентов и неравномерным размером зерна, но для этого процесса термообработки требуется многократный нагрев и сохранение тепла. Таким образом, производственный процесс усложняется, что затрудняет организацию высокоэффективного массового производства.[005] In addition, the heat treatment process is used in the production methods of conventional railway switches. For example, the Chinese patent with the publication number CN104894484A describes "railway switches and a method for producing steel for railway switches". The patent uses a heat treatment process to improve the non-uniform characteristics caused by component segregation and uneven grain size, but this heat treatment process requires repeated heating and heat retention. Thus, the production process becomes more complicated, which makes it difficult to organize highly efficient mass production.
[006] В китайском патенте с номером публикации CN102839268A описывается "способ термической обработки железнодорожной стрелки с использованием бейнита", обеспечивающего хорошую прямолинейность стрелки. Тем не менее, в этом патенте для стали переводного рельса принята многоступенчатая термическая обработка. Таким образом, трудно точно контролировать производственный процесс.[006] Chinese Patent Publication No. CN102839268A describes a "bainite railroad turnout heat treatment method" to achieve good turnout straightness. However, in this patent, a multi-stage heat treatment is adopted for the transfer rail steel. Thus, it is difficult to accurately control the production process.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[007] Настоящее изобретение описывает лист из атмосферостойкой стали для производства монорельсовой стрелки без термической обработки и способ его изготовления для устранения недостатков предшествующих технологий. При этом для монорельсовой стрелки используется стальной лист с низкой стоимостью сплава, отличной свариваемостью, сверхвысокой прочностью, высокой изломостойкостью и стойкостью к атмосферным воздействиям.[007] The present invention describes a weather-resistant steel sheet for producing a non-heat-treated monorail switch and a method for manufacturing the same to overcome the shortcomings of the prior art. At the same time, a steel sheet with low alloy cost, excellent weldability, ultra-high strength, high fracture resistance and weather resistance is used for the monorail switch.
[008] Техническое решение, используемое в настоящем изобретении, заключается в том, что лист из атмосферостойкой стали для изготовления монорельсовой стрелки без термической обработки имеет следующий состав в массовых процентах: C: 0,03-0,16%, Si: 0,10-0,35%, Mn: 0,70-1,60%, Cu: 0.20-0.40%, Cr: 0,35-0,70%, Ni: 0,25-0,60%, Alt: 0,01-0,08%, Nb: 0,01-0,05%, Ti: 0,005-0,020%, а также остаток Fe и технически неустранимых примесей.[008] The technical solution used in the present invention is that a weather-resistant steel sheet for making a monorail switch without heat treatment has the following composition in mass percent: C: 0.03-0.16%, Si: 0.10 -0.35%, Mn: 0.70-1.60%, Cu: 0.20-0.40%, Cr: 0.35-0.70%, Ni: 0.25-0.60%, Alt: 0, 01-0.08%, Nb: 0.01-0.05%, Ti: 0.005-0.020%, as well as the remainder of Fe and technically irremovable impurities.
[009] Массовая доля P в листе из атмосферостойкой стали составляет 0,008-0,015%.[009] The mass fraction of P in the weather-resistant steel sheet is 0.008-0.015%.
[0010] Причины, по которым содержание каждого состава листа из атмосферостойкой стали ограничено в настоящем изобретении, следующие:[0010] The reasons why the content of each composition of the weather-resistant steel sheet is limited in the present invention are as follows:
[0011] C: Используется низкоуглеродная сталь. Более высокое содержание углерода неблагоприятно сказывается на ударной прочности стали, особенно на энергии удара при пластическом разрушении, и, очевидно, снижает свариваемость. В то же время, учитывая сложность контроля производства, содержание углерода не должно быть слишком низким. Таким образом, содержание углерода ограничено 0,03-0,16%.[0011] C: Low carbon steel is used. A higher carbon content adversely affects the impact strength of the steel, especially the impact energy during plastic fracture, and, obviously, reduces the weldability. At the same time, given the complexity of production control, the carbon content should not be too low. Thus, the carbon content is limited to 0.03-0.16%.
[0012] Si: Si используется для раскисления в процессе выплавки стали. Соответствующее количество Si способно ингибировать сегрегацию Mn и P и повышать прочность стали за счет упрочнения твердым раствором. Однако чрезмерно высокое содержание Si ухудшает свариваемость и низкотемпературную прочность стали. Таким образом, содержание Si ограничено 0,10-0,35%.[0012] Si: Si is used for deoxidation in the steelmaking process. An appropriate amount of Si is able to inhibit the segregation of Mn and P and improve the strength of steel through solid solution strengthening. However, an excessively high Si content degrades the weldability and low temperature strength of the steel. Thus, the Si content is limited to 0.10-0.35%.
[0013] Mn: Mn необходим для раскисления в процессе выплавки стали и способен повышать прочность стали за счет упрочнения твердого раствора. Содержание Mn не может быть слишком низким для получения высокой прочности на разрыв, но чрезмерно высокое содержание Mn ухудшит свариваемость и низкотемпературную прочность стали. Таким образом, содержание Mn ограничено 0,70-1,60%.[0013] Mn: Mn is necessary for deoxidation in the steelmaking process and is capable of increasing the strength of steel by solid solution strengthening. The Mn content cannot be too low to obtain high tensile strength, but an excessively high Mn content will degrade the weldability and low temperature strength of the steel. Thus, the Mn content is limited to 0.70-1.60%.
[0014] P: P используется для повышения устойчивости стали к атмосферным воздействиям. Если содержание P слишком низкое, то устойчивость к атмосферным воздействиям низкая. Однако чрезмерно высокое содержание P ухудшает низкотемпературную прочность основного металла и сварных соединений, особенно когда P в основном металле переходит в сварочный шов, образуя эвтектику в процессе сварки, что приводит к снижению энергии удара сварных соединений. Таким образом, содержание Р ограничено 0,008-0,015%.[0014] P: P is used to improve the weather resistance of the steel. If the P content is too low, then the weather resistance is low. However, an excessively high content of P degrades the low temperature strength of the base metal and welds, especially when P in the base metal passes into the weld, forming a eutectic during the welding process, which leads to a decrease in the impact energy of the welds. Thus, the P content is limited to 0.008-0.015%.
[0015] Cu: Cu может способствовать образованию стабильного и плотного слоя ржавчины на поверхности стали и улучшать устойчивость стали к атмосферным воздействиям. Однако чрезмерно высокое содержание Cu может вызвать красноломкость при обработке стали и ухудшить свойства поверхности стали. Таким образом, содержание Cu ограничено 0,20-0,40%.[0015] Cu: Cu can promote the formation of a stable and dense rust layer on the surface of the steel and improve the weather resistance of the steel. However, an excessively high content of Cu may cause red brittleness in steel processing and deteriorate the surface properties of the steel. Thus, the Cu content is limited to 0.20-0.40%.
[0016] Cr: Cr также способен эффективно повышать устойчивость стали к атмосферным воздействиям и обеспечивать упрочнение твердого раствора. Однако чрезмерно высокое содержание Cr снижает изломостойкость и свариваемость стали. Таким образом, содержание Cr ограничено 0,35-0,70%.[0016] Cr: Cr is also able to effectively improve the weather resistance of steel and provide solid solution strengthening. However, an excessively high Cr content reduces the fracture toughness and weldability of the steel. Thus, the Cr content is limited to 0.35-0.70%.
[0017] Ni: Ni также может повышать устойчивость стали к атмосферным воздействиям и способствовать образованию устойчивого слоя ржавчины, а также улучшать свариваемость. Однако чрезмерно высокое содержание Ni значительно увеличивает производственные издержки. Таким образом, содержание Ni ограничено 0,25-0,60%.[0017] Ni:Ni can also improve the weather resistance of the steel and promote the formation of a stable rust layer, as well as improve weldability. However, an excessively high Ni content greatly increases the production cost. Thus, the Ni content is limited to 0.25-0.60%.
[0018] Al: Al используется для раскисления в процессе выплавки стали. Он способен уменьшить атомное число твердого раствора N, тем самым улучшая изломостойкость и временное сопротивление деформации. А образующийся нитрид алюминия может уменьшать размер зерен для дальнейшего снижения температуры вязко-хрупкого перехода. Тем не менее, чрезмерное добавление Al приводит к образованию крупных зерен Al2o3 и AlN и снижению изломостойкости. Кроме того, Al может способствовать трансформации феррита, уменьшению размера зерен и повышению изломостойкости в зоне термического влияния сварки. Таким образом, содержание Al ограничено 0,01-0,08%.[0018] Al: Al is used for deoxidation in the steelmaking process. It is able to reduce the atomic number of the N solid solution, thereby improving the fracture toughness and tensile strength. And the resulting aluminum nitride can reduce the grain size to further reduce the ductile-brittle transition temperature. However, excessive addition of Al leads to the formation of large Al2O3 and AlN grains and a decrease in fracture toughness. In addition, Al can promote ferrite transformation, grain size reduction, and fracture toughness in the weld heat-affected zone. Thus, the Al content is limited to 0.01-0.08%.
[0019] Nb: Nb может повысить прочность стали, увеличить температуру рекристаллизации аустенита, а также прокатывать зону нерекристаллизации при более высокой температуре. Однако увеличение содержания Nb оказывает ограниченное влияние на упрочнение стали, поэтому содержание Nb ограничивается 0,01-0,05%.[0019] Nb: Nb can increase the strength of steel, increase the austenite recrystallization temperature, and roll the non-recrystallization zone at a higher temperature. However, increasing the Nb content has a limited effect on the hardening of the steel, so the Nb content is limited to 0.01-0.05%.
[0020] Формула для расчета индекса стойкости к атмосферным воздействиям листа из атмосферостойкой стали выглядит следующим образом: [0020] The formula for calculating the weather resistance index of a weather resistant steel sheet is as follows:
[0021] I = 26,01(%Cu) + 3,88(%Ni) + 1,20(%Cr) + 1,49(%Si) + 17,28(%P) - 7,29(%Cu) (%Ni) - 9,10(%Ni) (%P) - 33,39(%Cu)2, и I ≥ 6,0%. Обеспечивается превосходная устойчивость к атмосферному воздействию и исключается нанесение антикоррозийного покрытия.[0021] I = 26.01(%Cu) + 3.88(%Ni) + 1.20(%Cr) + 1.49(%Si) + 17.28(%P) - 7.29(% Cu) (%Ni) - 9.10(%Ni) (%P) - 33.39(%Cu)2, and I ≥ 6.0%. Provides excellent weather resistance and eliminates anti-corrosion coating.
[0022] Стальной лист из атмосферостойкой стали имеет следующие механические свойства: предел текучести (Rp0.2) ≥ 485 МПа, предел прочности (Rm) ≥ 585 МПа, деформация растяжения (A) ≥ 20%, отношение предела текучести к временному сопротивлению разрыву (YR) ≤ 0,85, энергия удара (KV2) при -40 °C ≥ 250 Дж.[0022] The weather-resistant steel sheet has the following mechanical properties: yield strength (Rp0.2) ≥ 485 MPa, tensile strength (Rm) ≥ 585 MPa, tensile strain (A) ≥ 20%, ratio of yield strength to tensile strength ( YR) ≤ 0.85, impact energy (KV2) at -40 °C ≥ 250 J.
[0023] Способ изготовления стального листа для монорельсовой стрелки без термической обработки включает в себя процесс выплавки, процесс рафинирования, процесс непрерывного литья, процесс нагрева и процесс проката. В процессе нагрева температура раствора Nb рассчитывается по формуле произведения растворимости, и сляб непрерывного литья нагревается до температуры выше температуры раствора Nb.[0023] A method for manufacturing a steel sheet for a monorail switch without heat treatment includes a smelting process, a refining process, a continuous casting process, a heating process, and a rolling process. In the heating process, the temperature of the Nb solution is calculated by the solubility product formula, and the continuous cast slab is heated to a temperature higher than the temperature of the Nb solution.
[0024] Принятая формула произведения растворимости представляет собой формулу произведения растворимости NbC в аустените: lg{[Nb][C]}γ = 2,96 - 7510/T, а T представляет собой температуру нагрева сляба непрерывного литья с единицей измерения K.[0024] The accepted formula for the solubility product is the formula for the solubility product of NbC in austenite: lg{[Nb][C]} γ = 2.96 - 7510/T, and T is the heating temperature of the continuous cast slab with the unit of K.
[0025] В процессе проката стальной лист получают с помощью управляемого процесса проката и управляемого процесса охлаждения, при этом стальной лист подвергают штабельному охлаждению до температуры ниже 200 °C, когда температура стального листа составляет 350-500 °C. Отходящее тепло стального листа используется для самозакаливания, чтобы уменьшить плотность дислокаций, снять внутреннее напряжение и увеличить объемную долю фазы осаждения, а также отрегулировать микроструктуру, чтобы обеспечить прочность и изломостойкость стального листа.[0025] In the rolling process, a steel sheet is produced by a controlled rolling process and a controlled cooling process, wherein the steel sheet is subjected to stack cooling to a temperature below 200°C when the temperature of the steel sheet is 350-500°C. The waste heat of the steel sheet is used for self-hardening, to reduce the dislocation density, relieve internal stress and increase the volume fraction of the precipitation phase, and adjust the microstructure to ensure the strength and fracture resistance of the steel sheet.
[0026] Преимущества настоящего изобретения заключаются в следующем:[0026] The advantages of the present invention are as follows:
[0027] 1. Атмосферостойкий стальной лист, описанный в настоящем изобретении обладает отличной свариваемостью, сверхвысокой прочностью и высокой изломостойкостью при условии низкого содержания P за счет определения разумного соотношения состава сплава. Индекс стойкости к атмосферным воздействиям превышает или равен 6,0%, таким образом атмосферостойкий стальной лист обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям.[0027] 1. The weather-resistant steel sheet described in the present invention has excellent weldability, ultra-high strength, and high fracture toughness under the condition of low P content by determining a reasonable alloy composition ratio. The weather resistance index is greater than or equal to 6.0%, thus the weather resistant steel sheet is highly weather resistant.
[0028] 2. Стальной лист из атмосферостойкой стали имеет следующие механические свойства: предел текучести (Rp0.2) ≥ 485 МПа, предел прочности при растяжении (Rm) ≥ 585 МПа, деформация растяжения (A) ≥ 20%, отношение предела текучести к временному сопротивлению разрыву (YR) ≤ 0,85, энергия удара (KV2) при -40 °C ≥ 250 Дж.[0028] 2. The weather-resistant steel sheet has the following mechanical properties: yield strength (Rp0.2) ≥ 485 MPa, tensile strength (Rm) ≥ 585 MPa, tensile strain (A) ≥ 20%, ratio of yield strength to tensile strength (YR) ≤ 0.85, impact energy (KV2) at -40 °C ≥ 250 J.
[0029] 3. Для обеспечения свариваемости стального листа толщиной менее 40 мм не требуется предварительный нагрев перед сваркой и термическая обработка после сварки. Стальной лист из атмосферостойкой стали обладает хорошей свариваемостью и может применяться в монорельсовых стрелках.[0029] 3. Preheating before welding and heat treatment after welding are not required to ensure weldability of a steel sheet with a thickness of less than 40 mm. Weather resistant steel sheet has good weldability and can be applied in monorail turnouts.
[0030] 4. В способе производства стального листа из атмосферостойкой стали отходящее тепло после проката используется для самозакаливания, чтобы уменьшить плотность дислокаций, снять внутреннее напряжение и улучшить форму стального листа, а также, чтобы отрегулировать микроструктуру, обеспечить прочность и изломостойкость стального листа.[0030] 4. In the method for producing steel sheet from weather-resistant steel, the waste heat after rolling is used for self-hardening to reduce the dislocation density, relieve internal stress and improve the shape of the steel sheet, and to adjust the microstructure, ensure the strength and fracture resistance of the steel sheet.
[0031] 5. В процессе производства не требуется термическая обработка, за счет этого снижается себестоимость продукции и сокращается производственный цикл.[0031] 5. The production process does not require heat treatment, thereby reducing the cost of production and shortening the production cycle.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0032] Способ производства листа из атмосферостойкой стали, описанный в настоящем изобретении включает процесс выплавки, процесс рафинирования, процесс непрерывного литья, процесс нагрева, процесс проката и процесс охлаждения в штабеле. В процессе нагрева температура Nb рассчитывается по формуле произведения растворимости, и сляб непрерывного литья нагревается до температуры выше температуры раствора Nb. В процессе проката стальной лист получают с помощью управляемого процесса проката и управляемого процесса охлаждения, при этом стальной лист изготавливается с охлаждением штабеля до температуры ниже 200 °C, когда температура стального листа составляет 350-500 °C. Отходящее тепло стального листа используется для самозакаливания.[0032] The method for producing a weather-resistant steel sheet described in the present invention includes a smelting process, a refining process, a continuous casting process, a heating process, a rolling process, and a stack cooling process. In the heating process, the Nb temperature is calculated by the solubility product formula, and the continuous cast slab is heated to a temperature higher than the temperature of the Nb solution. In the rolling process, a steel sheet is obtained by a controlled rolling process and a controlled cooling process, wherein the steel sheet is produced by cooling the stack to a temperature below 200 °C, when the temperature of the steel sheet is 350-500 °C. The waste heat of the steel sheet is used for self-hardening.
[0033] Формула произведения растворимости NbC в аустените имеет следующий вид:[0033] The formula for the solubility product of NbC in austenite is:
[0034] lg{[Nb][C]}γ = 2,96 - 7510/T, и T представляет собой температуру нагрева сляба непрерывной разливки с единицей измерения К.[0034] lg{[Nb][C]} γ = 2.96 - 7510/T, and T is the heating temperature of the continuous casting slab with the unit K.
[0035] Формула для расчета индекса стойкости к атмосферным воздействиям листа из атмосферостойкой стали выглядит следующим образом: [0035] The formula for calculating the weather resistance index of a weather resistant steel sheet is as follows:
[0036] I = 26,01 * Cu + 3,88 * Ni + 1,2 * Cr + 1,49 * Si + 17,28 * P - 7,29 * Cu * Ni - 9,1 * Ni * P - 33,39 * Cu * Cu.[0036] I = 26.01 * Cu + 3.88 * Ni + 1.2 * Cr + 1.49 * Si + 17.28 * P - 7.29 * Cu * Ni - 9.1 * Ni * P - 33.39*Cu*Cu.
[0037] 4 группы листов из атмосферостойкой стали изготавливаются с помощью вышеуказанного способа производства, при этом 4 группы листов из атмосферостойкой стали имеют следующий состав в массовых процентах:[0037] 4 groups of weather-resistant steel sheets are produced by the above production method, and 4 groups of weather-resistant steel sheets have the following composition in mass percent:
[0038] S1: C: 0,15%, Si: 0,15%, Mn: 1,10%, P: 0,013%, Cu: 0,30%, Cr: 0,40%, Ni: 0,30%, Alt: 0,02%, Nb: 0,030%, Ti: 0,008%; и I: 6,20.[0038] S1: C: 0.15%, Si: 0.15%, Mn: 1.10%, P: 0.013%, Cu: 0.30%, Cr: 0.40%, Ni: 0.30 %, Alt: 0.02%, Nb: 0.030%, Ti: 0.008%; and I: 6.20.
[0039] S2: C: 0,04%, Si: 0,35%, Mn: 1,40%, P: 0,014%, Cu: 0,26%, Cr: 0,63%, Ni: 0,25%, Alt: 0,04%, Nb: 0,020%, Ti: 0,019%; и I: 6,49.[0039] S2: C: 0.04%, Si: 0.35%, Mn: 1.40%, P: 0.014%, Cu: 0.26%, Cr: 0.63%, Ni: 0.25 %, Alt: 0.04%, Nb: 0.020%, Ti: 0.019%; and I: 6.49.
[0040] S3: C: 0,11%, Si: 0,30%, Mn: 0,70%, P: 0,012%, Cu: 0,29%, Cr: 0,50%, Ni: 0,55%, Alt: 0,07%, Nb: 0,010%, Ti: 0,012%; и I: 6,90.[0040] S3: C: 0.11%, Si: 0.30%, Mn: 0.70%, P: 0.012%, Cu: 0.29%, Cr: 0.50%, Ni: 0.55 %, Alt: 0.07%, Nb: 0.010%, Ti: 0.012%; and I: 6.90.
[0041] S4: C: 0,09%, Si: 0,25%, Mn: 0,95%, P: 0,009%, Cu: 0,45%, Cr: 0,35%, Ni: 0,48%, Alt: 0,03%, Nb: 0,050%, Ti: 0,015%; и I: 6,14.[0041] S4: C: 0.09%, Si: 0.25%, Mn: 0.95%, P: 0.009%, Cu: 0.45%, Cr: 0.35%, Ni: 0.48 %, Alt: 0.03%, Nb: 0.050%, Ti: 0.015%; and I: 6.14.
[0042] Для вышеупомянутых 4 групп листов из атмосферостойкой стали в каждой группе прокатываются стальные листы толщиной 10 мм и 40 мм. Параметры для изготовления листа из атмосферостойкой стали приведены в таблице 1. Температура раствора Nb сначала рассчитывается по формуле lg{[Nb][C]}γ = 2,96 - 7510/T, а затем температура нагрева сляба непрерывного литья определяется в соответствии с температурой раствора Nb. Стальной лист после контролируемого процесса проката и охлаждения подвергается охлаждению в штабеле до температуры ниже 200 °C.[0042] For the above 4 groups of weatherproof steel sheets, 10 mm and 40 mm thick steel sheets are rolled in each group. The parameters for making weather-resistant steel sheet are shown in Table 1. The temperature of the Nb solution is first calculated by the formula lg{[Nb][C]} γ = 2.96 - 7510/T, and then the heating temperature of the continuous casting slab is determined according to the temperature Nb solution. The steel sheet, after a controlled rolling and cooling process, is cooled in a stack to temperatures below 200 °C.
[0043] Таблица 1 Параметры для изготовления листа из атмосферостойкой стали для монорельсовой стрелки без термической обработки[0043] Table 1 Parameters for manufacturing a weather-resistant steel sheet for a monorail switch without heat treatment
(мм)Steel sheet thickness
(mm)
[0044] Были проверены механические свойства 4 групп листа из атмосферостойкой стали, результаты приведены в таблице 2. Лист из атмосферостойкой стали, изготовленный по способике, описанной в настоящем изобретении, имеет предел текучести 513-551 МПа, деформацию растяжения 22-27%, отношение предела текучести к временному сопротивлению разрыву 0,79-0,84 и энергию удара при -40 °C более 290 Дж. Таким образом, лист из атмосферостойкой стали имеет высокие показатели прочности, изломостойкости и пластичности.[0044] The mechanical properties of 4 groups of weather-resistant steel sheet were tested, the results are shown in Table 2. yield strength to tensile strength of 0.79-0.84 and impact energy at -40 °C more than 290 J. Thus, the weather-resistant steel sheet has high strength, fracture resistance and ductility.
[0045] Таблица 2 Механические свойства листа из атмосферостойкой стали для изготовления монорельсовой стрелки без термической обработки[0045] Table 2 Mechanical Properties of Weather Resistant Steel Sheet for Manufacture of Monorail Switch without Heat Treatment
(мм)Steel sheet thickness
(mm)
(МПа)Yield strength
(MPa)
(МПа)Tensile strength
(MPa)
[0046] Была проверена свариваемость четырех стальных листов толщиной 40 мм, результаты приведены в таблице 3. Не требуется предварительный нагрев перед сваркой и термическая обработка после сварки. При тепловой нагрузке 50 кДж/см при сварке предел прочности сварных соединений эквивалентен пределу прочности основного металла, а энергия удара при -40 °C в зоне крупного зерна при сварке остается выше 85 Дж. Таким образом, лист из атмосферостойкой стали обладает хорошими свойствами при холодном изгибе и хорошей свариваемостью.[0046] The weldability of four 40 mm thick steel sheets was tested, the results are shown in Table 3. Preheating before welding and heat treatment after welding are not required. At a heat load of 50 kJ/cm during welding, the tensile strength of the welded joints is equivalent to the tensile strength of the base metal, and the impact energy at -40 °C in the coarse grain zone during welding remains above 85 J. Thus, the weather-resistant steel sheet has good cold properties. bending and good weldability.
[0047] Таблица 3 Свариваемость листовой стали для изготовления монорельсовой стрелки без термической обработки[0047] Table 3 Weldability of steel sheet for the manufacture of a monorail switch without heat treatment
(мм)Steel sheet thickness
(mm)
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910795945 | 2019-08-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790559C1 true RU2790559C1 (en) | 2023-02-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2336362C1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Steel for monorails of mine monorail ways |
| RU2630916C1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-09-14 | Открытое акционерное общество по проектированию строительства мостов "Институт Гипростроймост" | Iron-based alloy |
| CN107841689A (en) * | 2017-10-19 | 2018-03-27 | 南京钢铁股份有限公司 | A kind of weather-resistant steel plate and its manufacture method |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2336362C1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Steel for monorails of mine monorail ways |
| RU2630916C1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-09-14 | Открытое акционерное общество по проектированию строительства мостов "Институт Гипростроймост" | Iron-based alloy |
| CN107841689A (en) * | 2017-10-19 | 2018-03-27 | 南京钢铁股份有限公司 | A kind of weather-resistant steel plate and its manufacture method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109402508B (en) | A kind of low-carbon microalloyed Q690 grade high-strength weathering steel and preparation method thereof | |
| KR102451705B1 (en) | Wear-resistant steel and its manufacturing method | |
| CN110318006A (en) | A kind of cold rolling weather resisting steel and preparation method thereof | |
| CN102409253A (en) | A weathering steel for high-corrosion-resistant and high-strength railway vehicles and its manufacturing method | |
| CN101736207A (en) | Niobium and vanadium-containing economical high-strength and high-weather-resistance hot rolled H-shaped steel and rolling method thereof | |
| CN109628843B (en) | Corrosion-resistant steel with yield strength of 450MPa for coal transportation truck and manufacturing method thereof | |
| CN108642381B (en) | A kind of yield strength 460MPa grade hot-rolled high-toughness low-temperature resistant H-beam and preparation method thereof | |
| CN109628844B (en) | Corrosion-resistant steel for coal-carrying gondolas with a yield strength of 700 MPa and its manufacturing method | |
| JP2016524653A (en) | HT550 steel sheet with ultra-high toughness and excellent weldability and method for producing the same | |
| CN101760704A (en) | Economical high-strength high-weatherability hot-rolled H beam steel containing vanadium and nitrogen and rolling method thereof | |
| KR20140020351A (en) | Steel plate with ultra-high strength and abrasion resistance, and manufacturing process thereof | |
| CN103255353B (en) | A kind of yield strength 450MPa level contains the weather-resistance hot rolled H-shaped rolling technology of vanadium | |
| CN107841689B (en) | A kind of weather-resistant steel plate and its manufacturing method | |
| CN113846269B (en) | Cold-rolled high-weather-resistance steel plate with high strength and plasticity and preparation method thereof | |
| CN117070834B (en) | A 690MPa grade steel plate with excellent sea ice abrasion resistance and a manufacturing method thereof | |
| CN111235464B (en) | Titanium microalloyed economical high-strength weathering steel and production method thereof | |
| CN114645201B (en) | High-toughness Q500qNH bridge weather-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
| CN114941108A (en) | 890 MPa-grade coating-free atmospheric corrosion resistant bridge steel and preparation method thereof | |
| CN113957346A (en) | A kind of high-performance bridge steel with yield strength not less than 500MPa and its preparation method and application | |
| CN117947354A (en) | Weathering hot-rolled steel strip and production method thereof, weathering steel strip | |
| WO2021036078A1 (en) | Heat treatment-free and weather-resistant steel plate for monorail switch, and preparation method therefor | |
| CN103243272A (en) | Rolling process of vanadium-containing weather-resistant hot-rolling H-shaped steel with yield strength of 500 MPa | |
| RU2790559C1 (en) | Weather-resistant steel sheet for monorail arrow without heat treatment and method of its manufacture | |
| CN112779478A (en) | Weather-resistant steel plate for 390 MPa-grade high-speed train bogie and manufacturing method thereof | |
| CN102644035B (en) | Cooling after rolling method for high-weather fastness hot-rolled H-steel with yield strength up to 460MPa |