UA124982C2 - Спосіб виробництва термічно обробленої листової сталі - Google Patents

Description

Винахід стосується способу виробництва термічно обробленої листової сталі, що володіє мікроструктурою Пиаше, на агрегатній лінії термічної обробки. Винахід, зокрема, може бути застосованим в області виробництва автомобільних транспортних засобів.

Як відомо, для виробництва автомобільних транспортних засобів використовують листову сталь з відкритою поверхнею або з покриттям. У виробництві транспортних засобів застосовується безліч марок сталі. Вибір марки сталі залежить від кінцевого застосування сталевої деталі. Наприклад, сталі ІБ (що не містять елементів впровадження) можуть вироблятися для деталей, схильних до зовнішніх впливів, ТКІР-сталі (з пластичністю, наведеної перетворенням) можуть випускатися для крісел і поперечних елементів підлоги або передніх стійок і ЮОР-сталі (двофазні) можуть вироблятися для задніх рейкових направляючих або поперечних елементів даху.

В ході виробництва цих сталей для отримання бажаних деталей, що володіють особливими механічними властивості для будь-якого конкретного застосування, сталі піддаються дуже важливим видам обробки. Такі обробки можуть бути, наприклад, безперервним відпалом перед осадженням металевого покриття або загартуванням з перерозподілом вуглецю. При таких обробках важлива роль відводиться етапу охолодження, оскільки мікроструктура і механічні властивості сталей головним чином залежать від виконання охолоджуючої обробки. Зазвичай передбачувана для виконання обробка, включаючи і етап охолодження, вибирається зі списку відомих обробок при тому, що така обробка вибирається залежно від марки сталі.

Патентна заявка МО 2010/049600 відноситься до способу застосування установки для термічної обробки сталевої штаби, що безперервно рухається, який містить етапи вибору швидкості охолодження сталевої штаби в залежності від, серед іншого, металургійних показників при вході і металургійних показників, необхідних на виході з установки; введення геометричних характеристик штаби; розрахунку профілю передачі потужності; визначення бажаних величин регулювальних параметрів секції охолодження і приведення передачі потужності охолоджуючих пристроїв секції охолодження у відповідність із зазначеними контрольними величинами.

Однак цей спосіб грунтується тільки на виборі і застосуванні відомих циклів охолодження.

Це означає, що існує величезний ризик того, що для будь-якої однієї марки сталі, наприклад,

ТВІР-сталі, буде застосовуватися один і той же цикл охолодження навіть у випадках наявності у кожної конкретної ТКІР-сталі своїх власних ознак, включаючи хімічну композицію, мікроструктуру, властивості, структуру поверхні і т.п. Таким чином, даний спосіб не враховує реальні ознаки сталі. Це допускає неперсоніфіковане охолодження безлічі марок сталі.

Отже, така охолоджуюча обробка не адаптована до даної конкретної сталі і тому в кінці обробки бажані властивості отримані не будуть. Крім того, після обробки така сталь може мати велику дисперсію механічних властивостей. Нарешті, навіть в разі можливості виробництва широкого сортаменту марок сталі якість сталі, що пройшла охолодження виявляється недостатньою.

Таким чином, мета даного винаходу полягає в подоланні зазначених вище недоліків за допомогою пропозиції способу виробництва термічно обробленої листової сталі, що володіє особливою хімічною композицією сталі і особливою мікроструктурою т гагде, ЩО реалізується на агрегатній лінії термічної обробки. Дана мета, зокрема, має на увазі виконання охолоджуючої обробки, адаптованої до кожної листової сталі, при цьому така обробка розраховується дуже точно в найкоротший можливий час для того, щоб забезпечити термічно оброблену листову сталь, що володіє винятковими якостями, такими як мінімально можливий розкид властивостей.

Ця мета досягається за допомогою способу за п. 1 формули винаходу. Даний спосіб може також містити будь-які ознаки за пп. 2-35.

Інша мета досягається за допомогою рулону за п. 36 формули винаходу. Даний рулон може також включати ознаки за пп. 37 або 39.

Ще одна мета досягається за допомогою лінії термічної обробки за п. 40 формули винаходу.

Нарешті, дана мета досягається за допомогою комп'ютерного програмного виробу за п. 41.

Інші ознаки і переваги винаходу стануть очевидними з наступного детального опису винаходу.

Для ілюстрування винаходу будуть описані різні втілення і випробування зразків з не обмежуючих прикладів, зокрема, зі зверненням до наступних фігур.

Фіг. 1 ілюструє один приклад способу відповідно до даного винаходу.

Фіг. 2 демонструє приклад, при якому виконується безперервний відпал листової сталі, що містить етап нагрівання, етап витримки, етап охолодження і етап старіння.

Фіг. З ілюструє одне переважне втілення відповідно до винаходу.

Фіг. 4 відображає приклад відповідно до винаходу, в якому виконується безперервний відпал листової сталі перед нанесенням покриття способом гарячого занурення.

Терміни визначаються наступним чином: - СС: хімічна композиція в мас. 95, - Тамюек: ЦілЬьЬОВИЙ ПоКазник мікроструктури, - Твізпаає: мікроструктура обраного виробу, - Ріаде: цільовий показник механічної властивості, - ті: вихідна мікроструктура листової сталі, - Х: частка фази в мас. 95, - Т: температура в градусах Цельсія (С), - Е: час (с), - 5: секунди, - ОТ5: гранична міцність на розрив (МПа), - 8: межа плинності (МПа), - металеве покриття на цинковій основі означає металеве покриття, що містить більше 50 95 цинку, - металеве покриття на основі алюмінію означає металеве покриття, що містить більше 50 95 алюмінію і - параметри процесу нагрівання включають час, температуру і швидкість нагрівання, - параметри процесу витримки містять час, температуру і тривалість виконання витримки, - ТРх, ТРагапдакі і ТРіаюеї містять час, температуру термообробки і щонайменше один елемент, який обирається з: охолодження, ізотерми або швидкості нагрівання, величини ізотерми, що має постійну температуру, - СР; і СРхіп містять час, температуру і швидкість охолодження, і - нанофлюіди: рідкі середовища, що містять наночастинки.

Позначення "сталь" або "листова сталь" відноситься до листа, рулону, пластини, які мають склад, що дозволяє деталі досягати міцності при розтягуванні до 2500 Мпа і більш переважно до 2000 МПа. Наприклад, міцність при розтягуванні дорівнює або перевищує 500 МПа, переважно дорівнює або перевищує 1000 МПа, переважно дорівнює або перевищує 1500 МПа.

Включається широкий діапазон хімічної композиції, так як спосіб відповідно до винаходу може бути застосований до сталі будь-якого типу.

Винахід відноситься до способу виробництва термічно обробленої листової сталі, яка володіє мікроструктурою Пнаде, ЩО містить від 0 до 100 95 щонайменше однієї фази, обраної серед фериту, мартенситу, бейніту, перліту, цементиту і аустеніту, на агрегатній лінії термічної обробки, що містить секцію нагрівання, секцію витримки і секцію охолодження, що включає систему охолодження, в якому реалізуються термічні параметри ТРіаще, при цьому даний спосіб містить:

А. етап приготування, що містить: 1) підетап вибору, на якому: а. тааде і хімічна композиція порівнюються з переліком заздалегідь визначених виробів, мікроструктура яких включає заздалегідь певні фази і заздалегідь визначені частки вмісту фаз з тим, щоб вибрати виріб, що має мікроструктуру Тз-іапаач, найбільш близьку до ПТіате, і ТР-апаага, який містить, щонайменше, нагрівання, витримку і етап охолодження для досягнення ІПч-іапоага, р. режим нагрівання, режим витримки, що включає температуру витримки Теоакіпо, ПРИ ЦЬОМУ потужність охолодження системи охолодження і температура охолодження Тсосоїпа ВИбИраються на основі ТРаапаага і 2) підетап обчислень, на якому за допомогою варіювання потужності охолодження розраховуються нові режими охолодження СР»х, виходячи з обраного на етапі А.1.а) виробу, а також ТРеапаає, вихідної мікроструктури ті листової сталі для досягнення Пиаде, режим нагрівання і режим витримки, що містить Т оакіпо і Тсосїпо, При цьому етап охолодження ТР-іапдагі розраховується повторно з використанням зазначеного СРх з тим, щоб отримати нові теплові режими ТР,;, серед яких кожен ТР»; відповідає певній мікроструктурі тх, 3) етап вибору, на якому вибирається один ТРіадес длЯ Досягнення Тіаде, При цьому ТРіаюеї вибирається з обчислених теплових режимів ТРх і вибирається так, щоб тх була б найбільш близькою до Тіарое,, і

В. етап термообробки, на якому на листовій сталі реалізується ТР'агое..

Безвідносно до будь-якої конкретної теорії, при застосуванні способу відповідно до даного винаходу виявляється можливим отримання в короткий розрахунковий час персоніфікованого термічного, зокрема, охолоджуючого режиму для кожного, призначеного для виконання обробки 60 листа сталі. Дійсно, спосіб відповідно до даного винаходу робить можливим точний і певний режим охолодження, який враховує Пиаде, зокрема, частку вмісту всіх фаз в ході процесу охолодження і ті (включаючи дисперсію мікроструктури по листу сталі). Дійсно, спосіб відповідно до даного винаходу при обчисленнях бере до уваги термодинамічно стійкі фази, тобто ферит, аустеніт, цементит і перліт, а також і термодинамічні метастабільні фази, тобто бейніт і мартенсит. Таким чином, виявляється можливим отримання листової сталі, що володіє очікуваними якостями при мінімальному розкиді властивостей. Переважно ТР-апаач містить, крім того, етап попереднього нагрівання.

Переважно ТРеаапаача, крім цього, містить етап нанесення гарячого покриття зануренням, етап старіння і етап відпустки або етап утворення змішаної структури в ході перерозподілу вуглецю.

Переважно бажана для отримання мікроструктура тіате: містить: - 100 Фо аустеніту, - від 5 до 95 95 мартенситу, від 4 до 65 95 бейніту з іншим, що є феритом, - від 8 до 30 95 залишкового аустеніту, від 0,6 до 1,5 95 вуглецю в твердому розчині з іншим, що є феритом, мартенситом, бейнітом, перлітом і/або цементитом, - від 1 95 до 30 95 фериту і від 1 95 до 30 95 бейніту, від 5 до 25 95 аустеніту з іншим, що є мартенситом, - від 5 до 20 956 залишкового аустеніту з іншим, що є мартенситом, - ферит і залишковий аустеніт, - залишковий аустеніт і інтерметалеві фази, - від 80 до 100 95 мартенситу і від 0 до 20 95 залишкового аустеніту, - 100 до мартенситу, - від 5 до 100 95 перліту і від О до 95 95 фериту, і - щонайменше 75 95 рівноосного фериту, від 5 до 20 95 мартенситу і бейніт в кількості, меншій або рівній 10 95.

Переважно в ході підетапу А.1) вибору хімічна композиція і Тіаде порівнюються зі списком наперед визначених виробів. Заздалегідь певні вироби можуть бути сталями будь-яких марок.

Наприклад, вони включають двухфазну сталь (ОР), сталь з пластичністю, наведеною перетворенням (ТКЇІР), сталь з загартуванням і перерозподілом (08Р), сталь з пластичністю, обумовленою двійникуванням (ТУМІР), безкарбідну бейнітну сталь (СЕВ), загартовану під пресом

Зо сталь (РН5), триплексну (ТКІРІЕХ), дуплексну (ОРІ ЕХ) і високопластичну двухфазну сталь (ОР НО).

Хімічна композиція залежить від кожної листової сталі. Наприклад, хімічна композиція ЮР- сталі може містити: 0,05 «С «0,3 9, 0,5 х Мп х 3,0 9;

Зх 0,008 95;

Р х 0,080 95,

М 01 р; віх 1,0 96, інше в композиції представлено залізом і неминучими домішками, що з'являються при виробленні.

Кожний заздалегідь визначений виріб має мікроструктуру, що включає заздалегідь задані фази і заздалегідь задане співвідношення вмісту фаз. Переважно заздалегідь задані фази на етапі А.1) обмежуються щонайменше одним елементом, вибраним з розміру, форми і хімічної композиції. Таким чином, ІПеапоазє включає заздалегідь задані фази на додаток до заздалегідь визначених співвідношень фаз. Переважно ті, п7х, Пнаде включають фази, обмежені щонайменше одним елементом, вибраним з розміру, форми і хімічної композиції.

Згідно винаходу, вибирається заздалегідь визначений виріб, що має мікроструктуру Теаіапаага найбільш близьку до ІТіагде, а також ТРеаапаає ДЛЯ ДОСЯГНЕННЯ ІПеіапааюм. При цьому Пеапоагі містить такі ж фази, як і тіаге Переважно ПТзіапааг також містить такі ж співвідношення фаз, як і Тиагоеї.

Фіг. 1 ілюструє приклад відповідно до винаходу, в якому призначена для обробки листова сталь має наступну СС (хімічна композиція) в масових відсотках: 0,2 95 С, 1,7 У Мп, 1,2 95 5і їі 0,04 95 АЇ. тіаде містить 15 95 залишкового аустеніту, 40 95 бейніту і 45 95 фериту, від 1,2 95 вуглецю в твердому розчині в фазі аустеніту. Згідно винаходу, СС і тіаюде порівнюються зі списком заздалегідь визначених виробів, обраних з числа виробів 1-4. СС і тіаще відповідають виробу З або 4, при цьому такий виріб є ТКІР-сталлю.

Виріб З має наступну ССз в вираженні масових відсотків: 0,25 95 С, 2,2 95 Мп, 1,595 5і їі 0,04 Фь АХ. тз, відповідна ТР», містить 12 95 залишкового аустеніту, 68 95 фериту і 20 95 бейніту, від 1,3 96 вуглецю в твердому розчині в фазі аустеніту.

Виріб 4 має наступну СС: в вираженні масових відсотків: 0,19 95 С, 1,8 95 Мп, 1,2 95 5і їі 0,04 Фь А. та, відповідна ТРа, містить 12 95 залишкового аустеніту, 45 95 бейніту і 43 95 фериту, від 1,1 96 вуглецю в твердому розчині в фазі аустеніту.

Виріб 4 має мікроструктуру та найбільш близьку до нате, так як містить ті ж фази, що і

Пиаще, і в тих же самих співвідношеннях. Як показано на Фіг. 1, два заздалегідь визначених вироби можуть мати однакову хімічну композицію СС і різні мікроструктури. Дійсно, Виріб"з і

Виріб: обидва є сталями ЮР 600 (двофазна, що має ОТ5 600 МПа). Одна відмінність полягає в тому, що Виріб: має мікроструктуру ті, а Виріб: має відмінну від неї мікроструктуру т". Інша відмінність полягає в тому, що Вирібі має показник 5, рівний 360 МПа, а Виріб: має УЗ 420

МПа. Таким чином, виявляється можливим отримання листової сталі, що володіє різним співвідношенням ОТ5/У5 для однієї марки сталі.

Потім, на основі ТРааптаюч вибираються потужність охолодження системи охолодження для забезпечення режиму нагрівання, режиму витримки, включаючи температуру витримки 1 -оакіпо і температуру охолодження 1 есооїїпо.

В ході підетапу А.2) обчислень, на якому при варіюванні потужності охолодження розраховуються нові режими охолодження СРх, виходячи з обраного на етапі А.1.а) виробу, а також ТРаапоає, мікроструктура ті для досягнення Тиаде, режим нагрівання і режим витримки, який містить Тоакіпо і Гсооїіпо, При ЦцЬому етап охолодження ТРеаатмас розраховується повторно з використанням зазначеного СР» з тим, щоб отримати нові теплові режими ТР», серед яких кожен

ТРх відповідає певній мікроструктурі тх. При обчисленні СРх береться до уваги поведінка при термічному впливі і металургійні властивості листової сталі на відміну від стандартних способів, при яких розглядається тільки поведінка при термічному впливі. У прикладі на Фіг. 1 вибирається виріб 4, оскільки та є найбільш близькою до Пиаде, при цьому та і ТР. відповідають, Пізіапоага Ї Т Реіапаага.

Фіг. 2 ілюструє безперервний відпал листової сталі, що містить етап нагрівання, етап витримки, етап охолодження і етап старіння. Обчислюється безліч СР» так, щоб отримати нові теплові режими ТР.» і, відповідно, один ТРіагое!.

Переважно на етапі А.2) охолоджуюча здатність системи охолодження варіює від мінімуму до максимальної величини. Охолоджуюча здатність може визначатися швидкістю потоку

Зо охолоджуючої рідини, температурою охолоджуючої рідини, природою охолоджуючої рідини і коефіцієнтом теплообміну, при цьому така рідина може бути як рідиною, так і газом.

В іншому кращому втіленні охолоджуюча здатність системи охолодження варіює від максимальної до мінімальної величини.

Наприклад, система охолодження містить щонайменше одне струминне охолодження, щонайменше одне охолодження розпиленням або щонайменше обидва. Переважно система охолодження містить щонайменше одне струминне охолодження, при цьому таке струминне охолодження розпорошує текучу середу, що є газом, водовмісною рідиною або їх сумішшю.

Наприклад, газ вибирається з повітря, НМ», Н», М», Аг, Не, водяної пари або їх суміші. Водовмісна рідина вибирається, наприклад, з води або нанофлюідів.

Переважно струминне охолодження розпилює газ зі швидкістю потоку між 0 ї 350000

Нмз/год. Кількість охолоджуючих форсунок, присутніх в секції охолодження, залежить від агрегатної лінії термічної обробки і може варіювати від 17 до 25, переважно від 1 до 20, переважно від 1 до 15 і більш переважно знаходиться між 1 і 5. Швидкість потоку залежить від кількості охолоджуючих форсунок. Наприклад, швидкість потоку однієї охолоджуючої форсунки становить між 0 і 50000 Нмз/год., переважно між 0 і 40000 Нмз/год., більш переважно між 0 і 20000 Нм3/год.

В випадку, коли секція охолодження містить охолоджуючі форсунки, зміна потужності охолодження грунтується на швидкості потоку. Наприклад, для одного охолоджуючого струменя 0 Нмз/год. відповідають потужності охолодження 0 95 і 40000 Нм3/год. відповідає потужності охолодження 100 95.

Таким чином, охолоджуюча здатність одного охолоджуючого струменя варіює від 0 Нм3/год., тобто 0 95, до 40000 Нм3/год., тобто 100 95. Мінімальна і максимальна величина охолоджуючої здатності може бути будь-який величиною, обраній в діапазоні від 0 до 100 9». Така мінімальна величина відповідає, наприклад, 0 95, 10 Фо, 15 9Уо або 25 95. Наприклад, максимальна величина дорівнює 80 95, 85 95, 90 95 або 100 9.

У разі, коли секція охолодження містить щонайменше 2 форсунки, охолоджуюча здатність кожної охолоджуючої форсунки може бути однаковою або різною. Це означає, що кожний охолоджуючий струмінь може формуватися незалежно від іншого. Наприклад, коли секція охолодження містить 11 охолоджуючих форсунок, охолоджуюча здатність трьох перших охолоджуючих форсунок може відповідати 100 956, охолоджуюча здатність наступних чотирьох може дорівнювати 45 95 і охолоджуюча здатність останніх чотирьох може бути 0 95.

Зміна охолоджуючої здатності має приріст, наприклад, між 5 і 50 95, переважно між 5 і 40 95, ще краще між 5 і 30 95 і переважно між 5 і 20 95. Приріст охолоджуючої здатності дорівнює, наприклад, 10 95, 15 95 або 25 95.

У разі, коли секція охолодження містить щонайменше 2 форсунки, приріст потужності охолодження на кожній форсунці може бути однаковим або розрізнятися. Наприклад, на етапі

А.2) приріст охолоджуючої здатності може відповідати 5 95 на всіх охолоджуючих форсунках. В іншому втіленні приріст охолоджуючої здатності може дорівнювати 595 для трьох перших форсунок, 20 о для наступних чотирьох і 15 о для останніх чотирьох. Переважно приріст охолоджуючої здатності у кожної охолоджуючої форсунки різниться, наприклад, 5 95 для першої форсунки, 20 95 для другої форсунки, 0 95 для третьої форсунки, 10 95 для четвертої форсунки,

О 95 для п'ятої форсунки, 35 9о для шостої форсунки і т. п.

В одному кращому втіленні системи охолодження конфігуруються в залежності від фазового перетворення незалежним один від одного чином. Наприклад, коли система охолодження містить 11 охолоджуючих форсунок, охолоджуюча здатність трьох перших охолоджуючих форсунок може бути налаштована для здійснення перетворення, охолоджуюча здатність наступних чотирьох може конфігуруватися для забезпечення перетворення аустеніту в перліт і охолоджуюча здатність останніх чотирьох може бути налаштована для перетворення аустеніту в бейніт. В іншому втіленні приріст охолоджуючої здатності може відрізнятися при підключенні кожної охолоджуючої форсунки.

Переважно на етапі А.1.5) Т»еоакпо Є фіксованою величиною, обраною в діапазоні між 600 і 1000 "С. Наприклад, Т-оакіпдо в Залежності від листової сталі може дорівнювати 700 "С, 800 "С або 900 с.

В іншому кращому втіленні, Т»оакпо Варіює від 600 до 1000 "С. Наприклад, Твеоакіо МОЖЕ, В залежності від листової сталі, варіювати від 650 до 750 "С або від 800 "С до 900 "С.

Переважно, коли Теоакпо Змінюється після етапу А.2), подальший підетап обчислень виконується таким чином, щоб: с. Теоакіпда Варіювала від величини в заздалегідь визначеному діапазоні, вибирати від 600 до

Коо) 1000 "С, ї а. для кожної зміни Теоакло обчислюються нові режими охолодження СРх;, виходячи з обраного на етапі А.1.а) виробу, і ТРаатаю, вихідної мікроструктури ті листової сталі для

ДОСЯГНення ІПвіапаамі і Тсооїіпо, ПРИ ЦЬоОМу етап охолодження ТРчааптаа розраховується повторно з використанням зазначеного СРх з метою отримання нових термічних режимів ТРх при тому, що кожен ТРх відповідає мікроструктурі тх.

Дійсно, при способі відповідно до даного винаходу зміни Т»оакпо враховуються в ході обчислень СРх. Таким чином, для кожної температури витримки розраховується безліч нових режимів СР.

Переважно розраховується щонайменше 10 СРух, більш переважно щонайменше 50, переважно щонайменше 100 і більш переважно щонайменше 1000. Наприклад, кількість розрахованих СР» складає між 2 і 10000, переважно між 100 і 10000, більш переважно між 1000 і 10000.

На етапі А.3) вибирається один ТРіаде для досягнення ТТиіаде, При цьому ТРіаде вибирається серед обчислених ТР,» і вибирається так, щоб тхбула 6 найбільш близькою до Тіаюе. Переважно відмінності в співвідношеннях фаз, присутніх в ІТПіаюе і тх сСКЛадають х 3 95.

Переважно, коли щонайменше в двох ТРх є однакові тх, вибирається ТРіаще, що відрізняється мінімальною необхідною охолоджуючою здатністю.

Переважно, коли Т"еоакіпа Є Змінним, обраний ТРеаатжеї, крім того, включає величину Т"-оакіпа ДЛЯ досягнення ТПіатеї), При ЦЬОМУ ТРіамде вибирається з ТР.

Переважно на етапі А.2) теплова ентальпія Н, що вивільняється між ті і Тіаге, Обчислюється таким чином:

Нвивільняється - (Хферит х Нфрерит) ня (Хмартенсит х Нмартенсит) ня (Хбейніт х Нбейніт) ня (Хперліт х Нперліт) ня (Нуементит ня Хцементит) ня (Наустеніт ня Хаустеніт), при цьому Х є фазової фракцією.

Безвідносно до будь-якої конкретної теорії, Н представляє енергію, що вивільняється в ході всього термічного процесу, коли виконується фазове перетворення. Передбачається, що деякі фазові перетворення є екзотермічними, а деякі з них є ендотермічними. Наприклад, перетворення фериту в аустеніт в ході процесу нагрівання є ендотермічним, тоді як перетворення аустеніту в перліт під час процесу охолодження є екзотермічним. бо В одному кращому втіленні на етапі А.2) весь тепловий цикл СР» розраховується як:

та ЗА) - т щ (Фонвективний Я. Фрвипромінюючий ) лі не Наивільняється р. Ер ! С ре С ре де Сре - питома теплоємність фази (Дж'кг!-К7), р - щільність сталі (г:м3), Ер - товщина сталі (м), Ф - тепловий потік (конвективний і випромінюючий в Вт), Невивільняється (ДЖ'Кг"), ТТ - температура ССО) її - час (с).

Переважно на етапі А.2) розраховуються щонайменше одна проміжна мікроструктура тухіп сталі, відповідна проміжному тепловому режиму СР»хіп, і теплова ентальпія. У цьому випадку результати обчислення СРх визначаються з розрахунку безлічі СРхіп. Таким чином, переважно

СРх є сумою всіх СРхім і Нуеєзееє - сумою всіх Нхії. У цьому переважному втіленні СРхіп обчислюється в періодичному режимі. Наприклад, він обчислюється кожні 0,5 секунди, переважно 0,1 секунди або менше.

Фіг. З ілюструє одне переважне втілення, в якому на етапі А.2) обчислюються тіпі і Піп, відповідні, СРхіпн і СРхіме, а також Нхіпн і Нхіле. В ході реалізації всього теплового режиму визначається Неевеазеа для обчислення СРх. У цьому втіленні може бути обчислено безліч, тобто більше двох, СР.»іп, Тхіті Нхіт для отримання СР» (не показано).

В одному кращому втіленні перед етапом А.1) вибирається щонайменше одна цільова механічна властивість Ріаде, ЩО обирається з межі текучості 5, граничної міцності на розрив

ОТ5, подовження, роздачі отвору, формованості. У цьому втіленні переважно обчислюється

Піагоеї на основі Ріате.

Безвідносно до будь-якої конкретної теорії, передбачається, що ознаки листової сталі визначаються технологічними параметрами, що застосовуються в процесі виробництва сталі.

Таким чином, переважно на етапі А.2) для обчислення СР» беруться до уваги технологічні параметри способу обробки, якої піддається сталевий лист перед входом в лінію термічної обробки. Наприклад, параметри способу містять щонайменше один елемент, який обирається зі ступеня обтиску при холодній прокатці, температури намотування в рулон, режиму охолодження на вихідному рольганзі, температури охолодження і швидкості охолодження рулону.

В іншому втіленні при обчисленні СРх враховуються технологічні параметри, впливу яких листова сталь піддаватиметься на лінії термічної обробки. Такі параметри містять, наприклад, щонайменше один елемент, який обирається з швидкості лінії, необхідної для досягнення конкретним сталевим листом температури, теплової потужності нагрівальних секцій, температури нагрівання і температури витримки, охолоджуючої здатності секцій охолодження, температури охолодження, температури старіння.

У разі, коли за секцією охолодження слідує секція гарячого нанесення покриття, 1 есооійпу переважно є температурою ванни, що містить розплав для занурення. Переважно розплав в такій ванні грунтується на алюмінії або цинку.

В одному кращому втіленні ванна, яка грунтується на алюмінії містить менше 15 95 51, менше 5,0 95 Ре, необов'язково від 0,1 до 8,0 95 Мао і, не обов'язково, від 0,1 до 30,0 95 7п з іншим, є АЇ.

В іншому кращому втіленні ванна, яка грунтується на цинку, містить 0,01-8,0 90 АЇ, необов'язково 0,2-8,0 956 Мо з іншим, що є 2п.

Ванна з розплавом може також містити неминучі домішки і залишкові елементи, що з'являються з завантажуваних злитків або в результаті проходження листової сталі через ванну з розплавом. Необов'язкові домішки вибираються, наприклад, з 5г, ЗБ, РБ, Ті, Са, Мп, 5п, Га,

Се, Ст, 2г або Ві, при цьому масова частка кожного додаткового елемента становить менше 0,3 мас. 96. Залишкові елементи з завантажуваних злитків або такі, що з'являються в результаті проходження через ванну з розплавом листової сталі можуть бути залізом з вмістом до 5,0 мас. 95, Переважно 3,0 мас. 95.

В іншому кращому втіленні Тсооїпо Є температурою загартування Та. Дійсно, для листової

ОгвР-сталі Та є важливим параметром гарту і перерозподілу.

Переважно Тооїпо знаходиться між 150 і 800 "С.

Переважно щоразу, коли новий сталевий лист входить в лінію термічної обробки, автоматично виконується новий етап А.2) обчислень на основі етапу А.1) вибору, здійснюваного заздалегідь. Дійсно, спосіб відповідно до даного винаходу пристосовує режим охолодження для кожного листа сталі, навіть якщо в лінію термічної обробки надходить один і той же сорт сталі, так як фактичні ознаки кожної сталі часто різняться. Нова листова сталь може детектуватися і нові ознаки листової сталі вимірюються і заздалегідь встановлюються.

Наприклад, датчик виявляє зварювання між двома рулонами, Фігура 4 ілюструє приклад відповідно до винаходу, в якому виконується безперервний відпал листової сталі перед нанесенням покриття способом гарячого занурення. При способі відповідно до даного винаходу після вибору заздалегідь визначеного виробу, що має мікроструктуру, близьку до Тіатеї (не показано), обчислюється СРх на основі т, обраного виробу і Паде. У цьому прикладі обчислюються проміжні теплові режими від СРхіпи до СР»іпнз, відповідні, від Іхіпни ДО ІПхіпіз і Від

Нхіпи до Нухіпз. Визначається Нуезаєзеео З метою отримання СР; і, звідси, ТРх. На цій Фігурі ілюструється ТРіагое.

За допомогою способу відповідно до даного винаходу виконується етап термічної обробки, на якому на листі сталі реалізується ТРіаге!.

Таким чином, отримують рулон, що виготовляється з листової сталі, що включає зазначені заздалегідь певні типи, які включають ОР, ТКІР, О8Р, ТУМР, СЕВ, РН5, ТКІРІ ЕХ, ВОРІ ЕХ, ОР

НО, при цьому такий рулон, демонструє стандартне відхилення механічних властивостей між будь-якими двома точками по рулону, рівну або нижче 25 МПа, переважно рівне або нижче 15

МПа, більш переважно рівне або нижче 9 МПа. Дійсно, безвідносно до будь-якої конкретної теорії, передбачається, що даний спосіб, що включає етап А.2) обчислення, враховує дисперсію мікроструктури листової сталі по рулону. Таким чином, застосований на даному етапі до листової сталі ТРізщшеє робить можливою гомогенізацію мікроструктури, а також механічних властивостей. Переважно такі механічні властивості вибираються з 5, ОТ5 або подовження.

Низька величина стандартного відхилення обумовлюється точністю ТРіагоеї.

Переважно на рулон наноситься металеве покриття на основі цинку або на основі алюмінію.

Переважно в промисловому виробництві стандартне відхилення механічних властивостей між 2 рулонами, виготовленими з листової сталі, що включає зазначені заздалегідь певні типи, включаючи ОР, ТКІР, 0 8 Р, ТУМІР, СЕВ, РН5, ТКІРІ ЕХ, ЮОРІЕХ, ОР НО, послідовно вимірюється на одній і тій же лінії, виявляється рівним або менше 25 МПа, переважно рівним або менше 15 МПа, більш переважно дорівнює або менше 9 МПа.

Застосовується лінія термічної обробки для втілення способу відповідно до даного винаходу з метою реалізації ТРізаюе. Наприклад, така лінія термічної обробки є піччю безперервного відпалу.

Зо Для визначення ТРіадеє застосовується комп'ютерний програмний продукт, що містить взаємодіючі один з одним, щонайменше, один металургійний модуль, тепловий модуль і модуль оптимізації, при цьому такі модулі містять програмні інструкції, які при виконанні комп'ютером реалізують спосіб відповідно до даного винаходу.

Металургійний модуль передбачає мікроструктуру (Піх, Тиаде, включаючи метастабільні фази: бейніт і мартенсит і стабільні фази: ферит, аустеніт, цементит і перліт), і, більш точно, частки вмісту фаз протягом усього часу обробки, а також прогнозує кінетику перетворення фаз.

Термічний модуль передбачає температуру листової сталі в залежності від установки, яка застосовується для теплової обробки, при цьому така установка є, наприклад, піччю безперервного відпалу, геометричні ознаки штабу, параметри способу, включаючи потужність охолодження, нагрівання або величину ізотерми, теплову ентальпію Н, що вивільняється або споживану протягом усього часу реалізації термічного режиму при виконанні фазового перетворення.

Модуль оптимізації визначає кращий термічний режим для досягнення Тіаоеї, тобто ТРіагдеї згідно способу винаходу з використанням металургійного та теплового модулів.

Далі винахід пояснюється за зверненням до експериментальних даних, які наводяться виключно в інформаційних цілях. Вони не є обмежуючими.

Приклад.

У цьому прикладі була обрана ОР 780 СІ, що має наступну хімічну композицію:

І ола5 | 18 | 02 | 02 | 00025 | 0015 | 002 | 0025 | 006

Була застосована холодна прокатка зі ступенем обтиску 50 96 для досягнення товщини 1 мм.

Бажана паюев містить 1395 мартенситу, 4595 фериту і 42 95 бейніту, відповідаючи наступному Радше: УЗ 500 МПа і ШТ5 780 МПа. Також повинна бути досягнута температура охолодження Т'ооїпо, рівна 460 "С, щоб виконати нанесення покриття зануренням в розплав в цинковій ванні. Для забезпечення гарної здатності до сприйняття покриття в 7п ванні ця температура повинна бути досягнута з точністю ж/- 2 76.

Перш за все дана листова сталь була зрівняна зі списком наперед визначених виробів з тим, щоб отримати вибраний виріб, що має мікроструктуру Т»апаас, найбільш близьку до Тіаге!.

Вибраний виріб був також ОР78ООІІ, що має наступний хімічний склад:

Мікроструктура ОР78ОСЇІ, тобто еапаає, містить 1095 мартенситу, 50 95 фериту і 40 95 бейніту. Відповідний термічний режим ТР-азплааа Є наступним: - етап попереднього нагрівання, на якому листова сталь нагрівається від температури навколишнього середовища до 680 "С протягом 35 секунд, - етап нагрівання, на якому листова сталь нагрівається від 680 "С до 780 "С протягом 38 секунд, - етап витримки, на якому листова сталь нагрівається при температурі витримки Т'-оакіпо 780 "С протягом 22 секунд, - етап охолодження, на якому листова сталь охолоджується за допомогою 11 охолоджуючих форсунок, які розпилюють НМ», в такий спосіб: / Форсууки(м) | 1 | 2 | з | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ю | "

Швидкість

Потужність схооденясю | 2 | 010000 вв || то | оо) тов - нанесення покриття зануренням у ванну з цинковим розплавом при 460 "С, - охолодження листової сталі протягом 24,6 с при ЗО0 "Сі - охолодження листової сталі при температурі навколишнього середовища.

Далі було розраховано безліч режимів охолодження СРху, що грунтуються на обраному виробі і ОР78ОСІ і належать до ОР78О ТРаапаає, ті для досягнення Пиаюде, режиму нагрівання, режиму витримки, що включає Т -оакіпд | 1 сооіїпо.

Етап охолодження ТРчапіаач був розрахований повторно з використанням зазначеного СРх для отримання нових теплових режимів ТРх. Після обчислення ТР» був обраний один ТРіаде для досягнення Тіагде, При цьому ТРізде вибирався серед обчислених ТР,;, і вибирався так, щоб тх була б найбільш близькою до Ттіагеї, і ТРіаде був наступним: - етап попереднього нагрівання, на якому листова сталь нагрівається від температури навколишнього середовища до 680 "С протягом 35 секунд, - етап нагрівання, на якому листова сталь нагрівається від 680 "С до 780 "С протягом 38 с, - етап витримки, на якому листова сталь нагрівається при температурі витримки Т -оакіпо 780 "С протягом 22 секунд, - етап охолодження СР», що містить: / Форсууки(м) | 1 | 2 | з | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ю | "

Швидкість схолодженняссю 912 7 зв яв 7 в

Потужність схооденясю | 2 | 0 0 | о || гою о го го го - нанесення покриття зануренням у ванну з цинковим розплавом при 460 "С, - охолодження листової сталі протягом 24,6 с при ЗО0 "Сі - охолодження листової сталі при температурі навколишнього середовища.

Таблиця 1 показує властивості, отримані на листовій сталі з ТР аапоак і ТРіаге!:

Очікувані нн и С Я

Мікроструктура, що отримується в Хмартенсит: 12,83 о Хмартенсит: 12,86 о Хмартенсит: о 13 95 кінці теплового режиму Хеерит: 53,85 о Хоерит: 47,33 о Хееррит: 45 95

Хбейніт: 33,31 о Хбейніт: 39,82 о Хбейніт: 42 о - - Хмартенсит: 0,17 90 Хмартенсит: 0,14 96

В В Й

Хбейніт: 8,69 о Хбейніт: 21 8 о (Відхилення У5 щодо Расе(МПа) | 66 | 6 | -

Бін ПІНКИ ПНО ОН НОЯ 14

Ріаже«МПа)

За допомогою способу відповідно до даного винаходу виявляється можливим отримання листової сталі, що володіє бажаними очікуваними властивостями внаслідок того, що тепловий режим ТРіащшеє пристосовується до кожної листової сталі. Навпаки, в разі застосування стандартного теплового режиму ТР-іапааа очікувані властивості отримати не вдається.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   1. Спосіб виробництва термічно обробленої листової сталі, що має мікроструктуру Тиаге, ЩО містить щонайменше одну з фаз, вибраних з фериту, мартенситу, бейніту, перліту, цементиту і аустеніту, в лінії термічної обробки, що містить секцію нагріву, секцію витримки і секцію охолодження, що включає систему охолодження, при цьому забезпечують термічний режим ТРіаюе), при цьому вказаний спосіб включає в себе: А) етап приготування, що містить: 1) підетап вибору, на якому: а) Падеє і хімічний склад порівнюють з переліком заздалегідь визначених виробів, мікроструктура яких включає заздалегідь певні фази і заздалегідь певні частки вмісту фаз, для вибору виробу, що має мікроструктуру Пвіапаає, найбільш близьку до Пнаюе, і ТРеапаає, ЩО включає щонайменше нагрівання, витримку і етап охолодження для досягнення тзіапаага, Б) на основі ТРаапаачє вибирають режим нагріву, режим витримки, що включає температуру витримки Теоакло, ОХОЛОДЖУуюЧчУ здатність системи охолодження і температуру охолодження Тсооіїпо, і 2) підетап обчислень, на якому за допомогою зміни потужності охолодження розраховують нові режими охолодження СРх, виходячи з вибраного на етапі А.1.а) виробу і ТРаапааю, ВИХіДНОЇ мікроструктури т; листової сталі для досягнення Тіаое), режиму нагрівання і режиму витримки, що включає Твоакіпа і Тсосоіпо, ПРИ ЦЬому етап охолодження ТРаапаачє розраховують повторно з використанням зазначеного СРх для отримання нових теплових режимів ТРх, причому кожен ТРх відповідає певній мікроструктурі тх, Зо 3) етап вибору, на якому вибирають один ТРіадеє ДЛЯ ДОСЯГНЕННЯ Тіаюе, При цьому ТР'іаюе! вибирають з обчислених теплових режимів ТРх так, щоб тх була б найбільш близькою до тіаюеї, і В) етап термообробки, на якому для листової сталі здійснюють 1 Ріаге!.

   2. Спосіб за п. 1, в якому заздалегідь задані фази на етапі А.1) визначаються щонайменше наступними параметрами: розмір, форма і хімічний склад.

   3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому ТРазапаач також включає етап попереднього нагрівання.

   4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому ТРеаптасд також включає етап нанесення гарячого покриття зануренням, етап старіння і етап відпустки або етап утворення змішаної структури.

   5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому мікроструктура тагеї містить: 100 95 аустеніту або від 5 до 95 95 мартенситу, від 4 до 65 95 бейніту і інше, що є феритом, або від 8 до 30 956 залишкового аустеніту, від 0,6 до 1,5 956 вуглецю в твердому розчині з іншим, що є феритом, мартенситом, бейнітом, перлітом і/або цементитом, або від 1 до 30 95 фериту і від 1 до 30 95 бейніту, від 5 до 25 95 аустеніту з іншим, що є мартенситом, або від 5 до 20 95 залишкового аустеніту з іншим, що є мартенситом, або ферит і залишковий аустеніт, або залишковий аустеніт і інтерметалеві фази, від 80 до 100 95 мартенситу і від 0 до 20 95 залишкового аустеніту, або 100 95 мартенситу, або від 5 до 100 95 перліту і від О до 95 95 фериту, або щонайменше 75 95 рівноосного фериту, від 5 до 20 95 мартенситу і бейніт в кількості, меншій або рівній 10 95.

   6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому зазначені заздалегідь певні типи виробів включають в себе двофазну сталь, сталь з пластичністю, наведеною перетворенням, сталь з загартуванням і перерозподілом, сталь з пластичністю, обумовленою двійникуванням, безкарбідну бейнітну сталь, гартовану під пресом сталь, триплексну, дуплексну і високопластичну двофазну сталь.

   7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому на етапі А.2) охолоджуючу здатність системи охолодження змінюють від мінімальної до максимальної величини.

   8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому на етапі А.2) охолоджуючу здатність системи охолодження змінюють від максимальної до мінімальної величини.

   9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому на етапі А.1.0) Теоакло Є фіксованою величиною, вибраною в діапазоні від 600 до 1000 "С.

   10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому на етапі А.1.Б) Тесакпо ЗМінЮЮТЬ від 600 до 1000 "С.

   11. Спосіб за п. 10, в якому наступний після етапу А.2) підетап обчислень виконують наступним чином: с) Твоакпо Змінюють від величини в заздалегідь визначеному діапазоні, вибраному від 600 до 1000 "С, ї Я) для кожної зміни Т»оакпо Обчислюють нові режими охолодження СРх, виходячи з вибраного на етапі А.1.а) виробу і ТРаапааю, ВИХхіДдНнОЇ мікроструктури ті листової сталі для досягнення Пчіапааг і Зо Тсосіпо, при цьому етап охолодження ТРвапаю розраховують повторно з використанням зазначеного СРх для отримання нових термічних режимів ТРх, при цьому кожному ТРх відповідає мікроструктура тх.

   12. Спосіб за п. 11, в якому на етапі вибору А.3) вибраний ТРіащеї також містить величину Т оакіпо.

   13. Спосіб за п. 12, в якому на етапі А.3), коли щонайменше в двох ТР» є однакові тх, вибирають ТРіаюе, що має мінімальну необхідну охолоджуючу здатність.

   14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, в якому на етапі А.2) різниця між співвідношеннями фаз, присутніх в Тіаюеї і тх, СКЛадає ж3 95.

   15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, в якому на етапі А.2) теплову ентальпію Н, що вивільняється між ті і Пагде, обчислюють наступним чином: Нвивільняється--(Хферит" Нферит) Ж (Хмартенсит" Нмартенсит) У (Хбейніт" Нбейніт)--(Х перліт" Нперліт)-(НцементитХ цементит) ни (Наустеніт Хаустеніт), ДЕ Х Є фазовою фракцією. І, спаді; зар З, (бражамм ване і однаямсь ЛОВИ НнКльСВх розраховують як: р: Ер й Се С ре де Сре - питома теплоємність фази (Дж'кг".К7),, р -щільність сталі (гм), Ер - товщина сталі (м), Ф - тепловий потік (конвективний і випромінюючий в Вт), Т - температура СС) ії - час (с), Нвивільняється - Теплова ентальпія, що вивільняється між ті і Тіаге (Дж кг).

   17. Спосіб за будь-яким з пп. 15 або 16, в якому на етапі А.2) розраховують щонайменше одну проміжну мікроструктуру тхіп сталі, відповідну режиму СРхім проміжного охолодження, і теплову ентальпію Н»хіп.

   18. Спосіб за п. 17, в якому на етапі А.2) СРх являє собою суму всіх СРхіт, Нееієагеа Є СУМОЮ всіх Нхіп.

   19. Спосіб за будь-яким з пп. 1-18, в якому перед етапом А.1) вибирають щонайменше одну цільову механічну властивість Ріаюде), вибрану з межі текучості 5, межі міцності на розрив ОТ5, подовження, роздачі отвору і формованості.

   20. Спосіб за п. 19, в якому Тіаде обчислюють на основі Ріагое!.

   21. Спосіб за будь-яким з пп. 1-20, в якому на етапі А.2) для обчислення СРх враховують технологічні параметри процесу обробки, якому піддається листова сталь перед входом в лінію термічної обробки.

   22. Спосіб за п. 21, в якому параметри способу включають в себе щонайменше один елемент, вибраний зі ступеня обтиску при холодній прокатці, температури змотування в рулон, режиму охолодження на вихідному рольганзі, температури охолодження і швидкості охолодження рулону. Б 23. Спосіб за будь-яким з пп. 1-22, в якому на етапі А.2) для обчислення СРх враховують технологічні параметри процесу обробки, якому піддається листова сталь в лінії термічної обробки.

   24. Спосіб за п. 23, в якому параметри зазначеного процесу містять щонайменше один з наступних параметрів: температура, необхідна для термообробки кожної конкретної листової сталі, швидкість лінії охолоджуюча здатність секцій охолодження, теплова потужність нагрівальних секцій, температура старіння, температура охолодження, температура нагрівання і температура витримки.

   25. Спосіб за будь-яким з пп. 1-24, в якому система охолодження містить щонайменше одне струминне охолодження, щонайменше одне охолодження розпиленням або щонайменше обидва.

   26. Спосіб за п. 25, в якому, в разі, коли система охолодження містить щонайменше одне струминне охолодження, таке струминне охолодження розпилює газ, водовмісну рідину або їх суміш.

   27. Спосіб за п. 26, в якому газ вибирають з повітря, НМх Н», М», Аг, Не, водяної пари або їх суміші.

   28. Спосіб за п. 27, в якому водовмісну рідину вибирають з води або нанофлюїду.

   29. Спосіб за п. 27, в якому потік, що розпорошується охолоджуючою форсункою, має витрату від О до 350000 Нм3/год.

   30. Спосіб за будь-яким з пп. 1-29, в якому Тсооїлюо Є температурою ванни, коли за секцією охолодження іде секція покриття гарячим зануренням, що містить ванну гарячого занурення.

   31. Спосіб за п. 30, в якому ванна розплаву утворена на основі з алюмінію або цинку.

   32. Спосіб за будь-яким з пп. 1-29, в якому Теооїпо Є температурою загартування Ту.

   33. Спосіб за будь-яким з пп. 1-32, в якому Тсооїпо СТановить від 150 до 800 "С.

   34. Спосіб за будь-яким з пп. 1-33, в якому під час надходження нової - листової, сталі на лінію термічної обробки, автоматично виконують новий етап А.2), оснований на заздалегідь виконаному етапі А.1) вибору.

   35. Спосіб за п. 34, в якому виконують адаптацію режиму охолодження листової сталі при її надходженні до секції охолодження лінії термічної обробки на перших метрах листа.