Закономірності впливу температурно-деформаційних параметрів обробки низьковуглецевої тонколистової сталі на формування рівномірної структури - Автореферат

Зокрема, такий прокат поступається холоднокатаному за параметрами структури, насамперед за такими, як різнозернистість (з утворенням аномально великих зерен на поверхні прокату) і наявність досить завеликих включень структурно-вільного цементиту, що в ряді випадків визначає неможливість його використання при операціях холодного штампування. Відзначено, що різнозернистість тонких гарячекатаних штаб спостерігається найчастіше в тих випадках, коли закінчення деформації при прокатці здійснюється при знижених температурах, що відповідають двофазній (аустенітно-феритній) області діаграми Fe-C. Проведений аналіз показав, що дотепер не визначені також загальні закономірності й механізми формування рекристалізаційної структури та текстури в штабовому прокаті з низьковуглецевих сталей при ДТО в широкому інтервалі температур (аустенітна, феритна і двофазна області) та під час післядеформаційної термічної обробки. Охолодження зразків після прокатки здійснювали за двома варіантами: на повітрі (середня швидкість охолодження від температур кінця прокатки до температури 500 ?С, у залежності від товщини зразків - 4-8 ?С/с) та з піччю, при початковій температурі печі 680 ?С (середня швидкість охолодження в інтервалі температур 680-500 ?С - 0,05 ?С/с). При дослідженні кінетики рекристалізації фериту під час відпалу прокату, деформованого при температурах, що відповідають двофазній (аустенітно-феритній) і верхньому інтервалу однофазної (феритної) областям, вперше було встановлено, що в низьковуглецевому гарячекатаному листовому прокаті з вихідною нерівномірною структурою та текстурою по перерізу, у результаті реалізації ефекту структурно-текстурної спадковості під час відпалу при субкритичній температурі (680 °С), спостерігається циклічна рекристалізація фериту. фериту та текстури по перерізу, а також особливості структурних змін досліджених зразків тонкого гарячекатаного прокату в процесі відпалу, приводять до реалізації наступних факторів, які дестабілізують рівномірний розвиток рекристалізації фериту під час відпалу, є, таким чином, складовими рушійної сили процесу циклічної рекристалізації.У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове рішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає у встановленні закономірностей формування структури низьковуглецевої тонколистової сталі при різних варіантах деформаційно-термічної обробки. Встановлено закономірності впливу режимів ДТО і післядеформаційної обробки (охолодження на повітрі, уповільнене охолодження, відпал) на формування структури прокату з низьковуглецевої сталі. Показано, що після деформації в аустенітній, двофазній (аустенітно-феритній) і феритній областях і наступного охолодження на повітрі в прокаті формується рівномірна зеренна структура. Визначено, що найбільш завеликі зерна фериту в поверхневих і в центральних шарах гарячекатаної тонколистової низьковуглецевої сталі формуються після деформації у верхньому інтервалі однофазної (феритної) області. Після деформації розтяганням максимальний діаметр зерен фериту в 10-20 разів перевищує максимальний діаметр зерен фериту сталі, деформованої прокаткою.

деформаційний термічний штабовий прокат

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове рішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає у встановленні закономірностей формування структури низьковуглецевої тонколистової сталі при різних варіантах деформаційно-термічної обробки. Це дозволило визначити раціональні схеми і технологічні параметри виробництва особливо тонкого гарячекатаного штабового прокату зі стабільною рівномірною структурою, близькою до холоднокатаного структурного стану.

На підставі отриманих результатів сформульовані наступні висновки.

1. Аналіз літературних джерел свідчить про те, що розвиток уявлень про закономірності і механізми утворення різнозернистості по перерізу гарячекатаного прокату є актуальною задачею. Зокрема, особливий інтерес становить вивчення комплексного впливу різних режимів ДТО, післядеформаційного охолодження і термічної обробки на особливості формування текстури і структури по товщині штаб.

2. Встановлено закономірності впливу режимів ДТО і післядеформаційної обробки (охолодження на повітрі, уповільнене охолодження, відпал) на формування структури прокату з низьковуглецевої сталі. Показано, що після деформації в аустенітній, двофазній (аустенітно-феритній) і феритній областях і наступного охолодження на повітрі в прокаті формується рівномірна зеренна структура. Різнозернистість прокату утворюється після деформації в двофазній і феритній областях і наступному уповільненому охолодженні або при відпалі прокату, охолодженого після деформації на повітрі.

3. Визначено, що найбільш завеликі зерна фериту в поверхневих і в центральних шарах гарячекатаної тонколистової низьковуглецевої сталі формуються після деформації у верхньому інтервалі однофазної (феритної) області.

4. Вперше встановлено, що в низьковуглецевому гарячекатаному тонколистовому прокаті, у результаті реалізації ефекту структурно-текстурної спадковості під час відпалу при субкритичній температурі (680 ?С), спостерігається циклічна рекристалізація фериту.

5. Встановлено, що розходження кількісних характеристик зеренної структури і текстури по перерізу гарячекатаного прокату, є основними факторами, які дестабілізують рівномірний розвиток рекристалізації фериту при відпалі.

6. Показано значний вплив схем деформації в двофазній (аустенітно-феритній) області на формування грубозернистої структури в поверхневих шарах прокату. Після деформації розтяганням максимальний діаметр зерен фериту в 10-20 разів перевищує максимальний діаметр зерен фериту сталі, деформованої прокаткою. Встановлено, що при прокатці ступінь деформації, що сприяє утворенню найбільш великих зерен фериту, залежить від товщини прокату (тобто, визначається рівнем значень коефіцієнта напруженого стану листової сталі). При деформації розтяганням величина коефіцієнта витяжки, що сприяє утворенню найбільш великих зерен фериту, не залежить від товщини металу.

7. Встановлена наявність взаємозвязку між значеннями коефіцієнта напруженого стану при прокатці і полюсної щільності орієнтування текстури (110) (P) в гарячекатаному тонколистовому прокаті із низьковуглецевої сталі, деформованого в двофазній (аустенітно-феритній) області, що сприяє росту зерен фериту при його післядеформаційному уповільненому охолодженні або при відпалі.

8. Отримано кількісну залежність відношення середніх діаметрів зерен фериту в поверхневих і центральних шарах прокату від відношення значень полюсних щільностей орієнтування текстури (110) (P) в цих шарах.

9. Підтверджено, що після деформації сталі в аустенітній області розміри сформованих зерен фериту як у центральній, так і в поверхневій зоні прокату, тим більші, чим нижчий вміст вуглецю. У роботі вперше визначено, що після деформації сталі в двофазній (аустенітно-феритній) області, ця закономірність зберігається тільки для центральної зони прокату. При цьому середній розмір зерен фериту в поверхневих шарах прокату практично не залежить від вмісту вуглецю в діапазоні 0,05-0,17 %.

10. Показано, що наявність неметалічних включень у сталі істотно зменшує розмір зерен фериту як в центральній, так і в поверхневій зоні прокату. Однак при цьому загальні закономірності впливу параметрів деформаційно-термічної обробки на формування структури якісно не змінюються.

11. Встановлено, що додатковим фактором, який спричиняє розходження сумарного рівня мікронапружень у поверхневій і центральній зонах дослідженого гарячекатаного тонколистового прокату, є різний вміст у цих шарах передвиділень цементиту, сірки і марганцю.

12. Розроблені й рекомендовані для використання раціональні схеми виробництва тонких гарячекатаних штаб з однорідною структурою з урахуванням особливостей конструкції різних широкоштабових станів гарячої прокатки.

1. Нестеренко А.М. Особенности проявления текстурно-структурной наследственности в горячекатаной низкоуглеродистой стали при термической обработке. / А.М. Нестеренко, Т.В. Грицай // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научн. трудов. - Днепропетровск: ПГАСИА, 2006. - ч. 3, Вып. 36. - С. 178-184.

2. Левченко Г.В. Особенности формирования структуры листового проката при деформации в двухфазной аустенитно-ферритной области. / Г.В. Левченко, С.А. Воробей, А.М. Нестеренко, Т.В. Грицай // Теория и практика металлургии. - 2007. - № 4-5. - С. 107-111.

3. Левченко Г.В. Вплив температурно-деформаційних режимів гарячої прокатки на структуро- і текстуроутворення у листовому прокаті із низьковуглецевої сталі. / Г.В. Левченко, С.О. Воробей, А.М. Нестеренко, Т.В. Грицай // Металознавство та обробка металів. - 2007. - №4. - С. 24-30.

4. Левченко Г.В. Влияние схемы деформации в двухфазной области на формирование структуры низкоуглеродистой стали. / Г.В. Левченко, С.А. Воробей, Т.В. Грицай // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научн. трудов. - Днепропетровск: ПГАСИА, 2008. - ч. 1, Вып. 45. -С. 106-110.

5. Левченко Г.В. Выбор метода оценки равномерности зеренной структуры металлопродукции. / Г.В. Левченко, Т.В. Грицай, С.А. Здоровец // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. - 2008. - Вып. 18. - C. 238-244.

6. Нестеренко А.М. Особенности рекристаллизации феррита в горячекатаной листовой низкоуглеродистой стали со структурно-текстурной неоднородностью. / А.М. Нестеренко, Г.В. Левченко, С.А. Воробей, Т.В. Грицай // Теория и практика металлургии. - 2008. - № 3. - С. 52-56.

Размещено на .ru