Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита
Исследовано влияние предварительной горячей деформации со степенью 10– 40% на границы фазовых областей сталей 08кп и Ст3кп при непрерывном охлаждении. Определены значения температуры Ar3 для условий прокатки тонких полос на широкополосном стане, в частности с учетом влияния содержания углерода...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21055 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита / А.В. Янковский, Г.В. Левченко, С.А. Воробей, А.И. Карнаух, А.П. Клименко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 8. — С. 269-274. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859673647956885504 |
|---|---|
| author | Янковский, А.В. Левченко, Г.В. Воробей, С.А. Карнаух, А.И. Клименко, А.П, |
| author_facet | Янковский, А.В. Левченко, Г.В. Воробей, С.А. Карнаух, А.И. Клименко, А.П, |
| citation_txt | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита / А.В. Янковский, Г.В. Левченко, С.А. Воробей, А.И. Карнаух, А.П. Клименко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 8. — С. 269-274. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Исследовано влияние предварительной горячей деформации со степенью 10–
40% на границы фазовых областей сталей 08кп и Ст3кп при непрерывном
охлаждении. Определены значения температуры Ar3 для условий прокатки тонких
полос на широкополосном стане, в частности с учетом влияния содержания
углерода в стали, степени деформации и скорости охлаждения.
|
| first_indexed | 2025-11-30T15:00:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
269
УДК 621.771.23:669.15–194.018.26:669.17
А.В. Янковский*, Г.В. Левченко*, С.А. Воробей*,
А.И. Карнаух**, А.П. Клименко**
*Институт черной металлургии НАН Украины,
**Национальная металлургическая академия Украины
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО–ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПРОКАТКИ ТОНКОЛИСТОВОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ НА
КИНЕТИКУ РАСПАДА АУСТЕНИТА
Исследовано влияние предварительной горячей деформации со степенью 10–
40% на границы фазовых областей сталей 08кп и Ст3кп при непрерывном
охлаждении. Определены значения температуры Ar3 для условий прокатки тонких
полос на широкополосном стане, в частности с учетом влияния содержания
углерода в стали, степени деформации и скорости охлаждения.
Введение. Постановка задачи. Механические свойства и
микроструктура горячекатаных полос определяются химическим
составом стали и температурно–деформационными режимами прокатки и
охлаждения. Наиболее важно правильно выбрать температурные
интервалы окончания деформации и смотки полос в рулон, чтобы
обеспечить протекание структурных превращений на отводящем
рольганге стана. Для получения однородного ферритного зерна в
ферритно–перлитных сталях прокатку необходимо заканчивать в
однофазной аустенитной области, т.е. выше точки Аr3 [1]. Температура
начала превращения γ→α зависит, главным образом, от химического
состава стали, скорости охлаждения полосы и степени деформации в
чистовой группе клетей [1, 2]. Температура нагрева слябов и величина
исходного зерна аустенита перед прокаткой в чистовой группе клетей
изменяются не столь существенно, чтобы оказать заметное влияние на
начало превращения γ→α [2, 3].
Как правило, температуру начала превращения γ→α определяют по
термокинетическим диаграммам (ТКД). Однако имеющиеся в литературе
ТКД для низкоуглеродистых сталей получены, как правило, без учета
предварительной деформации [4], которая может смещать температуру
Ar3 на 10–500С например [5].
Повышение точности определения температуры Ar3 наиболее важно
для условий прокатки тонких полос, так как их температура конца
прокатки весьма близка к ней. Так, например, микроструктура
горячекатаных полос толщиной 2мм и менее часто характеризуется
крайней разнозернистостью, что приводит к браку при использовании
такого металла для холодной штамповки. Как правило, наибольшая
разнозернистость наблюдается при низких температурах конца прокатки
270
(760–8300С). Температура конца прокатки, при которой формируется
наиболее равномерная структура стали, согласно диаграмме [1], должна
быть выше 8700С (т.е. выше температуры Ar3). Однако на традиционных
ШСГП весьма сложно увеличить температуру конца прокатки тонких
полос (2,5 мм и менее). Особенно актуален этот вопрос для
отечественных металлургических предприятий, где используется
устаревшее оборудование. Однако интерес к исследованиям по
уточнению значений температуры Ar3 значительно увеличился в
последние годы также вследствие того, что важнейшим направлением
развития сортамента современных широкополосных станов горячей
прокатки стало снижение толщины проката вплоть до 1,2 – 0,8мм [6].
В связи с этим целью настоящей работы являлось уточнение влияния
степени деформации проката и скорости его охлаждения на значения
температур Ar3 и Ar1 низкоуглеродистой стали.
Методика экспериментальных исследований. Исследования
проводили на образцах, отобранных от листового проката двух марок
стали, химический состав которых фактически отличался лишь
содержанием углерода (мас.%):
08кп – C=0,09; Mn=0,32; Si=0,01; S=0,025; P=0,010; Ni=0,03; Cu=0,03;
Ст3кп – C=0,15; Mn=0,35; Si=0,02; S=0,025; P=0,012; Ni=0,04;
Cu=0,04,
Для проведения исследований использовали лабораторную установку
дифференциально–термического анализа, в состав которой входят
прокатный стан 70, печи для нагрева и выдержки, пульт управления и
регистрирующие приборы.
Известно, что процессы фазовых превращений в металлах и сплавах
сопровождаются тепловыми эффектами. Дифференциально–термический
метод состоит в выявлении этих тепловых эффектов и установлении
соответствующих им температур или интервалов температур. Этот метод
обеспечивает высокую точность в определении критических точек. В
дифференциально–термическом методе вместе с образцом, который
подвергают испытанию, размещают эталонный образец. Этот метод был
выбран потому, что он позволяет фиксировать процессы фазовых
превращений, даже, если они начинаются в процессе горячей
деформации, что невозможно при применении иных известных
дилатометрических методов. Для исследования влияния деформации на
критические точки, были подготовлены образцы толщиной от 3 до 5мм
шириной 5мм и длиной 30мм, которые после нагрева прокатывали на
одинаковую конечную толщину (3,0мм). Степени деформации
составляли: 10, 20, 30, и 40%. Исследования проводили также на
недеформированных образцах. Геометрические размеры эталонов
выбирали близкими к размерам образцов после прокатки
271
Исследуемые образцы нагревали до температуры аустенитизации
(10000С) со скоростью 0,50С/с, выдерживали при этой температуре 5 мин
и охлаждали со скоростью от 0,15 до 1000С/с. Требуемый диапазон
скоростей охлаждения обеспечивали путем подбора соответствующей
охлаждающей среды.
Результаты исследований обобщены в виде термокинетических
диаграмм, которые представлены на рис.1.
а
б
Рис. 1. Термокинетические диаграммы сталей 08кп (а) и Ст3кп (б) построенные с
учетом влияния предварительной горячей деформации (сплошным линиям
соответствует недеформированное состояние металла, пунктирными –
деформация 40%)
272
Критические точки при нагреве составляют: для стали 08кп
Ас1=7200С, Ас3=8850С и для стали Ст3кп 7200С и 8600С соответственно.
Анализ полученных результатов показал, что деформация образцов из
стали марок 08кп и Ст3кп приводит к снижению устойчивости
переохлажденного аустенита, смещая значения Ar3 в область более
высоких температур (рис.2). Влияние деформации на величину
температуры Ar1 незначительно для обеих марок стали. Увеличение
скорости охлаждения смещает критические точки Ar3 и Ar1 в область
более низких температур как на недеформированных образцах, так и на
предварительно продеформированных образцах. Причем увеличение
скорости охлаждения от 5 до 200С/с образцов из стали 08кп снижает
температуру Ar3 на 5–100С, а из стали Ст3кп – на 25–300С. Увеличение
содержания углерода в стали (от 0,09 до 0,15%) также смещает
критические точки Ar1 и Ar3 в область более низких температур на 30–
600С.
Рис. 2. Влияние степени деформации на температуру точки Аr3 стали 08кп (а) и
Ст3кп (б). • – скорость охлаждения 50С/с; ♦– скорость охлаждения 200С/с
820
830
840
850
860
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
Степень деформации
Те
м
пе
ра
ту
ра
, о
С
а
760
770
780
790
800
810
820
830
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
Степень деформации, %
Те
м
пе
ра
ту
ра
, 0 С
б
273
Анализ температурно–скоростных условий прокатки полос толщиной
2,0–1,0 мм показал, что скорость их охлаждения в последних
межклетевых промежутках чистовой группы клетей составляет 12–300С/с.
Степень деформации в последнем проходе составляет 11–25%, а с учетом
влияния предыдущих проходов (неполного разупрочнения металла) – 16–
40% [7]. Для этих условий значения температуры Ar3 составляют 830–
8600С при содержании углерода в стали 0,09% и 780–8100С при
содержании углерода в стали 0,15%. Значения Ar1 составляют
соответственно 705–7200С и 670–6900С.
Таким образом, при горячей прокатке полос из низкоуглеродистых
сталей толщиной 2,0мм и менее на традиционных широкополосных
станах (температура конца прокатки 770–8300С, смотки 570–6500С)
распад аустенита начинается в третьей–четвертой клетях чистовой
группы и заканчивается на отводящем рольганге.
Проверку температур начала фазового превращения проводили также
методом прокатки образцов на лабораторном стане с постоянным
межвалковым зазором. Известны данные о том, что при одинаковой
температуре сопротивление деформации феррита меньше, чем аустенита
[8]. Этот факт приводит к появлению перегибов на зависимостях
сопротивления деформации от температуры. При изменении
сопротивления деформации меняется усилие прокатки, а, следовательно,
и пружина клети, что приводит при неизменной настройке межвалкового
зазора к изменению толщины прокатанных образцов. Результаты замеров
толщины образцов приведены на рис.3. Полученные данные хорошо
согласуются с построенными термокинетическими диаграммами (рис.1).
Выводы. В результате выполненных исследований уточнено влияние
предварительной горячей деформации на положение фазовых областей
3
3,1
3,2
3,3
3,4
650 700 750 800 850 900 950
Т емпература прокатки , оС
То
лщ
ин
а
пр
ок
ат
а,
м
м
- сталь 0 8кп
- сталь Ст3кп
Рис.3.
Изменение
толщины
образцов по
длине в
зависимости
от
температуры
прокатки
стали 08кп и
стали Ст3кп
274
сталей 08кп и Ст3кп при непрерывном охлаждении. Показано, что
деформация металла со степенью ε=10–40% приводит к повышению
температур Ar3 на 10–300С. Увеличение содержания углерода (с 0,09 до
0,15%) в низкоуглеродистой стали снижает температуру Ar3 на 30–600С и
повышает устойчивость переохлажденного аустенита, в том числе на
предварительно продеформированных образцах. Сопоставление
температурно–скоростных и деформационных режимов прокатки полос
толщиной 2,0 мм и менее (ТКП=770–8300С, ТСМ=570–6500С) из стали 08кп
со значениями критических точек, полученными в данной работе
(температура Ar3 составляет примерно 840–8600С, а Ar1 – 705–7200С)
показало, что распад аустенита начинается в третьей–четвертой клетях
чистовой группы ШСГП, и заканчивается на отводящем рольганге.
1. Качество листа и режимы непрерывной прокатки / П.И. Полухин,
Д.Н.Заугольников, М.А. Тылкин и др. // Алма–Ата.: изд–во Наука Казахской
ССР, 1974.– 400 с.
2. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов.– М.: Металлургия, 1978.–
568 с.,
3. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей: Справ. изд. /
М.Л. Бернштейн, С.В. Добаткин, Л.М. Капуткина, С.Д. Прокошкин – М.:
Металлургия, 1989.– 544 с.
4. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного
аустенита / А.А. Попов, Л.Е. Попова // М.: Металлургия, 1991.– 503 с.
5. Структура аустенита и свойства горячекатаной стали / Л.И. Гладштейн,
Д.А.Литвиненко, Л.Г. Онучин // М.: Металлургия, 1983.– 112 с.
6. Влияние деформации в двухфазной области γ+α на свойства материала и
технологию получения тонкой горячекатаной полосы / У. Лоренс, К. Херциг,
В. Блэк и др. // Черные металлы, апрель 2003.– С. 42–49.
7. Анализ причин формирования неравномерности структуры по сечению
тонких горячекатаных полос / Г.В. Левченко, С.А. Воробей , А.В.Янковский //
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Выпуск 5.
2002.– С. 250–256.
8. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов
давлением/А. Хензель, Т. Шпиттель//Пер.с нем. М.: Металлургия,1982.–360с.
Статья рекомендована к печати д.т.н. И.Г.Узловым
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21055 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T15:00:36Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Янковский, А.В. Левченко, Г.В. Воробей, С.А. Карнаух, А.И. Клименко, А.П, 2011-06-14T19:14:15Z 2011-06-14T19:14:15Z 2004 Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита / А.В. Янковский, Г.В. Левченко, С.А. Воробей, А.И. Карнаух, А.П. Клименко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 8. — С. 269-274. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21055 621.771.23:669.15–194.018.26:669.17 Исследовано влияние предварительной горячей деформации со степенью 10– 40% на границы фазовых областей сталей 08кп и Ст3кп при непрерывном охлаждении. Определены значения температуры Ar3 для условий прокатки тонких полос на широкополосном стане, в частности с учетом влияния содержания углерода в стали, степени деформации и скорости охлаждения. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Термомеханическая обработка проката Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита Янковский, А.В. Левченко, Г.В. Воробей, С.А. Карнаух, А.И. Клименко, А.П, Термомеханическая обработка проката |
| title | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| title_full | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| title_fullStr | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| title_full_unstemmed | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| title_short | Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| title_sort | влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита |
| topic | Термомеханическая обработка проката |
| topic_facet | Термомеханическая обработка проката |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21055 |
| work_keys_str_mv | AT ânkovskiiav vliânietemperaturnodeformacionnyhparametrovprokatkitonkolistovoinizkouglerodistoistalinakinetikuraspadaaustenita AT levčenkogv vliânietemperaturnodeformacionnyhparametrovprokatkitonkolistovoinizkouglerodistoistalinakinetikuraspadaaustenita AT vorobeisa vliânietemperaturnodeformacionnyhparametrovprokatkitonkolistovoinizkouglerodistoistalinakinetikuraspadaaustenita AT karnauhai vliânietemperaturnodeformacionnyhparametrovprokatkitonkolistovoinizkouglerodistoistalinakinetikuraspadaaustenita AT klimenkoap vliânietemperaturnodeformacionnyhparametrovprokatkitonkolistovoinizkouglerodistoistalinakinetikuraspadaaustenita |