Толстолистовой прокат с высокими характеристиками вязкости, полученный процессом SHT

Это прежде всего относится к тол стол истовом у прокату, для которого методы получения высоких механических свойств при обычной контролируемой прокатке мало эффективны.

Одним из таких решений является разработанный в Японии фирмой «Сумитомо» новый способ контролируемой прокатки, в основе которого также лежит положение о том, что одновременно повысить прочностные и вязкие характеристики можно, лишь получив сталь с мелкозернистой структурой.

Так же, как и при обычной контролируемой прокатке, для измельчения зерна и обеспечения механизма дисперсионного твердения используют микродобавки ниобия, ванадия и др. карбидо- и нитридообразующих элементов. Процесс проводят при строго определенных температуре металла перед прокаткой, а также температурных и деформационных параметрах прокатки. Особое внимание уделяется температуре нагрева перед прокаткой, так как размер зерна в готовом прокате зависит от размера зерна в заготовке до прокатки. В соответствии с результатами работы, при снижении температуры нагрева заготовки перед прокаткой на каждые 100° С температура перехода в хрупкое состояние снижается на 40° С. Процесс, получивший название SHT8, предусматривает снижение температуры нагрева заготовок перед прокаткой до значений ACi +30...50° С (температура нагрева при обычной термической обработке). Процесс SHT прокатки малоперлитных (до 0,12 % С) и бесперлитных (до 0,05 % С) сталей осуществляется в две стадии: получение подката промежуточного размера при обычных скоростях и степенях обжатия, далее ускоренное охлаждение подката, его повторный нагрев и чистовая прокатка на заданный размер. Завершающая стадия прокатки проходит при температурах в двухфазной области. В результате осуществления процесса SHT формируется ультрамелкозернистая однородная структура, обеспечивающая получение в готовом прокате высокой прочности, вязкости и пластичности.

Производство тол стол и сто во го хорошо свариваемого проката процессом SHT рекомендовано для применения в конструкциях и сооружениях, от которых требуется абсолютная надежность и безопасность при эксплуатации в арктических условиях.

Оборудование для осуществления процесса SHT разработано также фирмой «Сумитомо». Для получения в толстых листах (толщиной до 80 мм) заданного комплекса механических свойств параметры процесса SHT: толщина заготовки и промежуточных подкатов, температуры нагрева под прокатку и начала прокатки, температура повторного подогрева и режим прокатки, — устанавливаются и регулируются ЭВМ.

Механические свойства листов толщиной 30 мм, полученных SHT-процессом, значительно превосходят свойства листов после нормализации и после обычной контролируемой прокатки.

Прочностные свойства труб с толщиной стенки 18 мм, сваренных из листов, полученных процессом SHT, ниже чем у листов после контролируемой прокатки. Однако по характеристикам вязкости и критической температуре хрупкости значительно превосходят их. Высокая доля вязкой составляющей в изломе образцов из листов, полученных SHT-процессом, позволила рекомендовать трубы для эксплуатации при температуре —60° С. Металл таких труб содержит значительно меньшее количество дорогих легирующих элементов (например, никеля — до 1 % против 2-3 %).

Фирма «Сумитомо» предложила и осуществляет комбинированную систему прокатки, сочетая процесс SHT с обычной прокаткой. Кроме того, разработала автоматическую систему эффективного управления процессом SHT, сочетающую его с обычной прокаткой. Система исключает перегрев заготовок, управляет температурно-временным режимом нагревательной печи и осуществляет точный контроль температуры, обеспечивая этим стабильность свойств и высокое качество толстолистового проката. После осуществления этих мероприятий производительность процесса значительно повысилась по сравнению с контролируемой прокаткой, а по сравнению с обычной прокаткой — снизилась не более чем на 5 %. При прокатке с использованием процесса SHT значительно снизились энергетические затраты по сравнению с затратами на нормализацию и улучшение: на 33 % и 120% соответственно.