CZ279718B6

CZ279718B6 - Process for producing products from corrosion-resistant steel by hot forming

Info

Publication number: CZ279718B6
Application number: CS922361A
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Ing. Csc. Dědek; Luděk Ing. Šrámek; Petr Ing. Kurečka
Original assignee: Vítkovice, A.S.
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-06-14
Also published as: CZ236192A3

Abstract

Steel ingots with weight over 3.5 tonnes with chemical composition of traces up to 0.025 % carbon, traces up to 0.025 % nitrogen, 17 to 19 % chrome, 0.10 to 1 % manganese, 0.05 to 1 % silica, 0.10 to 0.60 % titanium, traces up to 2.5 % molybdenum, given in % by weight, the remainder iron and common accompanying elements and impurities, in particular sulphur and phosphorus, are charge in a hot state into a heating furnace with temperature in a range of 550 degrees C to 750 degrees C, whereas the temperature of the surface of the ingots before charging is at least 550 degrees C, whereupon the heat regime of the furnace brings the surface temperature of the ingot to 600 +- 25 degrees C. This process is followed by isothermal delay at this temperature for at least 3 hours after which heating occurs to a temperature of 800 degrees C at a max. rate of 50 degrees C/h and above 800 degrees C at a max. rate of 100 degrees C/h until reaching a temperature between 1,000 degrees C to 1,100 degrees C, whereupon isothermal delay is carried out at this temperature for a maximum of 5 hours. The ingots are then hot formed with a size of individual ratio deformations of a maximum of 30 %, whereas in the temperature interval of forming from 850 to 950 degrees C the value of individual main ratio deformations of thickness is at least 10 % and hot forming is completed in a temperature range of 850 to 900 degrees C, followed by cooling and mechanical cleaning of the surface, which is alternatively performed by grinding at a temperature of product between 50 to 400 degrees C.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu výroby za tepla tvářených výrobků z korozivzdorné, titanem stabilizované oceli s feritickou strukturou, vyrobených z ingotů o hmotnosti nad 3,5 tuny. Výrobky jsou zejména za tepla válcované předvalky jako bloky, bramy, Sochory a jiné tvarové vývalky, např. trubky, dále různé druhy za tepla kovaných, lisovaných a jinak za tepla tvářených produktů.The present invention relates to a process for the production of thermoformed articles of stainless steel with a ferritic structure and made of ingots weighing over 3.5 tonnes. The products are in particular hot-rolled billets such as blocks, slabs, billets and other shaped rolled products, eg tubes, as well as various kinds of hot forged, pressed and otherwise hot-formed products.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Je známo, že charakteristickými vlastnostmi oceli, obsahujících 17 % až 19 % chrómu, do 0,03 % uhlíku, do 0,03 % dusíku, které jsou stabilizovány titanem do obsahu 0,6 % a s přísadou doIt is known that the characteristic properties of steel containing 17% to 19% chromium, up to 0.03% carbon, up to 0.03% nitrogen, which are stabilized by titanium up to 0.6% and with an

2,5 % molybdenu, nebo bez molybdenu, jsou velmi hrubá licí struktura, značná náchylnost k růstu zrna za teplot nad 900 °C, značná křehkost materiálu v intervalu teplot 200 až 800 °C, a vysoká křehkost pod teplotou 200 °C, zvláště pak v oblasti tranzitních teplot pod 100 °C.2.5% molybdenum, with or without molybdenum, is a very rough casting structure, a high susceptibility to grain growth at temperatures above 900 ° C, a considerable brittleness of the material in the temperature range of 200 to 800 ° C, and a high brittleness below 200 ° C, especially then in the region of transit temperatures below 100 ° C.

Při dosud používaných postupech zpracování ingotů o hmotnosti nad 3,5 tuny z těchto ocelí nejsou jednoznačně definovány podmínky, jako jsou povrchová teplota ingotů při sázení do ohřívacích pecí, interval teplot pece při nichž se provádí sázení ingotů, vyrovnávací teplota ingotů a pece a doba výdrže, po které se zahajuje řízený ohřev. Při stávajících postupech se často používá konečných teplot ohřevu ingotů nad 1 100 °C. Během tváření ingotů se často používají jednotlivé poměrné deformace tloušťky nižší než 10 %. Rovněž dokončovací tvářecí teploty se často používají nad 900 °C.The methods used to process ingots weighing more than 3.5 tons of these steels do not clearly define conditions such as the surface temperature of the ingots for charging to the heating furnaces, the temperature range of the ingots at which the ingots are charged, the equalization temperature of the ingots and the furnace and the holding time. , after which controlled heating starts. In the present processes, the final ingot heating temperatures above 1100 ° C are often used. During the ingot forming, individual relative deformations of thickness less than 10% are often used. Also finishing forming temperatures are often used above 900 ° C.

Mechanické čištění povrchu výrobků včetně broušení se provádí při teplotách pod 50 °C.Mechanical surface cleaning of products including grinding is carried out at temperatures below 50 ° C.

Nevýhodou dosavadního stavu je, že během zpracování uvedených ocelí známými postupy dochází ke vzniku trhlin z pnutí při ohřevu, nebo ke značnému hrubnutí struktury při ohřevu a tváření za tepla, což zvyšuje celkovou křehkost tvářených výrobků při dalším zpracování, zejména způsobuje vznik povrchových trhlin při mechanickém čištění povrchu tvářených výrobků broušením. Důsledkem je potom snížení výtěžnosti zpracovávaného kovu a zvýšení výrobních nákladů.A disadvantage of the prior art is that during the treatment of the steels by known methods, stress cracks during heating, or considerable coarsening of the structure during heating and hot forming, increase the overall brittleness of the formed products during further processing, in particular causing surface cracks in mechanical surface cleaning of wrought products by grinding. The result is a reduction in the yield of the metal to be processed and an increase in production costs.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky řeší způsob výroby výrobků z korozivzdorné feritické oceli tvářením za tepla z ingotů o hmotnosti nad 3,5 tuny, kde tato ocel má chemické složení stopy až 0,025 % uhlíku, stopy až 0,025 % dusíku, 17 až 19 % chrómu, 0,10 až 1 % manganu, 0,05 až 1 % křemíku, 0,10 až 0,60 titanu, stopy ažSaid shortcomings are solved by a method of manufacturing stainless steel ferritic steel products by hot forming of ingots over 3.5 tons, which steel has a chemical composition of traces up to 0.025% carbon, traces up to 0.025% nitrogen, 17-19% chromium, 0.10 up to 1% manganese, 0.05 to 1% silicon, 0.10 to 0.60 titanium, traces up to

2,5 % molybdenu, uvedeno v % hmotnostních, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, zejména síra a fosfor.2.5% molybdenum, in% by weight, the remainder iron and the usual accompanying elements and impurities, especially sulfur and phosphorus.

Podstatou vynálezu je, že odlité ingoty se sázejí v tepelném stavu do ohřívací pece, která má teplotu v intervalu 550 °C až 750 °C, přičemž teplota povrchu ingotů před sázením je alespoň 550 °C, načež se tepelným režimem pece dosahuje povrchové teploty ingotu 600 °C +25 °C, poté následuje izotermická výdrž na této teplotě nejméně 3 hodiny, po této izotermické výdrži se provádí ohřev, a to do teploty 800 °C rychlosti nejvýše 50 °C/hod a nad teplotou 800 °C rychlostí nejvýše 100 °C/hod až do dosažení teploty ohřevu v intervalu od 1 000 “C do 1100 °C, načež se na této teplotě provádí izotermická výdrž nejvýše 5 hodin. Ohřáté ingoty se tváří za tepla s velikostí jednotlivých poměrných deformací tloušťky nejvýše 30 %, přičemž v intervalu tvářecích teplot od 950 °C do 850 C je hodnota jednotlivých hlavních poměrných deformací tloušťky alespoň 10 %. Tváření za tepla se dokončuje v intervalu teplot 900 °C až 850 “C, načež následuje chlazení a mechanické čištění povrchu. Alternativně se mechanické čištění povrchu výrobků provádí broušením při teplotě výrobku v intervalu od 50 °C do 400 °C.It is an object of the invention that the cast ingots are heat-charged in a heating furnace having a temperature in the range of 550 ° C to 750 ° C, the ingot surface temperature being at least 550 ° C prior to setting, whereupon the heat mode of the furnace reaches the ingot surface temperature. 600 ° C + 25 ° C, followed by an isothermal hold at this temperature for at least 3 hours, after which the isothermal hold is heated up to a temperature of 800 ° C at a maximum rate of 50 ° C / hour and above 800 ° C at a maximum rate of 100 ° C / hour until the heating temperature is between 1 000 ° C and 1100 ° C, whereupon an isothermal holding of not more than 5 hours is carried out at that temperature. The heated ingot is hot-formed with an individual thickness deformation of not more than 30%, with a value of at least 10% of the individual principal strain deformations at a forming temperature range of 950 ° C to 850 ° C. The thermoforming is completed in a temperature range of 900 ° C to 850 ° C, followed by cooling and mechanical surface cleaning. Alternatively, mechanical cleaning of the product surface is performed by grinding at a product temperature in the range of from 50 ° C to 400 ° C.

Výhodou způsobu dle vynálezu je, že zabraňuje vzniku trhlin z pnutí při ohřevu ingotů, přičemž během zpracování dochází ke zjemnění struktury a zvýšení houževnatosti za tepla tvářených výrobků. Při čištění povrchu za tepla tvářených výrobků broušením v rozsahu teplot dle vynálezu nedochází ke vzniku trhlin z.pnutí. Toto vše snižuje zmetkovitost při výrobě a zvyšuje výtěžnost zpracovávaného kovu.An advantage of the process according to the invention is that it prevents stress cracking during the heating of the ingots, while during processing the structure is refined and the toughness of the hot-formed products is increased. The surface cleaning of the hot-formed products by grinding within the temperature range according to the invention does not result in stress cracks. All of this reduces scrap in production and increases the yield of the metal to be processed.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Z oceli o chemickém složení 0,02 % uhlíku, 0,015 % dusíku, 0,5 % manganu, 0,45 % křemíku, 18,25 % chrómu, 0,5 % titanu, 0,025 % fosforu a 0,01 % síry, uvedeno v hmotnostních %, zbytek železo, a jiné doprovodné prvky a nečistoty, byly odlity 10-ti tunové bramóvé ingoty. Tyto ingoty byly bezprostředně po stripování převezeny do válcovny a nasazeny do ohřívací pece, vytopené na teplotu 650 °C, přičemž povrchová teplota ingotů při sázení byla 560 °C. Potom bylo provedeno vyrovnání teploty ingotů s teplotou pece na povrchovou teplotu ingotů 600 °C, při níž byla provedena 4 hodinová vyrovnávací výdrž. Po této době byly ingoty ohřívány až do teploty 800 ’C rychlostí 30 °C/hod a dále až do teploty 1 050 °C rychlostí 70 °C/hod. Při této teplotě byla provedena 5 hodinová vyrovnávací výdrž, po které byly ohřáté ingoty válcovány na bramy celkem 25 jednotlivými průchody. Až do teploty vývalku 950 °C byla velikost jednotlivých hlavních poměrných deformací tloušťky při ůběrech na plocho v intervalu od 3,5 do 20 % a při ůběrech na výšku od 2,0 do 5,5 %. V rozmezí tvářecích teplot od 950 ”C do 880 °C bylo válcováno pouze na plocho, a to s velikostí jednotlivých hlavních poměrných deformaci tloušťky od 11,0 do 20 %. Válcování bram příčného průřezu 185 x 1 075 mm bylo dokončeno několika hladicími průchody při teplotě 880 ’C. Po vychlazení bram na teplotu okolí byly jejich povrchy očištěny hoblováním.Of steel with a chemical composition of 0,02% carbon, 0,015% nitrogen, 0,5% manganese, 0,45% silicon, 18,25% chromium, 0,5% titanium, 0,025% phosphorus and 0,01% sulfur, In weight%, the rest of the iron, and other accompanying elements and impurities, were cast 10-ton potato ingots. Immediately after stripping, these ingots were transferred to a rolling mill and placed in a heating furnace, heated to 650 ° C, with a surface temperature of the ingots at planting of 560 ° C. The ingot temperature was then equilibrated with the furnace temperature to an ingot surface temperature of 600 ° C, at which a 4 hour equilibrium hold was performed. After this time, the ingots were heated to a temperature of 800 ° C at a rate of 30 ° C / hour and further to a temperature of 1,050 ° C at a rate of 70 ° C / hour. At this temperature, a 5-hour equalization stamina was performed, after which the heated ingots were rolled to slabs for a total of 25 individual passes. Up to the rolled temperature of 950 ° C, the size of the individual major thickness deformations at flat areas ranged from 3.5 to 20%, and in the case of vertical heights from 2.0 to 5.5%. In the range of forming temperatures from 950 ° C to 880 ° C, it was only flat-rolled, with the size of individual major relative deformations of thickness from 11.0 to 20%. The slabs of a cross section of 185 x 1075 mm were completed by several ironing passes at a temperature of 880 ° C. After the slabs had cooled to ambient temperature, their surfaces were cleaned by planing.

Při výrobě bram nedošlo k výskytu zmetků ani ke vzniku hrubých povrchových vad. Vyrobené bramy měly plně vyhovujícíThere was no rejection or gross surface defects in slabs. Made slabs were fully satisfactory

-2CZ 279718 B6 kvalitu pro další výrobu za tepla a za studená válcovaných pásů.-2GB 279718 B6 quality for further hot and cold rolled strip production.

Příklad 2Example 2

Bramy vyrobené dle příkladu 1 byly po doválcování volně vychlazovány na vzduchu až do teploty 400 °C, načež byly převezeny k brousicímu stroji, kde byl celopovrchově broušen povrch při teplotách broušeného materiálu v intervalu teplot od 200 ’C do 90 °C.The slabs produced according to Example 1 were freely cooled in air up to a temperature of 400 ° C after finishing, and were transported to a grinding machine where the surface was ground to a surface grinding temperature range of 200 ° C to 90 ° C.

Při broušení nedošlo ke vzniku brusných trhlin v povrchových vrstvách. Hmotnosti úchylek při celopovrchovém broušení činily pouze 3 %. Při dalším zpracování broušených bram na pásy, válcované za tepla a za studená, měl povrch pásů plně vyhovující jakost.Grinding cracks in the surface layers did not occur during grinding. The weights of deviations in full-surface grinding were only 3%. In the further processing of the cut slabs into hot and cold rolled strips, the surface of the strips was fully satisfactory.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A method for producing hot-rolled stainless steel products from ingots weighing over 3.5 t, wherein the steel has a chemical composition of traces up to 0.025% carbon, traces up to 0.025% nitrogen, 17-19% chromium, 0.10 to 1% of manganese, 0.05 to 1% of silicon, 0.10 to 0.60% of titanium, traces of up to 2.5% of molybdenum, expressed in% by weight, the remainder iron and the usual accompanying elements and impurities, in particular sulfur and phosphorus, characterized by characterized in that the cast ingots are charged in a warm state into a heating furnace having a temperature in the interval of 550 ° C to 750 ° C, the ingot surface temperature being at least 550 ° C prior to setting, whereupon the temperature regime of the furnace reaches the ingot surface temperature of 600 ° C + 25 ° C, followed by isothermal holding at this temperature for at least 3 hours, after which isothermal warming is carried out to a temperature of 800 ° C at a maximum rate of 50 ° C / h and above 800 ° C at a maximum rate of 100 ° C / h until heat is reached heating at an interval of 1 000 ° C to 1 100 ° C, whereupon an isothermal holding of not more than 5 hours is carried out at this temperature, then the ingots are hot-formed with an individual relative deformation thickness of not more than 30%; ° C to 850 ° C is the value of each major relative deformation thickness of at least 10%, and the hot forming is completed at a temperature range of 900 ° C to 850 ° C, followed by cooling and mechanical surface cleaning.

Method according to claim 1, characterized in that the mechanical cleaning of the surface of the products is carried out by grinding at a temperature of the product in the interval from 50 ° C to 400 ° C.