Spôsob výroby vysokopevnostnej ocele

Číslo patentu: E 20349

Dátum: 31.01.2012

Autori: Schaar Benno, Tiekink Wouter Karel, Richards Bernardus Johannes

Je ešte 7 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Predkladaný vynález sa týka spôsobu výroby vysokopevnostnej ocele a ocele,vyrobenej týmto spôsobom.Vysokopevnostné ocele sa vo všeobecnosti v jednom alebo viacerých mechanizmoch spevnenia spoliehajú na uhlík. Tieto mechanizmy sú rozličné,počínajúc tvorbou perlitu na zvýšenie pevnosti, po transformáciu uhlíka,obsahujúceho austenit, na martenzit alebo bainit, napríklad pri tepelnej úprave uhlíkových oceli alebo pri termomechanickom spracovaní dvojfázových, TRIP,kompIexno-fázových ocelí, bainitických alebo martenzitických ocelí, alebo po tvorbu veľmi jemných karbidových precipitátov v oceliach HSLA, pripadne aj s výsledkom vzniku velmi jemnej mikroštruktúry, ktorá je výsledkom termomechanickéhoSo stúpajúcim obsahom uhlíka má ocel schopnosť stať sa tvrdšou a pevnejšou prostredníctvom tepelného spracovania, ale je aj menej tvárna. Vyšší obsah uhlíka znižuje zváratelnosť bez ohladu na tepelné spracovanie. Zváranie ocelí, ktorých pevnosť je odvodená od produktov transformácie, ako sú dvojfázové ocele a ocele TRIP, môže byť náročné, nakolko tepelný výkon z procesu zvárania môže zničiťEPO 556834 sa týka spôsobu výroby vysokopevnostného oceľového plechu, ktorý vykazuje dobrú spracovatelnosť a ktorý môže byť vytvarovaný na plechovku s vysokou pevnosťou ťahaním s minimalizovanou cípovitosťou. Uvedené vlastnosti sú dosiahnuté minimalizáciou obsahu hliníka, potrebného na dezoxidáciu, a hliníka vtuhom roztoku udržiavaním kyslíka na nízkej úrovni.Cielom vynálezu je stanoviť alternatívny spôsob výroby vysokopevnostnej ocele.Podľa prvého aspektu je stanovený spôsob výroby vysokopevnostnej ocele, pričom uvedený spôsob zahŕňa nasledujúce- výrobu vákuom odplynenej oceľovej taveniny v kroku výroby ocele, pozostávajúcom zo spracovania v panve, ktorá obsahuje podľa hmotnostio najviac 0,02 uhlíka, o najviac 0,003 kremíka, o najviac 0,010 dusíka, o najviac 0,10 fosforu, o najviac 0,020 síry, o najmenej 0,15 a najviac 4 mangánu,o najviac 0,0045 bóru, o najviac 0,03 titánu, o najviac 0,1 nióbu, o najviac 0,2 vanádu, o najviac 3 chrómu, o najviac 6 niklu, o najviac 1,5 molybdénu, o najviac 0,005 vápnika, o najviac 0,006 zirkónu, o najviac 0,005 bária, o najviac 0,005 stroncia, o najviac 0,05 z celkového množstva prvkov vzácnych zemín,o ako napríklad cér, o a zostatkové železo a nevyhnuté nečistoty,- pričom cieľový obsah kyslíka v tavenine na konci spracovania taveniny v panve je získaný meraním skutočného obsahu kyslíka v tavenine pridaním vhodného množstva hliníka a/alebo zirkónia vo vhodnej forme do taveniny na viazanie kyslíka, pričom cielový obsah kyslíka v tavenine na koncispracovania v panve je najviac 100 ppm- pridanie druhého deoxidantu, po dosiahnutí aktivity kyslíka na konci spracovania v panve najviac 100 ppm, aby sa vytvorili jemné častice a nazníženie obsahu rozpusteného kyslíka v oceli v panve na 10 ppm alebo menej, pričom uvedený druhý deoxidant je jeden alebo viac zo Zr, Ca, Ba, Sr,Tí, Cr a Si- odlievanie ocele takto vyrobenej spôsobom plynulého odlievania na vytvorenie bramy alebo pásu- pričom uvedený spôsob poskytuje bramu, pás alebo list uItra-nízkouhlíkovej ocele, obsahujúcej najviac 0,002 kyselinou rozpustného hliníka a najviac 0,004 kremíka a celkový obsah kyslíka najviac 150 ppm.Spôsobom podľa vynálezu je možné vyrobiť ocelové bramy alebo pásy s veľmi čistými hranicami zŕn. V dôsledku toho je teplota rekryštalizácie ocele ovela nižšia než pri konvenčných ultra-nízkouhlíkových oceliach. Tento jav je pripisovaný extrémne nízkej úrovni kremíka a kyselinou rozpustného hliníka v konečnom oceľovom páse alebo plechu a prítomnosti jemne rozptýlených častíc mangánu a/alebo oxidu železa. V dôsledku nízkej teploty rekryštalizácie ocele môžu byť znížené aj teploty žíhania, vďaka čomu je spôsob úspornejší, taktiež je aj redukovaná tendencia rastu zŕn v produkte. Znížené teploty žíhania taktiež bránia zlepeníu v dávkových spôsoboch žíhania a znižujú riziko ruptúry pri plynulom žíhaní. Ďalšou výhodou velmi čistých hraníc zŕn je výrazne nižšia náchylnosť ku korózii na hraniciach zŕn. To je obzvlášť dôležité pri použití ocele na výrobu puzdier batérií. Systémy na nanášanie povlaku, používané pri výrobe batérií, môžu byť úspornejšie(napr. tenšie vrstvy povlaku alebo menej vrstiev povlaku) pri použití substrátu s lepšiu odolnosťou voči korózii. Na výrobu mäkkej ocele valcovanej za studena z bramy alebo pásu by zvolený obsah fosforu nemal byť vyšší než 0,025 hmotnosti, pokial možno najviac 0,020 . Vhodné maximum pre kremík je 0,003 . Obsah mangánu je aspoň 0,15 , na dosiahnutie minimálneho nárastu pevnosti spôsobeného ODS(disperzným spevnením oxidmi). Výhodná minimálna hodnota je 0,3 , pričom významným sa stáva zvýšenie pevnosti. Maximálny obsah nie je obmedzený technicky, len ekonomicky. Vhodná maximálna hodnota pre obsah mangánu je 4 ,avšak obsah mangánu pokial možno nepresahuje 3 .Zásadný rozdiel oproti konvenčnému spôsobu výroby pásu alebo plechu z ultranízkouhlíkovej ocele je, že spracovanie taveniny v panve počas kroku vákuového odplyňovania, napr. v procese RH, nie je zamerané na odstránenie kyslíka tak, že sa utlmí pridaním nadmerného množstva hliníka na tvorbu častíc oxidu hlinitého, ale naspôsob, v ktorom je obsah kyslíka v tavenine monitorovaný a regulovaný, a je pridané vyhradené množstvo hliníka, aby sa predišlo pridaniu nadmerného množstva hliníka do taveniny, ktorý by bol prítomný v konečnej oceli ako hliník rozpustný v kyseline (t. j. hliník vo forme kovu, nie ako oxid hlinitý). Nejde teda o oceľ tlmenú hliníkom v zmysle normy EN 10130. Pridanie presného množstva hliníka zaručuje, že všetok oxid hlinitý vzniknutý pri spracovaní v panve je odstránený z taveniny pred stuhnutím počas plynulého odlievania, takže výsledná oceľ obsahuje sotva nejaký alebo neobsahuje žiadny oxid hlinitý, ale namiesto toho obsahuje veľmi malé častice,ktoré sa tvoria pri tuhnuti vo forme. U týchto častíc sa predpokladá, že sú bohaté na MnO-MnS. Veľmi malé nanočastice sa tvoria vo forme ako aj v brame a predpokladá sa u nich, že ide o častice Fexoy, kombinované s MnXOY-S. Tvorba takýchto oxidov. obsahujúcich nanočastice, vedie k takzvanému disperznému spevneniu oxidmi(ODS). Na zvýšení pevnosti sa môžu podieľať aj nanočastice, a to prostredníctvom mechanizmu precipitačného vytvrdenia. Odplynenie roztavenej ocele je možné uskutočniť akýmikoľvek konvenčnými metódami, ako je metóda RH, metóda RH-OB alebo vo vákuovej odplyňovacej nádrži. Obsah kyslíka v tekutej oceli možno zmerať pomocou kyslíkových snímačov na krátkodobé použitie, ktorými sa meria aktivitaNamiesto pridania hliníka na zníženie aktivity kyslíka na požadované rozmedzie pri pracovaní na panve je možné použiť iný deoxidant, ktorým je možné dosiahnuť takéto rozmedzie, t. j. aktivita kyslíka 10 a 100 ppm pri teplote približne 1600 °C,napríklad Ti, Zr, Ca, Sr, Ba atď.Absencia kovového hliníka zabraňuje tvorbe zrazenín nitridu hlinitého v neskorších fázach spôsobu, čím sú zabezpečené čisté hranice zŕn. Neprítomnosť nitridu hlinitého (AIN) navyše tiež zabraňuje mnohým problémom, spojeným s rozpúšťacími a precipitačnými charakteristikami AIN pri spracovaní pásu za horúca, ako sú nehomogenity mikroštruktúry a vlastnosti prejavujúce sa na dĺžke a šírke pásu v dôsledku rozdielnosti tepelnej cesty v rôznych polohách pásu valcovaného za horúca v zvinutej podobe. V ohrevnej peci valcovne na pásy za horúca nie je potrebné rozpustiť AlN, takže môže byť použitá nižšia teplota pece, a taktiež nie je potrebné použiť vysokú teplotu navíjania, aby sa mohol AIN vyzrážať v cievke. To zas vedie k lepšej konzervačnej schopnosti. Chemické vlastnosti a zloženie bramy alebo pásu majú za následok vznik jemne rozptýlených oxidov, obsahujúcich najmä oxidy

MPK / Značky

MPK: C21D 8/04, C21D 9/48, C22C 1/02, C22C 38/12, C22C 38/14, C22C 38/04, C22C 38/06, C22C 38/08, C21D 8/02, C21C 7/10

Značky: výroby, vysokopevnostnej, spôsob, ocele

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/15-e20349-sposob-vyroby-vysokopevnostnej-ocele.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby vysokopevnostnej ocele</a>

Podobne patenty