Development of technological basis for manufacturing of high-strength metal plates for applications at low temperatures

Decydujący wpływ na poziom właściwości mechanicznych stali wywierają parametry przeróbki cieplno-plastycznej i szybkości chłodzenia po przeróbce. Właściwości stali mogą się istotnie zmieniać w zależności od wielkości odkształcenia w końcowych przepustach, temperatury końca walcowania oraz szybkości chłodzenia po walcowaniu. Celem badań było opracowanie półprzemysłowej technologii wytwarzania blach grubych wysokowytrzymałych ze stali niskowęglowych konstrukcyjnych przeznaczonych do zastosowań w obniżonych temperaturach. Wytypowano składy chemiczne stali, określono wstępne parametry procesu i przeprowadzono próby walcowania blach z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem bezpośrednio po walcowaniu w module B Linii do Półprzemysłowej Symulacji Wytwarzania Metali i Stopów (LPS) budowanej w Instytucie Metalurgii Żelaza. Walcowano stale niskowęglowe o zróżnicowanej zawartości C, Mn i mikrododatków Nb, Ti, V o wartości równoważnika węgla w zakresie 0,36 do 0,50. Wykonano badania właściwości mechanicznych, udarności KV w zakresie temperatur od 20 do -60o C i mikrostruktury. Założoną do osiągnięcia wartość udarności KVmin = 27 J w temperaturze badania -60 C uzyskano dla blach o grubości 6÷7,5 mm. Mikrostruktura tych blach jest drobnoziarnista ferrytyczno-perlityczno-bainityczna, a ich właściwości spełniają wymagania dla kategorii S420ML i S460ML.The decisive effect on mechanical properties of steel is exerted by the parameters of thermo-mechanical treatment and rate of cooling after treatment. Steel properties can significantly vary depending on the volume of strain in final passes, end-of-rolling temperature and rate of cooling after rolling. The purpose of the research was to develop the semi-industrial technology for manufacturing of high-strength metal plates from low-carbon constructional steels for applications at reduced temperatures. Chemical compositions of steels were selected, initial process parameters were determined and testing of plate rolling with thermo-mechanical treatment and controlled cooling immediately after rolling in module B of the semi-industrial line for simulation of manufacturing metal and alloy products (LPS) being built in the Institute for Ferrous Metallurgy was carried out. Low-carbon steels with diverse content of C, Mn and micro-additions of Nb, Ti, V with carbon equivalent varying between 0.36 and 0.50 were rolled. The investigations of mechanical properties, impact resistance KV within the temperature range from 20 to -60° C and microstructure were carried out. The assumed impact resistance KVmin = 27 J at test temperature of -60° C was obtained for metal plates 6÷7.5 mm thick. These plates have fi ne-grained ferritic-pearlitic-bainitic microstructure and their properties meet the requirements for S420ML and S460ML category