Лист високоміцної трифазної сталі з високою ударною в’язкістю при кріогенних температурах і спосіб його одержання

1. Спосіб одержання листа з трифазної сталі, що має мікроструктуру, яка містить не більше за 40 об. % першої фази фериту, від 50 до 90 об. % другої фази переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту (FGB) або їхніх сумішей і не більше за 10 об. % третьої фази залишкового аустеніту, причому згаданий спосіб включає такі етапи:

(a) нагрівання сталевого сляба, що містить залізо й наступні легуючі елементи, мас. %:

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

від 0,02 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

від 0,001 до 0,05

Аl та

від 0,002 до 0,005

N

до температури підігрівання, достатньо високої, щоб (і) по суті гомогенізувати сталевий сляб, (іі) розчинити по суті всі карбіди й карбонітриди ніобію і ванадію в сталевому слябі та (ііі) утворити дрібні первинні зерна аустеніту в сталевому слябі;

(b) обтиснення сталевого сляба для формування сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізація аустеніту;

(c) подальше обтиснення сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в другому температурному діапазоні, нижчому за температуру Тnr і вищому за температуру Аr3 перетворення;

(d) подальше обтиснення сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в третьому температурному діапазоні між температурою Аr3 перетворення і температурою Аr1 перетворення;

(e) загартування сталевого листа зі швидкістю охолодження принаймні 10°С/с до температури припинення загартування (QST), яка становить нижче, ніж 600°С; і

(f) припинення загартування.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ферит є деформованим феритом.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що друга фаза переважно містить дрібнозернистий бейніт (FGB).

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що друга фаза переважно містить дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнокристалічний нижній бейніт або їхні суміші.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ферит є деформованим феритом та друга фаза переважно містить дрібнозернистий бейніт (FGB).

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ферит є деформованим феритом та друга фаза переважно містить дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнокристалічний нижній бейніт або їхні суміші.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що температура підігрівання етапу (а) становить від 955°С до 1100°С.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дрібні первинні зерна аустеніту етапу (а) мають розмір зерна, менший за 120 мкм.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обтиснення по товщині сталевого сляба на етапі (b) становить від 30 % до 70 %.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обтиснення по товщині сталевого листа на етапі (с) становить від 40 % до 80 %.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обтиснення по товщині сталевого листа на етапі (d) становить від 15 % до 50 %.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає додатковий етап, що передбачає можливість повітряного охолодження сталевого листа до температури навколишнього середовища після припинення загартування на етапі (f).

13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше ніж 6 мас. % Nі.

14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше ніж 3 мас. % Nі та додатково містить від 0,5 до 2,5 мас. % Мn.

15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб додатково включає принаймні одну добавку, вибрану з групи, яка містить, мас. %: (і) до 1,0 Сr, (іі) до 0,8 Мо, (ііі) до 0,5 Si, (iv) від 0,02 до 0,10 V, (v) від 0,1 до 1,0 Cu, (vi) до 2,5 Мn і (vii) від 0,0004 до 0,0020 В.

16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб додатково містить від 0,0004 до 0,0020 мас. % В.

17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після етапу (f) сталевий лист має температуру в’язко-крихкого переходу (DBTT), нижчу за - 62°С, в основному листі і в його зоні теплового впливу (HAZ) і має міцність на розрив, більшу за 830 Мпа.

18. Лист з трифазної сталі, який відрізняється тим, що має мікроструктуру, що містить не більше за 40 об. % першої фази фериту, від 50 до 90 об. % другої фази переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту (FGB) або їхніх сумішей і не більше за 10 об. % третьої фази залишкового аустеніту, який має міцність на розрив, більшу за 830 Мпа, і DBTT, нижчу за -62°С як у сталевому листі, так і в його HAZ, причому сталевий лист одержаний з підігрітого сталевого сляба, який містить залізо і такі легуючі елементи, мас. %:

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

від 0,02 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

від 0,001 до 0,05

Аl та

від 0,002 до 0,005

N.

19. Сталевий лист за п. 18, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше ніж 6 мас. % Ni.

20. Сталевий лист за п. 18, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше ніж 3 % мас. Ni та додатково містить від 0,5 % мас. до 2,5 % мас. Мn.

21. Сталевий лист за п. 18, який відрізняється тим, що додатково включає принаймні одну добавку, вибрану з групи, яка містить, мас. %: (і) до 1,0 Сr, (іі) до 0,8 Мо, (ііі) до 0,5 Si, (iv) від 0,02 до 0,10 V, (v) від 0,1 до 1,0 Cu, (vi) до 2,5 Мn і (vii) від 0,004 до 0,0020 В.

22. Сталевий лист за п. 18, який відрізняється тим, що додатково містить від 0,0004 до 0,0020 В.

23. Сталевий лист за п. 18, який відрізняється тим, що мікроструктура містить множину висококутових поверхонь поділу між першою фазою фериту і другою фазою переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту FGB або їхніх сумішей.

24. Спосіб підвищення опору розповсюдженню тріщини в листі з трифазної сталі, який відрізняється тим, що включає обробку сталевого листа для одержання мікроструктури, яка містить не більше за 40 об. % першої фази фериту, від 50 до 90 об. % другої фази переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту (FGB) або їхніх сумішей і не більше за 10 об. % третьої фази залишкового аустеніту, та додатково включає обробку в режимі термомеханічної контрольованої прокатки для одержання множини висококутових поверхонь поділу між першою фазою фериту і другою фазою переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту (FGB) або їхніх сумішей.

25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що додатково підвищують опір розповсюдженню тріщини сталевого листа і підвищують опір розповсюдженню тріщини при зварюванні в HAZ сталевого листа шляхом додавання від 1,0 до 9 мас. % Nі та шляхом по суті зведення до мінімуму вмісту елементів, які стабілізують ОЦК решітку.

26. Спосіб регулювання середнього відношення довжини аустенітного зерна до товщини аустенітного зерна в процесі обробки листа з високоміцної трифазної сталі, який має мікроструктуру, що містить не більше за 40 об. % першої фази фериту, від 50 до 90 об. % другої фази переважно дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, дрібнокристалічного нижнього бейніту, дрібнозернистого бейніту (FGB) або їхніх сумішей, і не більше за 10 об. % третьої фази залишкового аустеніту, для підвищення поперечної в'язкості і поперечної DBTT листа з трифазної сталі, причому згаданий спосіб включає такі етапи:

(а) нагрівання сталевого сляба, що містить залізо й зазначені легуючі елементи, мас. %:

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

від 0,02 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

від 0,001 до 0,05

Аl та

від 0,002 до 0,005

N

до температури підігрівання, достатньо високої, щоб (і) по суті гомогенізувати сталевий сляб, (іі) розчинити по суті всі карбіди й карбонітриди ніобію і ванадію в сталевому слябі, та (ііі) утворити дрібні первинні зерна аустеніту в сталевому слябі;

(b) обтиснення сталевого сляба для формування сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізація аустеніту;

(c) подальше обтиснення сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в другому температурному діапазоні при температурі нижчій за температуру Тnr і вищій за температуру Аr3 перетворення;

(d) подальше обтиснення сталевого листа в одному або декількох проходах гарячої прокатки в третьому температурному діапазоні між температурою Аr3 перетворення і температурою Аr1 перетворення так, щоб одержати середнє відношення довжини аустенітного зерна до товщини аустенітного зерна в сталевому листі, менше за 100;

(e) загартування сталевого листа зі швидкістю охолодження принаймні 10°С/с до температури припинення загартування (QST), нижчої за 600°С; і

(f) припинення загартування.