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

1. Спосіб одержання сталевого листа, що має мікроструктуру, яка містить (і) переважно дрібнокристалічний нижній бейніт, дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнозернистий бейніт (FGB) чи їхні суміші й (іі) до 10 об. % залишкового аустеніту, причому згаданий спосіб включає такі етапи:

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

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

до 1,0

Сu

до 0,8

Мо

від 0,01 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

до 0,05

Аl і

від 0,001 до 0,005

N

до температури підігріву, досить 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 чи декількох проходах гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізація аустеніту;

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

(d) загартування сталевого листа зі швидкістю охолодження щонайменше 10°С/с до температури припинення загартування (QST), нижчої за 550°С; і

(е) припинення загартування.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мікроструктура (і) є переважно мікрошаруватою мікроструктурою, що містить дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнокристалічний нижній бейніт чи їхні суміші.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мікроструктура (і) переважно являє собою дрібнозернистий бейніт (FGB).

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що переважно температура підігріву на етапі (а) складає від 955° до 1100°С.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згадані дрібні первинні зерна аустеніту на етапі (а) мають розмір зерна, менший за 120 мкм.

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

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

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає етап, який передбачає повітряне охолодження сталевого листа до температури навколишнього середовища від температури припинення загартування.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає етап витримування сталевого листа по суті ізотермічно при температурі припинення загартування протягом до 5 хвилин.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає етап повільного охолодження сталевого листа при температурі припинення загартування зі швидкістю меншою за 1,0°С/с, протягом до 5 хвилин.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше за 6 мас. % Ni.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше за 3 мас. % Ni і додатково містить до 2,5 мас. % Мn.

13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сляб додатково включає принаймні одну добавку, вибрану з групи, що містить, мас. %: (і) до 1,0 Сr, (іі) до 0,5 Sі, (ііі) від 0,02 до 0,10 V, (iv) до 2,5 Мn і (v) до 0,0020 В.

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

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

16. Сталевий лист, що має мікроструктуру, яка містить (і) переважно дрібнокристалічний нижній бейніт, дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнозернистий бейніт (FGB) чи їхні суміші та (іі) до 10 об. % залишкового аустеніту, що 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, що містить залізо й наступні легуючі елементи, мас. %:

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

до 1,0

Cu

до 0,8

Mo

від 0,01 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

до 0,05

Аl

і від 0,001 до 0,005

N.

17. Сталевий лист за п. 16, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше за 6 мас. % Nі.

18. Сталевий лист за п. 16, який відрізняється тим, що сталевий сляб містить менше за 3 мас. % Nі і додатково містить до 2,5 мас. % Мn.

19. Сталевий лист за п. 16, який відрізняється тим, що додатково включає принаймні одну добавку, вибрану з групи, яка містить, мас. %: (і) до 1,0 Сr, (іі) до 0,5 Sі, (ііі) від 0,02 до 0,10 V, (iv) до 2,5 Мn і (v) від 0,0004 до 0,0020 В.

20. Сталевий лист за п. 16, який відрізняється тим, що додатково містить від 0,0004 до 0,0020 мас. % В.

21. Сталевий лист за п. 16, що має переважно мікрошарувату мікроструктуру, яка містить пластинки дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, пластинки дрібнокристалічного нижнього бейніту чи їхні суміші та до 10 об. % тонких прошарків залишкового аустеніту.

22. Сталевий лист за п. 21, який відрізняється тим, що мікрошарувата мікроструктура включає множину висококутових поверхонь поділу між пластинками дрібнокристалічного мартенситу і дрібнокристалічного нижнього бейніту й тонкими прошарками залишкового аустеніту.

23. Сталевий лист за п. 16, що має мікроструктуру переважно дрібнозернистого бейніту (FGB), у якому дрібнозернистий бейніт (FGB) містить зерна бейнітного фериту й частки сумішей мартенситу й залишкового аустеніту.

24. Сталевий лист за п. 23, який відрізняється тим, що мікроструктура включає множину висококутових поверхонь поділу між зернами бейнітного фериту і між зернами бейнітного фериту і згаданими частками сумішей мартенситу й залишкового аустеніту.

25. Спосіб підвищення опору поширенню тріщини в сталевому листі, який включає обробку сталевого листа для одержання переважно мікрошаруватої мікроструктури, що містить пластинки дрібнокристалічного пластинчастого мартенситу, пластинки дрібнокристалічного нижнього бейніту чи їхні суміші й до 10 об. % тонких прошарків залишкового аустеніту, та додатково включає обробку в режимі термомеханічної контрольованої прокатки для одержання множини висококутових поверхонь поділу між пластинками дрібнокристалічного мартенситу і дрібнокристалічного нижнього бейніту і тонкими прошарками залишкового аустеніту.

26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що додатково підвищують опір поширенню тріщини сталевого листа й підвищують опір поширенню тріщини при зварюванні в HAZ сталевого листа шляхом додавання від 1,0 до 9 мас. % Nі та від 0,1 до 1,0 мас. % Сu і шляхом по суті зведення до мінімуму стабілізуючих ОЦК решітку елементів.

27. Спосіб підвищення опору поширенню тріщини в сталевому листі, який включає обробку сталевого листа для одержання мікроструктури переважно дрібнозернистого бейніту (FGB), у якому дрібнозернистий бейніт (FGB) містить зерна бейнітного фериту і частки сумішей мартенситу й залишкового аустеніту, і додатково включає термомеханічну контрольовану прокатку для одержання множини висококутових поверхонь поділу між зернами бейнітного фериту та між зернами бейнітного фериту і частками сумішей мартенситу й залишкового аустеніту.

28. Спосіб за п. 27, який відрізняється тим, що додатково підвищують опір поширенню тріщини сталевого листа й підвищують опір поширенню тріщини при зварюванні в HAZ сталевого листа шляхом додавання від 1,0 до 9 мас. % Nі та від 0,1 до 1,0 мас. % Сu і шляхом по суті зведення до мінімуму стабілізуючих ОЦК решітку елементів.

29. Спосіб регулювання середнього відношення довжини аустенітного зерна до товщини аустенітного зерна в процесі обробки листа з надміцної аустенітно-старіючої сталі, що має мікроструктуру, яка включає (і) переважно дрібнокристалічний нижній бейніт, дрібнокристалічний пластинчастий мартенсит, дрібнозернистий бейніт (FGB) чи їхні суміші і (іі) до 10 об. % залишкового аустеніту, для підвищення поперечної в'язкості й поперечної DBTT сталевого листа, причому спосіб включає такі етапи:

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

від 0,03 до 0,12

С

від 1 до 9

Nі

до 1,0

Cu

до 0,8

Mo

від 0,01 до 0,1

Nb

від 0,008 до 0,03

Ті

до 0,05

Аl i

від 0,001 до 0,005

N

до температури підігріву, досить 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 чи декількох проходах гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізація аустеніту;

(c) подальше обтиснення сталевого листа в одному чи декількох проходах гарячої прокатки в другому температурному діапазоні, нижчому за температуру Тnr і вищому за температуру перетворення Аr3, щоб одержати середнє відношення довжини аустенітного зерна до товщини аустенітного зерна в сталевому листі, менше за 100;

(d) загартування сталевого листа зі швидкістю охолодження принаймні 10°С/с до температури припинення загартування (QST), нижчої за 550°С; і

(e) припинення загартування.