Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия:

И. С. Васильев, ведущий инженер Научно-исследовательского института конструкционных материалов
и технологических процессов (НИИ КМ и ТП)
П. Ю. Жихарев, ведущий инженер НИИ КМ и ТП, эл. почта: zhikharev@bmstu.ru
А. В. Пересторонин, инженер второй категории Научно-образовательного центра «Центр аддитивных технологий», канд. техн. наук

ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия:
В. В. Мухин, ведущий инженер группы по прокатному производству Научно-технического центра, канд. техн. наук

Рассмотрены результаты промышленного внедрения технологии изготовления горячекатаного проката с характеристиками, превышающими паспортные значения оборудования традиционных широкополосных станов. Полученные данные сопоставлены с результатами лабораторного эксперимента. По разработанным режимам горячей прокатки на широкополосном стане 2000 ПАО «ММК» получены промышленные партии проката из стали марки 08ХГМ сечением 8,0×1250 мм по технологии прямой закалки с прокатного нагрева. Полученная микроструктура представлена матрицей нижнего бейнита с долей верхнего бейнита, остаточного аустенита и карбидной фазы Fe₃Mo₃C суммарно не более 10 %. Сформированная структура проката имеет прочность на уровне 1075 МПа и относительное удлинение ≥10 %. Благодаря формированию дисперсной бейнитной микроструктуры диаграмма растяжения характеризуется вырожденной площадкой текучести. Разработанный деформационный режим прокатки в черновой и чистовой группах клетей позволяет сформировать перед ускоренным охлаждением вытянутые «оладьеобразные» зерна с соотношением длины зерна к его толщине в пределах 2,5–3,0, благодаря чему значения ударной вязкости KCV^–40 значительно превышают требования потребителей (170 > 27 Дж/см²). С применением современных методов численного моделирования определены параметры ускоренного охлаждения на отводящем рольганге и уставки для моталок широкополосного стана, позволившие с первого рулона достичь желаемого температурного состояния полосы и бездефектной смотки рулонов. Показана сходимость результатов лабораторного и промышленного экспериментов.

Исследования проводили в рамках программы стратегического академического лидерства РФ «Приоритет-2030», направленной на поддержку программ развития образовательных организаций высшего образования, научного проекта ПРИОР/СН/НУ/22/СП5/26 «Создание инновационных цифровых инструментов для применения прикладного искусственного интеллекта и продвинутого статистического анализа больших данных в технологических процессах производства металлургической продукции».

1. Васильев И. С., Жихарев П. Ю., Пересторонин А. В., Мухин В. В. Разработка технологии производства новых материалов на традиционных широкополосных станах горячей прокатки с применением современных методов численного и физического моделирования. Часть 1 // Черные металлы. 2022. № 12. С. 63–71. DOI: 10.17580/chm.2022.12.09.
2. Pak J. H., Bhadeshia H. K. D. H., Karlsson L., Keehan E. Coalesced bainite by isothermal transformation of reheated weld metal // Sci. Technol. Weld. Join. 2008. Vol. 13, Iss. 7. P. 593–597.
3. Bhadeshia H. K. D. H., Keehan E., Karlsson L., Andrén H.-O. Coalesced bainite // Transactions of The Indian Institute of Metals. 2006. Vol. 59. P. 689–694.
4. Caballero F., Garcia-Mateo C., Cornide J., Allain S., Puerta J., Crouvizier M., Mastrorillo T., Jantzen L., Vuorinen E., Lindgren L. et al. New advanced ultrahigh strength bainitic steels: ductility and formability // In Research Found for Coal and Steel, Technical Steel Research, Publications Office of the EU : Luxembourg, 2013. 123 p. DOI: 10.2777/14158.

5. Zurutuza I., Isasti N., Detemple E., Schwinn V., Mohrbacher H., Uranga P. Toughness property control by Nb and Mo additions in high-strength quenched and tempered boron steels // Metals. 2021. Vol. 11. P. 95.
6. Zurutuza I., Isasti N., Detemple E., Schwinn V., Mohrbacher H., Uranga P. Effect of quenching strategy and Nb–Mo additions on phase transformations and quenchability of high-strength boron steels // JOM. 2021. Vol. 73. P. 3158–3168.
7. Zajac S., Schwinn V., Tacke K. H. Characterisation and quantification of complex bainitic microstructures in high and ultra-high strength linepipe steels // Materials Science Forum. 2005. Vol. 500–501. P. 387–394.
8. Shatalov R. L., Medvedev V. A. Regulation of the rolling temperature of blanks of steel vessels in a rolling-press line for the stabilization of mechanical properties // Metallurgist. 2020. No. 1. Р. 1071–1076.
9. Шаталов Р. Л., Медведев В. А. Управление свойствами и структурой стальных сосудов охлаждением в различных средах на выходе прокатно-прессовых линий // Черные металлы. 2021. № 2. С. 34–38.
10. Shatalov R., Genkin A. Sheet mill control in steel strip hot rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50, Iss. 6. P. 624–628.
11. Колесников А. Г., Кузнецов Д. А., Гриша Д. К. Исследование прокатываемости биметаллического листа сталь–титан // Инновационные технологии, оборудование и материалы заготовительных производств в машиностроении: сб. трудов Международной научно-технической конференции, Москва, 24–26 мая 2022 г. — МГТУ им. Н. Э. Баумана; под общ. ред. В. Ю. Лавриненко. — М., 2022. С. 180–182.
12. Румянцев М. И., Шубин И. Г., Носенко О. Ю. Конструирование модели для расчета температур низколегированных сталей при прокатке на ШСГП // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 1. С. 54–57.
13. Никитин Г. С., Восканьянц А. А., Крюков К. А. Расчет энергосиловых параметров при горячей прокатке в непрерывной группе сортового стана : метод. указания. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — 28 с.
14. Румянцев М. И. Развитие модели для прогноза энергосиловых параметров прокатки тонких полос в чистовой группе ШСГП // Калибровочное бюро. 2017. № 9. С. 12–17.
15. Зинягин А. Г., Мунтин А. В., Ильинский В. И., Никитин Г. С. Математическое моделирование процесса ускоренного охлаждения листа на стане-5000 // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. № 1. С. 9–15.
16. Uusikallio S., Koskenniska S., Ilmola J. et al. Determination of effective heat transfer coefficient for water spray cooling of steel // Procedia Manufacturing. 2020. Vol. 50. P. 488–491. DOI: 10.1016/j.promfg.2020.08.088.
17. Takeuchi H., Yogo Y. Jet quenching simulation with consideration for distribution of heat transfer coefficient and latent heat for martensitic transformation under rapid cooling // ISIJ International. 2021. Vol. 61. № 3. P. 871–880.
18. ГОСТ 643–2015. Сталь. Металлографическое определение наблюдаемого размера зерна. — Введ. 01.08.2016.