IT8149774A1 - Metodo per produrre acciaio laminato di elevata tenacita' - Google Patents

Description

"METODO PER PRODURRE ACCIAIO LAMINATO DI ELEVATA TENACIT??

RIASSUNTO

?' stato sviluppato un metodo per fabbricare accia io di elevata robustezza ed elevata tenacit? avente robustezza superiore anche in corrispondenza di zone soggette a calore a causa di saldatura.

Il metodo consiste nel preparare un acciaio cola to di composizione chimica esattamente regolata, per mezzo di un convertitore ad ossigeno, poi colare in modo continuo, riscaldare l'acciaio ad una temperatu ra notevolmente inferiore di 950~1050?C, e sottoporre l?acciaio riscaldato a laminazione regolata cos? che l?acciaio possa venire laminato ad una temperatura entro una regione a fase singola austenitica.

La composizione chimica regolata dell?acciaio viene mantenuta in modo da presentare 0,01-0,15% di C, non pi? di 0,6% di Si, 0,8-2,0% di Mn, 0,01-0,03% do Al, non pi? di 0,008# di S, 0,008-0,025% di Ti, 0,001-0,00?% di N, il tutto essendo in peso, per il rimanente Pe ed impurezze accidentali.

In virt? del contenuto abbassato di S e del pie colo contenuto di Ti e N aggiunti, in combinazione con un rapido regime di raffreddamento ottenuto tra mite il metodo di colata continua e tramite la lamjL nazione regolata, la lamiera di acciaio laminata ha una microstruttura a grana molto fine insieme con ima minima anisotropia nelle propriet? meccaniche, anche nella direzione dello spessore della lamiera.

In ragione di questi aspetti, 1*acciaio ottenuto mediante il presente metodo ? particolarmente adatto per organi a struttura saldata impiegati a bassa temperatura, come tubi per condotte, costruzione di navi ecc.

L'acciaio pu? inoltre contenere uno o pi? di ai tri elementi di lega, come lib,,V, Hi, Cu, Cr ed Mo.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per produrre acciaio non trattato a caldo, di elevata tenacit? come laminato, avente una tenacit? elevata in corrispondenza del metallo di base e della zona di saldatura.

Un processo di laminazione regolata ? stato ampiamente in uso c?me metodo per produrre materiale di tubi per condotte usato a bassa temperatura o a temperatura estremamente bassa. Tuttavia, nuovi metodi d? laminazione regolata sono stati sviluppati in anni recenti ed hanno attirato l?attenzione. Essi includono , in"pombinazione con la convenzionale lami nazione regolaia, un riscaldamento della bramala a temperatura inferiore ed un processo di laminazione regolata in cui la temperatura di riscaldamento vi? ne abbassata ad un livello immediatamente al di sopra del punto Ar^, ed un processo di laminazione il quale viene chiamato generalmente laminazione nella regione a due fasi (^r?oC) fra i punti Ar^ ed Ar^. ?ue_ sti nuovi processi offrono i vantaggi che essi provocano una afbinazione notevole di grana (inclusi sotto-granuli) ed un aumento nella densit? di separazione, con il risultato che la temperatura di tran sizione da rottura fragile a duttile nel saggio ad urto di Charpy/nel saggio di lacerazione per peso in basso (DWTT), che sei*ve come indice per l'arresto di rottura fragile, viene notevolmente aumentata ed ? possibile mantenere un equilibrio fra robustezza e duttilit? (temperatura di transizione a rottura), quando per aumentare la robustezza viene effettuata la laminazione nella regione di due fasi. Acciaio come laminato, prodotto mediante questi processi, ha le possibilit? di venire usato per produrre re~ cipienti a pressione e simili, oltre a venire usato come materiale per tubi per condotte?

Il brevetto U.S.A. 3-673*007 illustra un metodo per fabbricare un acciaio di elevata tenacit? del ti po non trattato a caldo, partendo da una fabbricazione di lingotto seguita da una laminazione o forgiatura a caldo? tuttavia esso non illustra proprie^ t? richieste per la saldatura, in particolare tenacit?.nella zona soggetta a calore a causa di saldatura? . .

Nei riguardi della.composizione chimica, il bre vetto U.S.A- 3-673-007, oltre agli elementi per acciaio fondamentale a basso tenore in carbonio, specifica piccole quantit? di almeno un elemento scelto dal gruppo costituito da fino a 0,20% di Nb, 0,20% di V , fino a 0,15% di Ti e fino a 0,30% di Ta, il tutto essendo in peso.

La presente invenzione,d'altro canto,imposta criticamente la composizione chimica, in special modo un limite superiore ammissibile per S e campi rigorosamente ristretti per Ti e N, allo scopo di ritardare la formazione di iinS ed assicurare la for inazione di fini granuli uniformemente distribuiti di TiN che sono efficaci per affinare granuli di cri stalli nell?acciaio laminato.

Riguardo alla condizione di fabbricazione di 'Dramma, la presente invenzione differisce anche da quella del detto brevetto U.S.A., cio? la presente invenzione effettua direttamente la laminazione a caldo delia bramma colata, preparata mediante colata continua, allo scopo di assicurare il rapido raf freddamente , necessario ad ottenere una quantit? sufficiente di fini particelle di TiN, mentre il me todo del detto brevetto U.S.A. si basa su un metodo ordinario di fabbricazione di lingotti.

Quanto alla condizione di riduzione nella laminazione, il detto brevetto U.S.A definisce semplicemente una riduzione di spessore per pi? di 10% e che la laminazione dovrebbe venire completata in vi cinanza del punto Ar^.

Differendo assai dalle condizioni definite dal detto brevetto U.S.A, la presente invenzione specie fica condizioni pi? rigorose di laminazione, e precisamente una minima riduzione per laminazione di 40% , ad una temperatura non superiore a 850?C? e la temperatura per la laminazione finale da mantenere entro un campo fra Ar^ pi? 10?C e non pi? di 800?C.

Questi stretti requisiti sono stati stabiliti in base alla conoscenza ottenuta dai presenti inventori i quali hanno trovato che almeno 40% di ri dusione %nella laminazione di austenite ad un campo di temperature relativamente pi? "basso di non pi? di 850?C?? indispensabile per ottenere una microstruttura affinata del materiale di acciaio alla ? ne trasformato, necessaria per ottenere una buona propriet? meccanica nella direzione dello spessore dell'acciaio laminato.

Un aspetto distintivo della presente invenzione risiede nei campi strettamente limitati per IUi e N e nella laminazione regolata in modo strettamente limitato, necessari per ottenere una tenacit? molto migliorata, nella zona influenzata da calore, dello acciaio nonch? del metallo di base.

Tuttavia, a questi procedimenti sono associati taluni svantaggi. L?acciaio prodotto mediante essi ha i seguenti difetti. (1) L?acciaio ha una accre^ sciuta anisotropia e 3.e sue propriet? meccaniche nella direzione dello spessore della lamiera diventa no scadenti, mentre l'assorbimento di energia nei saggi di Charpy e DWTT diminuisce (ovvero viene ri dotta la propriet? di impedire una rottura fragile) come reazione ad un'accresciuta densit? di separazione. (2) Anche se il metallo di base pu? avere una superiore tenacit? a bassa temperatura (propriet? di impedire una rottura fragile), la tenacit? di una sona influenzata da calore (chiamata in appresso HAZ) nella struttura saldata non ? compatitile con quella del metallo di base* Pertanto l'acciaio prodotto mediante 1 detti procedimenti ? ancora limitato nell'uso e non ? ancora giunto all'impiego in grado ampio.

Gli inventori della presente invenzione hanno inventato un metodo per produrre acciaio avente sia una propriet? di assorbimento elevato di energia nel saggio ad urto, come il saggio di Charpy, sia anche una bassa anisotropia per cui in Giappone ? stata de. positata una domanda di brevetto pubblicata 131125/80. Tuttavia tale metodo ha l'inconveniente che, sebbene la anisotropia sia ridotta entro la superficie della lamiera, non ? stata prevista alcuna soluzione fon? damentale per' migliorare le propriet? nella direzio. ne di spessore della lamiera, sebbene esse siano state migliorate in un certo grado, a confronto degli acciai della tecnica antecedente.

La presente invenzione ? stata sviluppata allo scopo di ovviare ai detti inconvenienti della tec~ nica antecedente. Di conseguenza, l?invenzione ha come suo scopo il fornire un metodo per produrre ac ciaio di tenacit? e robustezza molto elevate, il qua le abbia robustezza e tenacit? bilanciate, che sia di bassa anisotropia, di elevato assorbimento di energia nei saggi di Cfrarpy e DWTT?g di elevata tena cita nella zona di saldatura, per cui possa venire usato come metodo interamente nuovo per la produzio. ne di acciaio per costruzione saldata*

L'aspetto distintivo dell'invenzione risiede nel fatto che l'acciaio, il quale presenta aggiun to un basso contenuto di S con piccole quantit? di Ti e N regolate in modo critico, viene eseguito mediante processo di colata continua in una bramma di uno spessore al di sotto di 500 rara.la quale viene riscaldata a bassa temperatura per effettuare una laminazione regolata ad una temperatura al di sopra del punto Ar^.

L'invenzione ? stata sviluppata in base al concetto che acciaio di bassa disgregazione ed elevata tenacit? nella direzione dello spessore della lamiera pu? venire prodotto senza ridurre gli aspetti della citata antecedente domanda di brevetto giappo nese pubblicata, ponendo la dovuta attenzione alla composizione chimica dell'acciaio ed alle condizi? ni di riscaldamento e di laminazione.

L?unica figura del disegno annesso ? un grafico che mostra la temperatura di finitura in relazione alla temperatura di transizione vetrosa vTrS nella direzione dello spessore della lamiera e nella dire zione di laminazione.

Il metodo secondo la presente invenzione consen te di ridurre sensibilmente la anisotropia della la miera di acciaio e permette di aumentare l?assorbimento di energia nel saggio ad urto di Charpy e si. mili? mentre aumenta notevolmente la tenacit? in HAZ. Una riduzione d? assorbimento di energia nel saggio di Charpy e simili ? dovuta al fatto che una disgregazione interviene in corrispondenza della ro, tura ad urto e viene provocata principalmente da MnS allungato, regione austenitica non rieristalli^ zata e dalla formazione di una struttura (100) parallela alla superficie della lamiera, creata dalla laminazione nella regione a due fasi (Y-a). Nella presente invenzione, il tenore in S dell?acciaio vi ne ridotto e la laminazione ? terminata entro la regione a fase singola di austenite,in modo da ridurre la struttura e con ci? migliorare le proprie_ t? in direzione dello spessore della lamiera.

Si ritiene che la laminazione a bassa temperatura nella vicinanza del punto Ar^ e nella regione (Y-?) ? indispensabile per fornire miglioramenti nella tenacit? a bassa temperatura (temperatura di transizione). E? stato tuttavia trovato che, effettuando una affinazione di grana a fondo,dei granuli austenitici negli stadi iniziali mediante la com dinazione di riscaldamento a bassa temperatura e fini particelle di TiN, ? possibile ottenere una suf ficiente tenacit? a bassa temperatura anche se venga ridotta in certo grado la laminazione a bassa temperatura.

Nel frattempo ? stato raggiunto secondo l'inven zione lo scopo di migliorare la tenacit? della zona saldata formando un cordone di acciaio di bassi tenori di Ti ed N,per mezzo di un processo di colata continua effettuando un elevato regime di raffreddai mento e sottoponendo il cordone ad una laminazione a bassa temperatura di 950-1050?C. Ci? in quanto il processo di colata continua fornisce un pi? elevato regime di raffreddamento e consente una formazione di una grande quantit? di granuli fini di TiN (meno di 0,05 ?) della bram a laminata quando il cor done colato viene laminato.

La ragione per cui lo spessore della billetta ? stato impostato ad un valore minore od uguale a 300 mm e che* se questo livello viene superato* la velocit? di raffreddamento viene ridotta e non ? ottenibile una quantit? sufficiente di granuli fini di TiN. Riguardo al regime di raffreddamento, ? assai desiderabile che il regime medio di raffreddamento , al livello di temperatura da iBimediataments al di sotto della linea di liquido dellfacciaio fuso fino a 11QC?C;venga mantenuto al di sopra di 6Q?C/minuto nel centro di una billetta. Tuttavia, anche se nella billetta si ottengono in grande quan tit? granuli fini di TiN-,sarebbe impossibile otte_ nere una grande quantit? di granuli fini di TiN nel prodotto laminato se essi venissero resi pi? grossjo lani nel corso delle operazioni di riscaldamento e di laminazione, rendendo con ci? impossibile ottenere uc.a struttura fine in HAS.

In vista di quanto precede, la temperatura alla quale la billetta viene riscaldata ? stata limita ta al campo fra 950 e 1050^0. S' stato trovato che, impostando questo limite, ? possibile fornire migli? rasenti rilevanti nella tenacit? della HAS, in confronto alla tenacit? ottenuta mediante riscaldameli to ad alta temperatura secondo la tecnica anteceden te. Il limite superiore del campo di temperature di riscaldamento dovrebbe essere tale che ai granuli fini b.? TiN nella bram&a venga impedito di diventja . re pi? grossolani tramite tale riscaldamento, ed il suo limite inferiore ? tale che un riscaldamento al di sotto del limite inferiore di temperatura non. dia luogo a prodotti inaccettabili riguardo alle nor me a.causa del deterioramento della qualit? interna dell 'acciaio, provocato da insufficiente passaggio in soluzione della bramma nella regione austenitica. Un riscaldamento ad una temperatura superiore a 950?G consente che la qualit? interna dellAcciaio venga migliorata a fondo, poich? il suo tenore in S ? stato ridotto. Granuli fini di TiN, che non si so no ingrossati nel momento del riscaldamento, aiuta no ad affinare granuli austenitici nel momento del riscaldamento , granuli ricristallizzati durante la laminazione e la struttura laminata comeun tutto, migliorando con ci? la tenacit? del metallo di base.

Verr? ora descritto il procedimento di laminazione secondo l?invenzione. Per ottenere una robuste^ za ed una tenacit? sufficienti ? essenziale ?ffeli tuare una laminazione regolata. A questo scopo, condo 1*invenzione sono state impostate le condizi? ni di laminazione, cio? una riduzione di laminazione di oltre 40% ad una temperatura al di sotto di S50?C, ed una temperatura di finitura di laminasi^ ne al di sopra del punto Ar^ pi? 10?C, ma al di sot to di 800aC. Il punto Ar^ durante la laminazione pu? venire rappresentato empiricamente dalla formula seguente :

punto Ar? ? 880 - 400 (0$) - ?0 (Kn%) 25 (Si?)

- 35 (Wi%) - 20 (Cu%) - 25 (Ci%) 30 (Mo%) Effettuando la laminazione nelle dette condizi? ni, l?acciaio pu? presentare una robustezza ed ima tenacit? molto accresciute. Verranno ora descritte le ragioni per cui le condizioni di laminazione sono state limitate come sopra descritto. Quando la riduzione nella laminazione viene mantenuta al di sopra di 40% ad una temperatura al di sotto di 850?C, i granuli dell?acciaio vengono notevolmente ridotti nella dimensione e possono venire molto aumentate la robustezza e la tenacit? dell'acciaio. Quando la riduzione di laminazione ? al di sotto di 40% ? tuttavia impossibile ottenere una elevata robustezza ed una eccellente tenacit?. Nel contempo, anche se la riduzione di laminazione ? al di sopra di 40$ ad una temperatura al di sotto di 850?C, ? impossibile produrre acciaio di elevata robustezza ed eccellente tenacit? se la temperatura di finitura supera 800?C8 a causa di insufficiente affinasi^ ne dei granuli. Impostando la temperatura di finitura ad un livello al di sotto di 800?C, la affilia zione dei granuli viene accresciuta, rendendo con ci? possibile aumentare sia la robustezza che la tenacit? dell?acciaio od almeno aumentare la sua robustezza ,,senza abbassare la sua tenacit?.

Secondo la presente invenzione, non viene effettuata una laminazione entro la regione di ferriteaustenite. Gi? in quanto, se il limite inferiore del la temperatura di finitura ? al di sotto del pun to Ar^, interviene una disgregazione nella rottura ad urto, con il risultato cbe viene ridotto 1'assor bimento di energia e le propriet? in direzione dello spessore della lamiera presentano un deterioramento (vedasi il grafico). Pertanto, la temperatura eli fi nitura ? stata limitata al campo al di sopra del punto ,Ar^ pi? 10?C ed al di sotto di 800?C. :

La desiderata temperatura di fini tura per ottenere le migliori propriet? nella direzione di spessore di lamiera si trova nel campo fra 750 ed 800?C.

Non viene posta alcuna particolare limitazione al raffreddamenrto successivo alla laminazione, tut tavia viene preferito il campo fra 0,2?e 10?C/ secondo. Un riscaldamento dell?acciaio ad una temp? ratura al di sotto del punto di trasformazione Ac^ 5 per esempio allo scopo di efefttuare una deidrogenazione, non pregiudica gli aspetti dell?invenzione.

L'acciaio prodotto mediante il metodo secondo 1 'invenzione offre una eccellente propriet? di metallo di base nella zona di saldatura} in confronto all?acciaio prodotto mediante qualsiasi procedimento della tecnica antecedente, ed inoltre ha proprre t? eguali ad acciaio normalizzato o raffreddato rapidamente e fatto rinvenire, cos? che 11acciaio prc> dotto mediante il metodo della presente invenzione ? applicabile a qualsiasi altro uso pratico che va dalla formazione di tubi per condotte per gas aci^ do fino all?impiego in regioni di freddo estremo, recipienti a pressione, strutture marine.,,industria per la costruzione navale ecc.

Verranno descritte le ragioni per limitare i componenti dell?acciaio secondo l?invenzione. L?ac ciaio qui rivendicato contiene 0,01 - 0,15% di C, non pi? di 0,6% di Si, 0,8 - 2,0% di Mn, 0,01-0,08% di Al, non pi? di 0,008% di S, 0,008-0,025% di Ti e 0,001-0,007% di H.

Il limite inferiore di 0,01% di C ? un livello minimo essenziale per assicurare che il metallo di base e la zona di saldatura abbiano una sufficiente robustezza e che elementi formanti carburo, come Nb e V, possano soddisfacentemente svolgere i loro e.f fetti. Tuttavia, quando la quantit? di C ? troppo grande, granuli grossolani di bain?te o di martensi.

te a forma di isole possono formarsi in grandi quan tit? nel metallo di base ed in H?Z, il che influenza sfavorevolmente la tenacit? e riduce notevolmente la saldabilit?. Pertanto il limite superiore ? impostato a 0,1% -Si, che ? inevitabilmente contenuto nell?acciaio a causa della sua aggiunta a scopi di deossidazione, non ? desiderabile per migliorare la saldabilit? ed aumentare la tenacit? della HAZ. Pertanto il limite superiore di Si ? importato a 0,6%. L?acciaio pu? venire deossidato per mezzo di Al da solo, cos? che il contenuto di Si pu? preferibilmente venire mentii nuto a non pi? di 0,2%.

Un ? un elemento importante che abbassa il pun to di trasformazione dell?acciaio e consente gli ef, fetti di miglioramento della qualit? dell?acciaio mediante laminazione regolata secondo 1*invenzione, consentendo inoltre che robustezza e tenacit? venga no accresciute simultaneamente. Quando il tenore in Mn ? minore di 0,8%, la robustezza e la tenacit? dell?acciaio vengono abbassate,cos? che il suo limite inferiore ? impostato a 0,8%. Tuttavia, quando Mn ? in quantit? troppo grande, aumenta la possibilit? di tempera dell?acciaio e si formano in grandi quantit? grossi granuli di bainite o di martensite a forma di isole, riducendo con ci? la tenacit? sia del metallo di base che della HAZ, Il limite su periore ? impostalo quipdi,.a 2,0%.

Poich? Al viene usato come agente deossidante, esso ? inevitabilmente contenuto in questo tipo di acciaio calmato- 'Tuttavia, quando esso ? in una quantit? minore di 0,01%, la deossidazione non pu? venire effettuata soddisfacentemente ed il metallo di base presenta una tenacit? ridotta,cos? che il limite inferiore ? impostato a 0,01%. Nello stesso tempo, quando Al supera 0,08%, vengono ridotte la nitidezza dell'acciaio e la tenacit? nella HAZ, co s? che il limite superiore ? impostato a 0,08%.

La ragione per cui S come impurezza ? limitata a non pi? di 0,008% ? che la anisotropia del metallo di base dovrebbe venire ridotta e l'assorbimento di energia dovrebbe venire aumentato* Nel metodo secon do l?invenzione, la laminazione viene effettuata ad una temperatura al di sopra del punto Ar^- Tuttavia, l'acciaio riscaldato a bassa temperatura avreb be una isotrop?a accresciuta e verrebbe ridotto lo assorbimento di energia nel saggio ad urto di Charpy, in confronto ad ordinario materiale laminato a fred do, anche quando la.laminazione viene effettuata ad una temperatura al di sopra del punto Ar^

Gi? viene spiegato d?i fatto che, come indicato in precedenza, la presenza di MnS nell?acciaio e la laminazione di austenite nella regione non ricristallizzata formano struttura. Limitazioni sono poste alla quantit? di S per ridurre la quanti, t? assoluta di MnS. Impostando S ad un livello non maggiore di 0,008%, ? possibile aumentare sensibilmente la tenacit? dell?acciaio. In questo caso, quanto pi? basso ? il tenore in S dell'acciaio, tan to pi? elevata ? la sua tenacit?. Impostando il tenore in 8 ad un livello non superiore a 0,0015%, ? possibile accrescere molto la tenacit? dell'acciaio.

Tuttavia , sarebbe impossibile eliminare interamente MnS per quanto piccolo possa venire reso il contenuto di S nell?acciaio. Pertanto la presente invenzione regola la formazione di una struttura testurizzata mediante laminazione di finitura ad una temperatura al di sopra del punto Ar^.

Ti e li vengono aggiunti allo scopo di aumentare la tenacit? della HAZ disperdendo granuli minuti di TiN nell?acciaio, come indicato in precedenza. A ta le scopo, ? efficace che granuli fini di TiN siano distribuiti in numero quanto pi? grande possibile nella bramma. Tuttavia, quando le quantit? di Ti e N sono troppo grandi- TiN potrebbe diventare pi? grossolano mentre il metallo fuso sta venendo raf~ freddato e solidificato, anche se :.si usa un proces so di colata continua* Pertanto i limiti superiori di Ti e N vengono iuqaostati rispettivamente a 0,025 e 0,007%- Contemporaneamente, quando le quantit? di Ti ed N sono troppo piccole, non si possono ottene re effetti sensibili nel migliorare la tenacit? di HAZ, cos? che i limiti inferiori di Ti e N sono impostati rispettivamente a 0,008# e 0,001%.

L'acciaio secondo l?invenzione comprendo P a guisa di impurezza. La quantit? di questo elemento ? usualmente non superiore a 0,030%, e quanto pi? basso ? il contenuto di P, tanto pi? elevata ? la tenacit? della zona di saldatura e tanto migliore ? la saldabilit?. La quantit? del detto elemento ? preferibilmente 0,015% per migliorare le propriet? di saldatura. Il tenore in ossigeno dell'acciaio se. condo 1'invenzione non ? superiore a 0,008%. Per ottenere una nitidezza e tenacit? migliorate dello acciaio, la quantit? di questo elemento ? preferibile mente quanto pi? piccola possibile. Secondo l'inven zione, l?acciaio pu? inoltre contenere almeno un elje mento scelto dal gruppo costituito da non pi? di 0,08% di Kb, non pi? di 0,10% di V, non piu di 2,0% di Ni, non piu di 1,0% di Cu, non pi? di 1,0% di Cr e non pi? di 0,4% di Ho, oltre ai sopra indicati elementi contenuti nell'acciaio.

La ragione per cui questi elementi sono contenu ti addizionalmente nell'acciaio secondo l'invenzione ? che si desidera accrescere robustezza,e tenacit? ed aumentare il campo di spessori di un acciaio da produrre,cos? che le quantit? degli elementi debbono venire naturalmente limitate.

Nb ? contenuto nell'acciaio dell?invenzione per ottenere sia un*affinazione di grana che un indur? mento per precipitazione della struttura laminata. Esso ? un elemento importante per accrescere sia la robustezza che la tenacit?. Tuttavia, quando la quantit? di Nb supera 0,08%, esso ha effetti dannosi sulla saldabilit? e sull?aumento di tenacit? del. la HAZ. Pertanto il limite superiore ? isqaostata a 0,08%.

V raggiunge sostanzialmente i medesimi effetti come Nb. Il suo limite superiore pu? essere alto quanto 0,10%. Ni aumenta la robustezza e la tenaci t? del metallo di base senza influenzare sfavorevol, mente la temperabilit? e la tenacit? della HAZ. Tut tavia, quando la quantit? supera 2,0%, la temperabilit? e tenacit? della HAZ vengono influenzate sfa voz^evolmente, cos? che il limite superiore ? imposta to a 2,0%. Analogamente ad Hi, Cu ha l?effetto di aumentare la resistenza a corrosione dell?acciaio. Tuttavia, quando la quantit? supera 1,0%, Cu pu? dar luogo a screpolatura durante la laminazione quan do la laminazione viene effettuata con riscaldamento! a bassa temperatura, come viene fatto nella pre. sente invenzione, e rende difficileHa produzione. Pertanto il limite superiore ?iaqoostato a 1,0%.

Cr aumenta la robustezza del metallo di base e della zona di saldatura ed ha l'effetto di impedire una croccatura indotta da idrogeno. Tuttavia, se la quantit? di questo elemento ? troppo grande, la teaperabilit? della HAZ aumenterebbe e la tenacit? e saldabilit? di essa verrebbero ridotte. Pertanto il limite superiore e impostato a 1,0%.

Mo ? un elemento efficace per accrescere sia la robustezza che la tenacit? del metallo di base, tuttavia una quantit? eccessiva di Mo, analogamente a Gr in eccesso nell?acciaio,'pu? dar luogo ad un aumento eccessivo di temperabilit? dell'acciaio,il che produce una minore tenacit? nella HAZ ed una mi nore saldabilit?. Di conseguenza il limite superiore di Mo ? specificato con 0,4%,

I limiti inferiori di questi elementi addiziona^ li si desidera che siano valori minimi essenziali per raggiungere eccellenti risultati nel migliorare la qualit? dell?acciaio. I limiti inferiori di Kb, V, Ni* Cu* Cr ed ilo sono rispettivamente 0,01$, 0,01%, 0,1%, 0,1%, 0,1% e 0,05%.

L?acciaio ed il metodo di produzione qui rivendicati possono contenere rispettivamente 0,0005-0,005% di Ca oltre ai componenti dell'acciaio nominati in precedenza. Ca viene aggiunto allo scopo di accrescere l?assorbimento di energia e migliorare le propriet? nella direzione di spessore di lamiera effettuando una regolazione morfologica di solfuri (KnS). La ragione per cui la quantit? di Ca ? limitata al campo fra 0,0005 e 0,005% ? la seguente.

Quando essa ? minore di 0,0005%, l?aggiunta di questo elemento non pu? raggiungere alcun effetto pratico. Quando essa supera 0,005%? essa ha effetti dannosi nell'aumento della tenacit? dell?acciaio e nella sua nitidezza a causa della produzione di grandi quanti t? di inclusioni non metalliche,come Ca-O-S. Inoltre, un aumento nella quantit? di questo elemento d? luc> go ad un problema nei riguardi della possibilit? di svolgere la saldatura, principalmente nell*effettua re una saldatura ad arco con gas CO2*

Verr? ora descritta una realizzazione dell?inven 2ione.

Cordoni di una variet? di composizioni chimiche sjo no stati prodotti mediante un processo di colata continua con convertitore ad ossigeno, e poi essi sono stati laminati a guisa di lamiere entro un cam po di spessori di 18-35 ma in condizioni variabili di riscaldamento e di laminazione* Le propriet? mecs coniche del metallo di base e della zona saldata sono mostrate nelle tabelle 1 e 2.

Campip^ Tipo di Composizione chimica (%) Altri Punto

accia ele Ar,

ne

io C Si Mn A ? s Ca Ti N menti

?? (?C)

1 A: , 0,1.4? 0,20 1,37 0,022 0,004 0,00 9 0,0026 7 33.

2 B a B B B B ? a a - a

3 A 0,10 0,17 1,5 a 0,035 0,002 ? 0,01 5 0,0048 ? 7 34

4 B H a B B a ? a a ? a

5 A 0,0 4 0,24 1,660.02 7 0,006 ? Ni: 0,32

0.022 0,006 5 74 3

V :0.037 ?? fi a ff n ff a a - B B ff

7 A 0,13 0,25 Cr:0,16

1,06 0,02 7 0,005 . ? 0,01 7 0.0046 75 6

Nb*.0.030

8 B ff ff B B B ? li B ff ff

9 A 0,0?8 0,28 1,460,01 5 0,001 0,0019 0,011 0,00 38V 10,020 75 3

10 B II ff ff II B a ff B ff ff

11 A V 10,042

0,13 0,28 1,500,03 5 0,002 0,0016 0,014 0,00 42 73 0

Nb 10,010

12 B n ff u B ff a B II a a

13 A 0,06 0,06 1,05 0,033 0,003 0,0042 0,016 0,0050N;:I,7 o 72 0

Cn:o,2 5

14 B a B B B a a ff a h a

15 A Ni; 1,50

0.07 0,1 G 1,100,032 0,00 10,0017 0,01 3 0,0044Mo :o.io 73 0

16 1B ff li ff B ff a ff a a a

-

Prosegue tabella 1

Spessore remp .di Riduz. Temper Spessore :

di bram riscal . di la di fi di l'amiera Note

irla (mm) (?c) minaz.a nito (mm)

<850?C t?)(?C)

25Q. 95 0 65 750'i 23

B 115 0 1/ a B

210 10 00 7 0 760 30

tt B B 695 B

a 9 50 55 76 5 2 5

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16 0 1000 ? 65 755 20

B ? B 700 20 ,

Campio^ Tipo di Propriet? del metallo di base tenacit? nella vTrS Direzione di spej3 sona saldata ne acciaio Punto di He si- 2vE-60?C

n? snerva- stenza (kg?m) (?C) sore,vTrS (?C) 2vE - 60?C mento (Kg/mn. ? (kg?111)

?4???

1 A ; 40,4 5 2,7 20,6 - 95 - 6 0 14,3

2 B 3 6,5 5 0,4 11,4 - 60 - 40 4,7

3 A 38,7 5 0*5 30,1 - 95 - 85 17,7

4 B ? 45,3 5 5,6 6,3 -1 05 20 15,9

5 A 37,2 4 8,1 34,6 ~120 ? 65 ? 25,0

6 B 35,8 4 7,8 22,5 -1 05 - 55 3,1

7 A 39,4 4 8,9 25,8 -1 15 - 65 14,6

8 B 34,2 4 5,8 2 0,4 - 75 - 65 13,5

9 A 32,6 4 5,2 2 5,6 -105 - 95 16,3

10 B 30,2 4 4,6 9T0 - 75 - 60 8,2

11 A 4 3,2 5 6,0 3 3,3 -1 15 -100 1 5,3

12 B * 48,6 5 7,3 6,5 -120 30 1 4,6

13 A 3 7,6 4 8,3 3 5,8 -160 -12 0 2 9,7

14 B 3 4,7 4 7,6 3 0,7 ~130 - 95 1 9,3

15 A 4 2,4 5 1,3 3 1,9 -1 50 -12 0 2 5,6

16 B 1 4 8,9 5 3,4 1 0,4 -160 0 1 6,8

^?? X

Le bramine di acciaio prodotte mediante il metodo secondo l?invenzione hanno una elevata tenacit? nel metallo di base e nella zona di saldatura. Tuttavia. bramine di acciaio prodotte mediante un procedimento della tecnica antecedente non hanno una soddisfacente tenacit? nel metallo di base oppure nella zona di saldatura. Pertanto le bramine di acciaio della tecnica antecedente mancano del necessario equilibrio che le renda utili per l'impiego in strutture saldate.

Verranno ora riesaminate le bramine di acciaio adoperate per il saggio. Un confronto dei campioni 1 e 2 della medesima composizione mostra che il cam~ pione 2 ? inferiore per tenacit? nel metallo di base e nella zona di saldatura poich? la sua temperatura di riscaldamento ? elevata.

I campioni 3 e 4 sono della medesima composizio ne ma il campione 4 ? inferiore per tenacit? nel me tallo di base poich? la sua temperatura di finitura ? bassa. In particolare il campione 4 ? di tenacit? notevolmente bassa nella direzione dello spessore.

I campioni 5 e 6 sono sostanzialmente della medesima composizione, ma il campione 6 ? inferiore al campione 5 per tenacit? nel metallo di base e nella zona,di saldatura,poich? ad esso non.? aggiun to Ti, nonostante il fatto che le al,tre condizioni di produzione siano eguali.

I campioni 7 ed 3 sono della medesima composizio^ ne,ma il campione S ? inferiore al campione 7 per fre nacit? nel metallo di base a causa del basso regime di riduzione per laminazione ad una temperatura al di sotto di 850?C,

I campioni 9 e 10 sono della medesima composizi? ne,ma il campione 10 ? inferiore al campione 9 a causa del basso regime di riduzione nella laminazione ad una temperatura al di sotto di 850?C. Il campione 9 viene sottoposto a trattamento termico dopo la lamina a

zione riscaldando/600?C per 20 minuti e poi raffreddar, do all'aria. Il campione 9 ha una buona tenacit? nel metallo di base e nella,zona di saldatura e ci? indi, ca che le propriet? dell'acciaio secondo l?invenzione non vengono pregiudicate da un tale trattamento a caldo.

I campioni 11 e 12 sono della medesima composizione, ma il campione 12 e inferiore al campione 11 per tenacit? nel metallo di base a causa della sua bassa temperatura di finitura nella laminazione. In particolare la sua tenacit? nella direzione dello spessore ? estremamente bassa.

I campioni 13 e 14-sono della medesima composizione ,ma il campione 14-? inferiore al campione 13

Claims (4)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per produrre acciaio laminato di anisotropia ridotta ed avente una elevata tenacit? sia nel metallo di base che nella zona sottoposta a calio re di una porzione saldata, il quale metodo comprende le operazioni dii formare mediante colata continua una bram a di acciaio di non pi? di 500 mm di spess_o re, costituita essenzialmente, ogni volta in peso, da 0,01-0,15% di C, non pi? di 0,6% di Si, 0,8-2,0% di Mn, 0,01-0,08% di Al, non-pi?.di 0,008% di S, 0,003* 0,025% di Ti, 0,001-0,007% di N ed il rimanente essendo Fe ed impurezze accidentali; riscaldare la bramala ad una temperatura fra 950 e 1050?C; e lamina re la bramata riscaldata di acciaio in una condizione tale che un tasso di riduzione di almeno 4-0% venga applicato all'acciaio ad una teiaperatura non superiore ad 850?C, e la temperatura di finitura della laminazione venga mantenuta fra Ar^ .+ 10?C e 800?C.

2. Metodo per produrre acci?io laminato di anisotropia ridotta ed avente una.elevata tenacit? sia nel metallo di base che nella zona influenzata da ca lare di una porzione saldata, il quale metodo compren de le operazioni di: formare mediante, colata conti?? nua una bramine di acciaio di non pi? di 300 mm di spessore, costituita essenzialmente, ogni volta in peso,da 0,01-0,15% di 0, non pi? di 0,6% di Si,

0,8-2 ,0% di Mn, 0,01-0,08% di Al, non pi? di 0,008% di Si 0,008-0,025% di Ti, 0,001-0,007% di N? almeno un elemento scelto dal gruppo costituito da non pi? di 0,08% di Kb, non pi? di 0,10 % di V, non pi? di

2,0% di Ni, non pi? di 1,0% di Cu, non pi? di 1,0% di Cr, non pi? di 0,4% di Mo ed il resto essendo F? ed impurezze accidentali$ riscaldare la bram a di acciaio ad una temperatura fra950 e 1050?C; e laminare la bramma riscaldata di acciaio in una con dizione cbe un tasso di riduzione di almeno 40% venga applicato all*acciaio ad una temperatura non superie re ad 850?C, e la temperatura di finitura della laminazione venga mantenuta fra Ar^ 10?C ed 800?C?

3 Metodo per produrre acciaio laminato di ridotta anisotropia ed avente una elevata tenacit?

sia nel metallo di base che nella zona influenzata da calore di una porzione saldata, il quale metodo

*

comprende le operazioni di: formare mediante colata continua una bramata di acciaio di non pi? di 300 ma di spessore, costituita essenzialmente, ogni volta in peso, da 0,01-0,15% di C, non pi? di 0,6% di Si, 0,8-2,0% di fin, 0,01-0,08% di Al, non pi? di 0,008% di S, 0,008-0,025% di Ti, 0,001-0,007% di N, 0,0005-0,005^ 1 Ca, il rimanente essendo F? ed impurezze accidentali; riscaldare la bramma di acciaio ad una temperatura fra 950 e 1050?C; e laminare la bramma riscaldata di acciaio in ima cond? zione tale che un tasso di riduzione di almeno 40% venga applicato all*acciaio ad una temperatura non superiore ad 850?C e la temperatura di finitura del la laminazione venga mantenuta fra Ar^ 10?C ed 800?0.

4. Metodo per produrre acciaio laminato di ridotta anisotropia ed avente una elevata tenacit? sia nel metallo di base che nella eona influenzata da calore di una porzione di saldatura, il quale metodo comprende le operazioni di: formare mediante colata continua una bramma di acciaio di non pi? di 300 mm di spessore, costituita essenzialmente, ogni volta in peso, da 0,01-0,15% di C, non pi? di 0,6% di Si, 0,8-2,0% di Ma, 0,01-0,08% d? Al, non pi? di 0,008% di S, 0,008-0,025% di Ti, 0,001-0,007% di K } 0,???^?,??^? di Ca, almeno un elemento scelto dal gruppo costituito da non pi? di 0.08% di Nb, non pi? di 0,1% di V, non pi? di 2,0% di Ni, non pi? di 1,0% di Cu, non pi? di 1,0% di Cr, non pi? di 0,4-% di ???, il resto essendo Re ed impurezze accidentali; riscaldare la bramala ad una temperatura fra 950 e 1050?C; e laminare la bramma riscaldata di acciaio in una condizione tale cbe un tasso di riduzione di almeno 4-0% venga applicato all'acciaio ad una tempe^ ratura non superiore ad 850?C, e la temperatura di finitura della laminazione venga mantenuta fra