СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ

1. Способ обработки стального изделия для получения сплава высокой твердости и вязкости, включающий стадии:
(a) подачи стальной композиции, обладающей толщиной материала менее 0.5 дюйма (12.7 мм), обладающей исходной микроструктурой феррита и перлита, и имеющей следующий состав в массовых долях:
углерод от 0.25 до 0.55%,
кремний от 0.15 до 0.35%,
марганец от 0.40 до 1.0%,
хром от 0.80 до 1.10%,
молибден от 0.15 до 0.25%,
сера менее 0.040%,
фосфор менее 0.035%;
(b) нагрев поданной стальной композиции до пиковой температуры в диапазоне от 850°С (1562°F) до 1150°С (2102°F) в течение времени менее десяти секунд;
(c) выдерживание нагретой стальной композиции при температуре в пределах диапазона пиковых температур в течение времени от двух до десяти секунд;
(d) закалка нагретой стальной композиции от диапазона пиковых температур до температуры ниже 100°С (212°F) при скорости снижения температуры от 400 до 3000°С/с (752-5432°F/с);
(e) удаление остаточных закалочных сред с поверхности закаленной стальной композиции;
(f) отпуск закаленной стальной композиции при температуре от 100°С до 260°С (212-500°F) в течение времени менее девяноста минут;
50
(g) воздушное охлаждение отпущенной стальной композиции до температуры ниже 100°С (212°F) для формирования стального изделия, содержащего по меньшей мере 80% мартенсита и до 5% байнита, в котором предел текучести равен по меньшей мере 1800 МПа, а общее удлинение составляет от 5% до 12%, и которое,, имеет баллистический предел защиты V при угле взаимодействия 30°, равный от 2300 до 2510 футам в секунду (701-765 м/с) при использовании пробивающего снаряда калибра 0.30 на толщине 0.25″ (6.35 мм).
2. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором перед стадией (b) стальную композицию предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 538°С (1000°F).
3. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 538°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 815°С (1500°F).
4. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 538°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры между температурой аустенизации и 815°С (1500°F).
5. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стальную композицию нагревают в течение менее восьми секунд.
6. Способ обработки стального изделия по п. 5, в котором стальную композицию нагревают в течение менее шести секунд.
7. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором нагретую стальную композицию выдерживают при температуре пикового диапазона от двух до шести секунд.
8. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором нагретую стальную композицию закаливают, охлаждая от температуры пикового диапазона до температуры ниже 50°С (122°F) со скоростью охлаждения от 400 до 3000°С/с (752-5432°F/с).
9. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором остаточные закалочные среды удаляют с поверхности закаленной стальной композиции, используя по меньшей мере одно из перечисленного: механическое стирание, продувка воздухом, либо комбинация этих операций.
10. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее двадцати минут.
11. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее десяти минут.
12. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску две минуты или менее.
13. Способ обработки стального изделия по п. 1, согласно которому перед нагревом стальной композиции выполняют стадию сварки двух отрезков стальной плиты по ширине с помощью одного или большего количества сварных швов для формирования непрерывного ряда стальных плит.
14. Способ обработки стального изделия по п. 13, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты по всей ширине стальных плит.
15. Способ обработки стального изделия по п. 14, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты, образованных тремя секциями, причем сначала изготавливают центральную часть стальной плиты, а затем приваривают боковые части с получением извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
16. Способ обработки стального изделия по п. 14, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
17. Способ обработки стального изделия по п. 15, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
18. Способ обработки стального изделия по п. 13, согласно которому перед стадией сварки на стальную плиту наносят обозначения, чтобы система визуального контроля смогла идентифицировать расположение торцевых частей отрезков стальных плит для проведения стадии сварки.
19. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стадию нагрева проводят с помощью индукционного нагревателя.
20. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стадию закалки проводят протеканием закалочной среды по стальному изделию со скоростью до 900 галлонов/мин (3400 л/мин).
21. Способ обработки стального изделия по п. 20, в котором в качестве закалочной среды используют воду.
22. Способ обработки стального изделия по п. 20, в котором стадию закалки проводят за время более 1 с и не более 20 с.
23. Способ обработки стального изделия по п. 14, в котором после стадии (f) стальную плиту разрезают на отрезки по меньшей мере по швам при постоянном движении плиты по конвейеру.
24. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стадию отпуска проводят с помощью индукционного нагревателя.
25. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стадию отпуска проводят при температуре от 100°С (212°F) до 260°С (500°F) за время от 1 до 10 с.
26. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.25 до 0.40%.
27. Способ обработки стального изделия по п. 1, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.40 до 0.55%.
28. Способ обработки стального изделия для получения сплава высокой твердости и вязкости, включающий стадии:
(a) подачи стальной композиции, обладающей толщиной материала менее 0.5 дюйма (12.7 мм), обладающей исходной микроструктурой феррита и перлита, и имеющей следующий состав в массовых долях:
углерод от 0.25 до 0.55%,
кремний от 0.15 до 0.35%,
марганец от 0.40 до 1.0%,
хром от 0.80 до 1.10%,
молибден от 0.15 до 0.25%,
сера менее 0.040%,
фосфор менее 0.035%;
(b) нагрев поданной стальной композиции до пиковой температуры в диапазоне от 850°С (1562°F) до 1150°С (2102°F) в течение времени менее десяти секунд;
(c) выдерживание нагретой стальной композиции при температуре в пределах диапазона пиковых температур в течение времени от двух до десяти секунд;
(d) закалка нагретой стальной композиции до температуры ниже 100°С (212°F) в течение менее четырех секунд;
(e) удаление остаточных закалочных сред с поверхности закаленной стальной композиции;
(f) отпуск закаленной стальной композиции при температуре от 100°С до 260°С (212-500°F) в течение времени менее девяноста минут;
(g) воздушное охлаждение отпущенной стальной композиции, которая имеет трансформированную микроструктуру по меньшей мере из 80% мартенсита и до 5% байнита, предел текучести, равный по меньшей мере 1800 МПА, и общее удлинение от 5% до 12%, до температуры ниже 100°С (212°F).
29. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором перед стадией (b) стальную композицию предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 538°С (1000°F).
30. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 540°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 815°С (1500°F).
31. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 538°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры между температурой аустенизации и 815°С (1500°F).
32. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стальную композицию нагревают в течение менее восьми секунд.
33. Способ обработки стального изделия по п. 32, в котором стальную композицию нагревают в течение менее шести секунд.
34. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором нагретую стальную композицию выдерживают при температуре пикового диапазона от двух до шести секунд.
35. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором нагретую стальную композицию закаливают, охлаждая от температуры пикового диапазона до температуры ниже 100°С (212°F) со скоростью охлаждения от 400 до 3000°С/с (752-5432 °F/с).
36. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее двадцати минут.
37. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее десяти минут.
38. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску две минуты или менее.
39. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором закаленную стальную композицию подвергают отпуску, сочетая индукционный отпуск с отпуском в печи, в течение от 30 до 90 мин.
40. Способ обработки стального изделия по п. 28, согласно которому перед нагревом стальной композиции выполняют стадию сварки друг с другом двух отрезков стальных плит по ширине с помощью одного или большего количества сварных швов для формирования непрерывного ряда стальных плит.
41. Способ обработки стального изделия по п. 40, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты по всей ширине стальных плит.
42. Способ обработки стального изделия по п. 40, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты, образованными тремя секциями, причем сначала изготавливают центральную часть стальной плиты, а затем приваривают боковые части с получением извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
43. Способ обработки стального изделия по п. 41, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
44. Способ обработки стального изделия по п. 42, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
45. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стадию нагрева выполняют с помощью индукционного нагревателя.
46. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стадию закалки проводят протеканием закалочной среды по стальному изделию со скоростью до 900 галлонов/мин (3400 л/мин).
47. Способ обработки стального изделия по п. 46, в котором в качестве закалочной среды используют воду.
48. Способ обработки стального изделия по п. 47, в котором стадию закалки проводят за время более 1 с и не более 20 с.
49. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором после стадии (f) стальную плиту разрезают на отрезки по меньшей мере по швам при постоянном движении плиты по конвейеру.
50. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стадию отпуска проводят с помощью индукционного нагревателя.
51. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стадию отпуска проводят с помощью печи.
52. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стадию отпуска проводят, сочетая отпуск в печи с отпуском с помощью индукционного нагревателя.
53. Способ обработки стального изделия по п. 50, в котором стадию отпуска проводят при температуре от 100°С (212°F) до 260°С (500°F) за время менее 10 мин.
54. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.25 до 0.40%.
55. Способ обработки стального изделия по п. 28, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.40 до 0.55%.
56. Способ обработки стального изделия для получения сплава высокой твердости и вязкости, включающий стадии:
(a) подачу стальной композиции, обладающей толщиной материала менее 0.5 дюйма (12.7 мм), обладающей исходной микроструктурой феррита и перлита, и имеющей следующий состав в массовых одлях:
углерод от 0.25 до 0.55%,
кремний от 0.15 до 0.35%,
марганец от 0.40 до 1.0%,
хром от 0.80 до 1.10%,
молибден от 0.15 до 0.25%,
сера менее 0.040%,
фосфор менее 0.035%;
(b) нагрев поданной стальной композиции до пиковой температуры в диапазоне от 850°С (1562°F) до 1150°С (2102°F) в течение времени менее десяти секунд;
(с) выдерживание нагретой стальной композиции при температуре в пределах диапазона пиковых температур в течение времени от двух до шестидесяти секунд;
(а) закалка нагретой стальной композиции до температуры ниже 100°С (212°F) при скорости снижения температуры от 400 до 3000°С/с (752-5432 °F/с);
(e) удаление остаточных закалочных сред с поверхности закаленной стальной композиции;
(f) отпуск закаленной стальной композиции при температуре от 100°С до 260°С (212-500°F) в течение времени менее девяноста минут;
50
(g) воздушное охлаждение отпущенной стальной композиции до температуры ниже 100°С (212°F) для формирования стального изделия, содержащего по меньшей мере 80% мартенсита и до 5% байнита, в котором предел текучести равен по меньшей мере 1800 МПа, а общее удлинение составляет от 5% до 12%, и которое имеет баллистический предел защиты V при угле взаимодействия 30°, равный от 2300 до 2510 футам в секунду (701-765 м/с) при использовании пробивающего снаряда калибра 0.30 на толщине 0.25″ (6.35 мм).
57. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором перед стадией (b) стальную композицию предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 538°С (1000°F).
58. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 540°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 815°С (1500°F).
59. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 538°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры между температурой аустенизации и 815°С (1500°F).
60. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальную композицию нагревают в течение менее восьми секунд.
61. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальную композицию нагревают в течение менее шести секунд.
62. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором нагретую стальную композицию выдерживают при температуре пикового диапазона от двух до тридцати секунд.
63. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором нагретую стальную композицию закаливают, охлаждая от температуры пикового диапазона до температуры ниже 50°С (122°F) со скоростью охлаждения от 400 до 3000°С/с (752-5432 °F/с).
64. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором остаточные закалочные среды удаляют с поверхности закаленной стальной композиции, используя по меньшей мере одно из перечисленного: механическое стирание, продувка воздухом, либо комбинация этих операций.
65. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее двадцати минут.
66. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее десяти минут.
67. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску две минуты и менее.
68. Способ обработки стального изделия по п. 56, согласно которому перед нагревом стальной композиции выполняют стадию сварки друг с другом двух отрезков стальных плит по ширине с помощью одного или большего количества сварных швов для формирования непрерывного ряда стальных плит.
69. Способ обработки стального изделия по п. 68, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты по всей ширине стальных плит.
70. Способ обработки стального изделия по п. 69, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты, образованными тремя секциями, причем сначала изготавливают центральную часть стальной плиты, а затем приваривают боковые части с получением извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
71. Способ обработки стального изделия по п. 69, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
72. Способ обработки стального изделия по п. 70, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
73. Способ обработки стального изделия по п. 68, согласно которому перед стадией сварки на стальную плиту наносят обозначения, чтобы система визуального контроля смогла идентифицировать расположение торцевых частей отрезков стальных плит для проведения стадии сварки.
74. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стадию нагрева проводят с помощью индукционного нагревателя.
75. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стадию закалки проводят протеканием закалочной среды по стальному изделию со скоростью до 900 галлонов/мин (3400 л/мин).
76. Способ обработки стального изделия по п. 75, в котором в качестве закалочной среды используют воду.
77. Способ обработки стального изделия по п. 75, в котором стадию закалки проводят за время более 1 с и не более 20 с.
78. Способ обработки стального изделия по п. 69, в котором после стадии (f) стальную плиту разрезают на отрезки по меньшей мере по швам при постоянном движении плиты по конвейеру.
79. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стадию отпуска проводят с помощью индукционного нагревателя.
80. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стадию отпуска проводят при температуре от 100°С (212°F) до 260°С (500°F) за время от 1 до 10 с.
81. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.25 до 0.40%.
82. Способ обработки стального изделия по п. 56, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.40 до 0.55%.
83. Способ обработки стального изделия для получения сплава высокой твердости и вязкости, включающий стадии:
(a) подачи стальной композиции, обладающей толщиной материала менее 0.5 дюйма (12.7 мм), обладающей исходной микроструктурой феррита и перлита, и имеющей следующий состав в массовых долях:
углерод от 0.25 до 0.55%,
кремний от 0.15 до 0.35%,
марганец от 0.40 до 1.0%,
хром от 0.80 до 1.10%,
молибден от 0.15 до 0.25%,
сера менее 0.040%,
фосфор менее 0.035%;
(b) нагрев поданной стальной композиции до пиковой температуры в диапазоне от 850°С (1562°F) до 1150°С (2102°F) в течение времени менее десяти секунд;
(c) выдерживание нагретой стальной композиции при температуре в пределах диапазона пиковых температур в течение времени от двух до шестидесяти секунд;
(d) закалка нагретой стальной композиции до температуры ниже 100°С (212°F) за время менее четырех секунд;
(e) удаление остаточных закалочных сред с поверхности закаленной стальной композиции;
(f) отпуск закаленной стальной композиции при температуре от 100°С до 260°С (212-500°F) в течение времени менее девяноста минут;
(g) воздушное охлаждение отпущенной стальной композиции, которая имеет трансформированную микроструктуру по меньшей мере из 80% мартенсита и до 5% байнита, предел текучести, равный по меньшей мере 1800 МПа, и общее удлинение от 5% до 12%, до температуры ниже 100°С (212°F).
84. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором перед стадией (b) стальную композицию предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 815°С (1500°F).
85. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 540°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры не выше 815°С (1500°F).
86. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стальную композицию предварительно нагревают до температуры от 260°С (500°F) до 538°С (1000°F), а перед стадией (b) предварительно нагревают по меньшей мере на 0.7°С (33.3°F) в секунду до температуры между температурой аустенизации и 815°С (1500°F).
87. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором сталь нагревают в течение менее восьми секунд.
88. Способ обработки стального изделия по п. 87, в котором сталь нагревают менее шести секунд.
89. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором нагретую стальную композицию выдерживают при температуре пикового диапазона от двух до тридцати секунд.
90. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором нагретую стальную композицию закаливают, охлаждая от температуры пикового диапазона до температуры ниже 100°С (212°F) со скоростью охлаждения от 400 до 3000°С/с (752-5432 Т/с).
91. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее двадцати минут.
92. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску менее десяти минут.
93. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором закаленную стальную композицию подвергают индукционному отпуску две минуты или менее.
94. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором закаленную стальную композицию подвергают отпуску, сочетая индукционный отпуск с отпуском в печи, в течение от 30 до 90 мин.
95. Способ обработки стального изделия по п. 83, согласно которому перед нагревом стальной композиции выполняют стадию сварки друг с другом двух отрезков стальных плит по ширине с помощью одного или большего количества сварных швов для формирования непрерывного ряда стальных плит.
96. Способ обработки стального изделия по п. 95, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты по всей ширине стальных плит.
97. Способ обработки стального изделия по п. 95, в котором стадия сварки содержит нанесение извилистого сварного моста между отрезками стальной плиты, образованными тремя секциями, причем сначала изготавливают центральную часть стальной плиты, а затем приваривают боковые части с получением извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
98. Способ обработки стального изделия по п. 96, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
99. Способ обработки стального изделия по п. 97, согласно которому дополнительно наносят роликовый сварной шов поверх извилистого сварного шва по всей ширине стальных плит.
100. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стадию нагрева проводят с помощью индукционного нагревателя.
101. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стадию закалки проводят протеканием закалочной среды по стальному изделию со скоростью до 900 галлонов/мин (3400 л/мин).
102. Способ обработки стального изделия по п. 101, в котором в качестве закалочной среды используют воду.
103. Способ обработки стального изделия по п. 102, в котором стадию закалки проводят за время более 1 с и не более 20 с.
104. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором после стадии (f) стальную плиту разрезают на отрезки по меньшей мере по швам при постоянном движении плиты по конвейеру.
105. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стадию отпуска проводят с помощью индукционного нагревателя.
106. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стадию отпуска проводят с помощью печи.
107. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стадию отпуска проводят, сочетая отпуск в печи с отпуском с помощью индукционного нагревателя.
108. Способ обработки стального изделия по п. 105, в котором стадию отпуска проводят при температуре от 100°С (212°F) до 260°С (500°F) за время менее 10 мин.
109. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.25 до 0.40%.
110. Способ обработки стального изделия по п. 83, в котором стальная композиция содержит в массовых долях
углерод от 0.40 до 0.55%.