В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года указано, что важнейшей задачей промышленности является повышение качества продукции на основе использования достижений научно-технического прогресса за счет создания и внедрения в производство принципиально новой техники, материалов и прогрессивной технологии. В черной металлургии главным направлением дальнейшего развития должно стать коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов металлопродукции.

Основным конструкционным материалом является лист из низколегированных сталей. Резко возросшие в последние годы требования, предъявляемые к механическим и технологическим свойствам низколегированных сталей привели к разработке новых сталей и технологии контролируемой прокатки(1).

Контролируемая прокатка представляет собой разновидность процесса высокотемпературной термомеханической обработки сталей и сплавов, характеризующегося регламентированным, в зависимости от химического состава, условиями нагрева металла, температурными и деформационными параметрами процесса и заданными режимами охлаждения металла на различной стадии пластической обработки, результатом чего является получение структуры, при которой увеличивается прочность и вязкость металла. Эта технология позволяет получать оптимальные сочетания прочностных и вязких свойств готового проката без использования термической обработки и при более низком расходе дефицитных легирующих добавок(2).

Основной принцип контролируемой прокатки заключается в измельчение аустенитного, а следовательно, и ферритного зерна, что приводит к одновременному повышению прочности и вязкости стали. Решающая роль при этом отводится температурным условиям процесса. При ограничении деформации только в аустенитной области можно выделить три диапазона температуры в соответствии с ее влиянием на структуру стали. Деформация при температуре выше 1000С приводит к образованию крупных рекристаллизованных зерен аустенита, которые при полиморфном превращении образуют грубую структуру феррита и структуру верхнего бейнита. При деформации в промежуточном температурном диапазоне (от 1000 до 900С) аустенит измельчается повторяющейся рекристаллизацией в результате чего образуется мелкозернистый феррит. Деформация ниже температуры рекристаллизации (ниже 900С) способствует получению мелкозернистой ферритной структуры(2).

При температуре деформации в области a+g различают три стадии контролируемой прокатки: деформация в зоне рекристаллизации аустенита, деформация некристаллизующегося аустенита и деформация в двухфазной аустенитно-ферритной области (3). Исследования (4) показали, что в процессе прокатки в чистовой клетки при температуре ниже Аr3 на механические свойства оказывает влияние дислокационное, субструктурное и текстурное упрочнение.

Основные различия между обычной и контролируемой прокаткой состоит в том, что при контролируемой прокатке деформационные полосы разделяют аустенитные зерна на несколько блоков. Граница каждого блока является источником зарождения ферритных зерен. В результате из аустенитного зерна одинаковой величины при контролируемой прокатке образуются более мелкие ферритные зерна, чем при обычной горячей прокатке, когда зарождение ферритных зерен осуществляется на границах аустенитных. Кроме того, увеличение числа активных центров зарождения феррита ускоряет процесс a-превращения, в результате чего снижается вероятность выделения бейнитной структуры, придающей низкую вязкость стали.