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ES2632179T3 - Procedimiento de producción de tubo sin soldaduras - Google Patents

Procedimiento de producción de tubo sin soldaduras Download PDF

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ES2632179T3
ES2632179T3 ES10741277.7T ES10741277T ES2632179T3 ES 2632179 T3 ES2632179 T3 ES 2632179T3 ES 10741277 T ES10741277 T ES 10741277T ES 2632179 T3 ES2632179 T3 ES 2632179T3
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Kouichi Harada
Tomio Yamakawa
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Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Abstract

Un procedimiento de producción de un tubo sin soldaduras, en el que, cuando se extrude en caliente un material de partida hueco a ser extrudido proporcionando un vidrio lubricante sólido entre el material de partida a ser extrudido y un troquel después de que el material de partida hueco haya sido calentado, el material de partida se extrude en caliente siendo calentado a una temperatura T [°C] de calentamiento que satisface la relación de la Fórmula (1) o Fórmula (2) dependiendo del diámetro exterior d0 [mm] del mismo: cuando d0<200: T <= 1250 + 1,1487 × A - 7,838 × ln(t0/t) - 10,135 × ln(d0/d) ... (1) cuando d0>=200: T <= 1219 + 1,1487 × A - 7,838 × ln(t0/t) - 10,135 × ln(d0/d) ... (2) donde las Fórmulas (1) y (2) se determina mediante las Fórmulas (3) a (5). A >= L/Vav × 1000 ... (3) Vav >= (V0 + V0×ρ )/2 ... (4) ρ >= (t0 × (d0/t0) × π) / (t × (d/t) × π) ... (5) donde d0: diámetro exterior del material de partida a ser extrudido [mm] to: espesor de la pared del material de partida a ser extrudido [mm] d: diámetro exterior del tubo extrudido [mm] t: espesor de la pared del tubo extrudido [mm] A: tiempo de paso por el troquel [ms (milisegundos)] L: longitud de la parte de aproximación a lo largo de la dirección de extrusión desde su extremo de entrada al extremo de entrada de la siguiente parte de apoyo del troquel [mm] Vav: velocidad de extrusión promedia del material de partida a ser extrudido [mm/s] V0: velocidad del pistón [mm/s] ρ : relación de extrusión; en el que el material de partida a ser extrudido se fábrica de una composición que comprende, en tanto por ciento en masa, Cr: 15 a 35 % y Ni: 3 a 50 %.

Description

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0,12 % o menor.
Si: 2,0 % o menos
El Si (silicio) es un elemento que se usa como un desoxidante, y más aún un elemento efectivo en la mejora de la resistencia a la oxidación por vapor. Por lo tanto, se contiene preferentemente 0,1 % o más de Si. Por otro lado, un contenido de Si más alto deteriora la capacidad de soldadura o manejabilidad en caliente. Por lo tanto, el contenido de Si es del 2,0 % o menor. El contenido de Si es preferentemente del 0,8 % o menor.
Mn: 0,1 a 3,0 %
El Mn (manganeso) es, como el Si, un elemento efectivo como un desoxidante. También, el Mn tiene un efecto en limitar el deterioro en la manejabilidad en caliente provocado por el contenido de S como una impureza. Para conseguir el efecto desoxidante y para mejorar la manejabilidad en caliente, debería contenerse el 0,1 % o más de Mn. Sin embargo, un Mn contenido en exceso conduce a fragilidad. Por lo tanto, el límite superior del contenido de Mn es del 3,0 %. El límite superior del mismo es preferentemente del 2,0 %.
Cr: 15 a 30 %
El Cr (cromo) es un elemento necesario para asegurar la resistencia a alta temperatura, resistencia a la oxidación, y resistencia a la corrosión. Para conseguir estos efectos, es necesario contener el 15 % o más de Cr. Sin embargo, un Cr contenido en exceso conduce al deterioro en la dureza y manejabilidad en caliente. Por lo tanto, el límite superior del contenido de Cr es del 30 %.
Ni: 6 a 50 %
El Ni (níquel) es un elemento necesario para estabilizar la estructura austenítica y mejorar la resistencia a la fractura por fluencia. Para conseguir estos efectos, es necesario contener el 6 % o más de Ni. Sin embargo, un Ni contenido en exceso satura estos efectos, y conduce al incremento en coste. Por lo tanto, el límite superior del contenido de Ni es del 50 %. El límite superior del mismo es preferentemente del 35 %, adicionalmente preferente del 25 %. En el caso de que se desee asegurar la estabilidad de la microestructura a temperaturas más altas durante un período de tiempo más largo, se prefiere que se contenga el 15 % o más de Ni.
En lo sucesivo, se explican los elementos a ser contenidos si es necesario y las composiciones de los mismos.
Mo: 5 % o menos, W: 10 % o menos, Cu: 5 % o menos
El Mo (molibdeno), el W (tungsteno) y el Cu (cobre) son elementos para la mejora de la resistencia a alta temperatura de la aleación. En el caso de que sea necesario este efecto, se contiene preferentemente el 0,1 % o más de cualquiera de estos elementos. Dado que estos elementos, si se contienen en demasía, impiden la soldabilidad y manejabilidad, el límite superior del contenido de Mo o del contenido de Cu es del 5 %, y el límite superior del contenido de W es del 10 %.
N: 0,3 % o menos
El N (nitrógeno) contribuye al fortalecimiento de la solución sólida y combina con otros elementos para conseguir un efecto de fortalecimiento de la aleación por medio de la precipitación de la acción de fortalecimiento. En el caso en el que sean necesarios estos efectos, se contiene preferentemente el 0,005 % o más de N. Sin embargo, si el contenido de N es más del 0,3 %, se deteriora a veces la ductilidad y la soldabilidad.
V: 1,0 % o menos, Nb: 1,5 % o menos, Ti: 0,5 % o menos
El V (vanadio), el Nb (niobio) y el Ti (titanio) combinan con carbono e hidrógeno para formar carbonitruros, contribuyendo de ese modo al fortalecimiento de la precipitación. Por lo tanto, en el caso de que este efecto sea necesario, se contiene preferentemente el 0,01 % o más de uno o más de estos elementos. Por otro lado, si el contenido de estos elementos es excesivo, se perjudica la manejabilidad de la aleación. Por lo tanto, los límites superiores del contenido de V, del contenido de Nb y del contenido de Ti se hacen del 1,0 %, 1,5 % y 0,5 %, respectivamente.
Ca: 0,2 % o menos, Mg: 0,2 % o menos, Al: 0,2 % o menos, B: 0,2 % o menos, metales de tierras raras: 0,2 % o menos
Todos, el Ca, Mg, Al, B y los metales de tierras raras, tienen el efecto de mejorar la resistencia, manejabilidad, y resistencia a la oxidación por vapor. En el caso de que sean necesarios estos efectos, cada uno de los uno o más elementos seleccionados de entre estos elementos está contenido preferentemente en el 0,0001 % o más. Por otro lado, si el contenido de cada uno de estos elementos es más del 0,2 %, se perjudican la manejabilidad o la soldabilidad. Los metales de tierras raras son el término colectivo de diecisiete elementos en los que se añaden Y y Sc a los quince elementos de lantánidos, y pueden contenerse una o más clases de estos elementos. El contenido de los metales de tierras raras significa el contenido total de estos elementos.
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Tal como se ha descrito anteriormente, el acero inoxidable austenítico usado como el material de partida a ser extrudido en el procedimiento de producción de acuerdo con la presente invención contiene los elementos esenciales anteriormente descritos y, en algunos casos, contiene adicionalmente los elementos opcionales anteriormente descritos, siendo el resto Fe e impurezas. Las impurezas a las que se hace referencia en el presente documento son componentes que se mezclan por varias causas en el procedimiento de producción, incluyendo materiales en bruto tales como minerales y desechos, cuando se produce el material de forma comercial y que se permite que estén contenidos en un grado tal que no se ejerza un efecto adverso sobre la presente invención.
El material de partida hueco a ser extrudido que se usa en el procedimiento de producción de acuerdo con la presente invención puede producirse mediante el uso de un equipo de producción y un procedimiento de producción usados comúnmente de modo industrial. Por ejemplo, para la fusión, puede usarse un horno eléctrico, un horno de descarburación de soplado inferior de gas mezcla de argón-oxígeno (horno AOD), un horno de descarburación por vacío (horno VOD), y similares. El acero fundido habiendo sido fundido puede formarse en un lingote después de solidificarse como una barra en un procedimiento de fabricación de barras, o puede fundirse en lingotes redondos mediante el procedimiento de colada continuo.
Se forma un orificio de guía mediante el mecanizado a lo largo de la línea central axial del lingote y, en algunos casos se realiza adicionalmente una perforación de expansión para expandir el diámetro interior del lingote mediante el uso de una prensa de perforación. De ese modo, usando el lingote hueco obtenido como el material de partida a ser extrudido, puede producirse un tubo sin soldaduras mediante el procedimiento de fabricación de tubos por extrusión en caliente del procedimiento Ugine-Sejournet. Después de someterse a un tratamiento térmico de la solución, el tubo extrudido obtenido mediante extrusión en caliente puede someterse a un mecanizado en frío tal como laminado en frío o estirado en frío para conducir a un tubo sin soldaduras frío.
Ejemplos
Para confirmar los efectos del procedimiento de producción de acuerdo con la presente invención, se realizaron ensayos de extrusión en caliente usando el procedimiento de producción de tubos Ugine-Sejournet. En estos ensayos, mediante el uso de lingotes fabricados de un acero inoxidable austenítico (SUS347H en las normas JIS) que tenía la composición representativa dada en la Tabla 1, se realizó una extrusión en caliente mediante el uso de un disco de vidrio que tenía un espesor medio de 6 a 12 mm, y la superficie exterior de la parte superior del tubo extrudido obtenido se observó visualmente, mediante lo que se examinó la aparición de defectos transversales. La Tabla 2 da las dimensiones de los lingotes y tubos extrudidos, las condiciones de ensayo que incluyen la temperatura de calentamiento del lingote, y el resultado de evaluación de los defectos transversales.
[Tabla 2]
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En la Tabla 2, la “temperatura calculada” representa el valor límite superior de la temperatura de calentamiento del material de partida a ser extrudido, que se calcula por el lado derecho de la fórmula (1) o (2). También, la marca ○ en la columna “evaluación de defectos transversales” indica que no se observó defecto transversal sobre la superficie exterior de la parte superior del tubo, y la marca × en ella indica que se observó (observaron) defecto(s) transversal(es).
Los ensayos N.º 1 a 12 son para la determinación del límite superior de la temperatura de calentamiento por medio de la fórmula (1) definida en la presente invención debido a que el diámetro exterior d0 del lingote era menor de 200 mm. De entre estos ensayos, en los ensayos N.º 1 a 3, 7, 8, 10 y 11, la temperatura T de calentamiento satisfizo la relación de la fórmula (1), no ocurrió ningún defecto transversal sobre la superficie exterior en la parte superior del tubo, y se obtuvo un tubo extrudido que tenía buena calidad superficial exterior. Por otro lado, en los ensayos N.º 4 a 6, 9 y 12, la temperatura T de calentamiento no satisfizo la relación de la fórmula (1), y tuvo (tuvieron) lugar defecto(s) transversal(es).
Los ensayos N.º 13 a 21 son ensayos para la determinación del límite superior de la temperatura de calentamiento por medio de la fórmula (2) definida en la presente invención debido a que el diámetro exterior d0 del lingote es de 200 mm o más. De entre estos ensayos, en los ensayos N.º 13, 14, 16 y 19, la temperatura T de calentamiento satisfizo la relación de la fórmula (2), y no ocurrió ningún defecto transversal sobre la superficie exterior en la parte superior del tubo. Por otro lado, en los ensayos N.º 15, 17, 18, 20 y 21, la temperatura T de calentamiento no satisfizo la relación de la fórmula (2), y ocurrió (ocurrieron) defecto(s) transversal(es).
Aplicabilidad industrial
De acuerdo con el procedimiento para producir un tubo sin soldaduras de acuerdo con la presente invención, cuando se realiza extrusión en caliente mediante el uso de un lingote que tiene baja deformabilidad a altas temperaturas, el lingote se calienta a la temperatura de calentamiento que satisface una expresión condicional que tiene en cuenta la cantidad de calor provocada por el procesamiento dependiendo del diámetro exterior de lingote, mediante lo que se puede impedir un defecto transversal sobre la superficie exterior de la parte superior de un tubo extrudido sin un transitorio excesivo de la temperatura superficial del tubo extrudido en la etapa inicial de la extrusión. Por lo tanto, el procedimiento de producción de acuerdo con la presente invención es extremadamente útil como una tecnología capaz de producir un tubo extrudido alto en Cr y alto en Ni que tenga buena calidad superficial exterior.
Lista de signos de referencia
1: disco de vidrio (vidrio lubricante sólido), 2: troquel, 2a: parte de aproximación, 2b: parte de apoyo, 3: barra de mandril, 4: portador del troquel, 5: apoyo de troquel, 6: contenedor, 7: bloque suplementario, 8: lingote (material de partida a ser extrudido)

Claims (1)

  1. imagen1
ES10741277.7T 2009-02-13 2010-02-12 Procedimiento de producción de tubo sin soldaduras Active ES2632179T3 (es)

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