RU2255121C1 - Method of manufacture of cast iron tubes - Google Patents
Method of manufacture of cast iron tubes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255121C1 RU2255121C1 RU2003132902/02A RU2003132902A RU2255121C1 RU 2255121 C1 RU2255121 C1 RU 2255121C1 RU 2003132902/02 A RU2003132902/02 A RU 2003132902/02A RU 2003132902 A RU2003132902 A RU 2003132902A RU 2255121 C1 RU2255121 C1 RU 2255121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- deformation
- temperature
- workpiece
- billet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии деформационно-термической обработки железоуглеродистых сплавов, и может быть использовано при производстве горячедеформированных бесшовных чугунных труб.The invention relates to metallurgy, and more particularly to the technology of deformation-heat treatment of iron-carbon alloys, and can be used in the production of hot-deformed seamless cast iron pipes.
Известен способ получения изделий из чугуна, включающий нагрев заготовки и прессование через матрицу, причем нагрев заготовки осуществляют до 800-1000°С, а прессование осуществляют со скоростью нагружения 10-100 м/с и степенью обжатия 0,2-0,9 за проход (SU 988398, 15.01.83, Бюл.№2).A known method of producing products from cast iron, including heating the billet and pressing through a die, and the billet is heated to 800-1000 ° C, and pressing is carried out with a loading speed of 10-100 m / s and a compression ratio of 0.2-0.9 per pass (SU 988398, 1/15/83, Bull. No. 2).
Недостатком известного способа при производстве труб является низкое качество труб из-за наличия трещин на их поверхности.The disadvantage of this method in the production of pipes is the low quality of the pipes due to the presence of cracks on their surface.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления чугунных труб, включающий предварительную термическую обработку заготовки из высокопрочного чугуна, состоящую из нагрева до температуры 830-950°С, выдержки в течение 1-5 часов, нагрева заготовки до температуры деформирования, деформирования заготовки и термической обработки трубы (RU 2166389 C2, МПК 7 В 21 С 23/08, 10.05.2001 г.).Closest to the claimed is a method of manufacturing cast iron pipes, including pre-heat treatment of a workpiece from ductile iron, consisting of heating to a temperature of 830-950 ° C, holding for 1-5 hours, heating the workpiece to a deformation temperature, deformation of the workpiece and heat treatment of the pipe (RU 2166389 C2, IPC 7 В 21 С 23/08, 05/10/2001).
Недостатком известного способа является низкое качество труб, наличие на поверхности дефектов в виде трещин.The disadvantage of this method is the low quality of the pipes, the presence on the surface of defects in the form of cracks.
Технический результат - повышение качества изготовляемых труб и расширение технических возможностей способа изготовления труб.The technical result - improving the quality of manufactured pipes and expanding the technical capabilities of the method of manufacturing pipes.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления чугунных труб, включающем предварительную термическую обработку заготовки из высокопрочного чугуна, нагрев заготовки до температуры деформирования, деформирование заготовки и термическую обработку трубы, предварительную термическую обработку заготовки проводят при температуре ≥(Ас3+10)°С, но <(Ас3+30)°С или при температуре >(Ас3+150)°С, но ≤(Ас3+300)°С с выдержкой в течение <1 часа, но ≥0,5 часа или в течение ≤48 часов, но >5 часов. Термическую обработку трубы проводят при температуре 700-1100°С и выдерживают в течение 2-48 часов.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing cast iron pipes, which includes preliminary heat treatment of a workpiece from ductile iron, heating the workpiece to a deformation temperature, deformation of the workpiece and heat treatment of the pipe, preliminary heat treatment of the workpiece is carried out at a temperature of ≥ (Ac 3 +10) ° C, but <(Ac 3 +30) ° C or at a temperature> (Ac 3 +150) ° C, but ≤ (Ac 3 +300) ° C with holding for <1 hour, but ≥0.5 hours or for ≤48 hours, but> 5 hours. Heat treatment of the pipe is carried out at a temperature of 700-1100 ° C and incubated for 2-48 hours.
Возможны варианты горячего деформирования в виде поперечно-винтовой прокатки, экструдирования и других.There are options for hot deformation in the form of cross-helical rolling, extrusion, and others.
Сущность изобретения состоит в следующем. Для изготовления труб берут заготовки из высокопрочного чугуна, в частности с шаровидным или вермикулярным графитом.The invention consists in the following. For the manufacture of pipes take billets of ductile iron, in particular with spherical or vermicular graphite.
Заготовки после их изготовления имеют неоднородную структуру, вызванную неравномерным охлаждением в процессе кристаллизации. Как правило, по сечению заготовки ближе к наружной стороне, где была повышенная скорость охлаждения, в структуре имеется большое количество ледебурита и карбидов. Кроме того, после кристаллизации заготовка имеет повышенное объемное напряженное состояние. Использование такой заготовки для деформирования приведет к образованию в трубе трещин и даже разрыву стенок.The blanks after their manufacture have an inhomogeneous structure caused by uneven cooling during crystallization. As a rule, the cross section of the workpiece is closer to the outside, where there was an increased cooling rate, in the structure there is a large amount of ledeburite and carbides. In addition, after crystallization, the workpiece has an increased volumetric stress state. The use of such a blank for deformation will lead to the formation of cracks in the pipe and even rupture of the walls.
Для повышения качества труб заготовку подвергают предварительной термической обработке для растворения карбидов, устранения структуры ледебурита, выравнивания механических свойств заготовки по сечению и снижения уровня остаточных литейных напряжений. Предварительную термическую обработку заготовки проводят при температуре ≥(Ас3+10)°С, но <(Ас3+30)°С или при температуре >(Ас3+150)°С, но ≤(Ас3+300)°С с выдержкой в течение <1 часа, но ≥0,5 часа или в течение ≤48 часов, но >5 часов. При несоблюдении указанных режимов предварительной термической обработки изготовленная труба получается с микро- и макротрещинами, что резко снижает качество готовой продукции.To improve the quality of pipes, the billet is subjected to preliminary heat treatment to dissolve carbides, eliminate the structure of ledeburite, align the mechanical properties of the billet over the cross section and reduce the level of residual casting stresses. Preliminary heat treatment of the workpiece is carried out at a temperature of ≥ (Ac 3 +10) ° C, but <(Ac 3 +30) ° C or at a temperature> (Ac 3 +150) ° C, but ≤ (Ac 3 +300) ° C with exposure for <1 hour, but ≥0.5 hours, or for ≤48 hours, but> 5 hours. If these pre-heat treatment regimes are not observed, the manufactured pipe is obtained with micro- and macrocracks, which sharply reduces the quality of the finished product.
Использование указанной предварительной термической обработки заготовки расширяет технические возможности способа, т.к. становится возможным использовать для горячего деформирования заготовки из высокопрочного чугуна не только с шаровидной формой графита, но и вермикулярной, а также при наличии обеих форм графита в матрице. Кроме того, указанная предварительная термическая обработка позволяет производить деформирование заготовки не только экструдированием, но и поперечно-винтовой прокаткой и другими способами.Using the specified preliminary heat treatment of the workpiece extends the technical capabilities of the method, because it becomes possible to use for hot deformation of billets of ductile iron not only with spherical graphite, but also vermicular, as well as in the presence of both forms of graphite in the matrix. In addition, the specified preliminary heat treatment allows the deformation of the workpiece not only by extrusion, but also by cross-helical rolling and other methods.
Дополнительное повышение качества труб достигается при проведении термической обработки изготовленной трубы путем выдержки при температуре 700-1100°С в течение 2-48 часов. В результате термической обработки наблюдается укорачивание вытянутых графитовых включений, которые удлиняются в процессе деформирования заготовки. При проведении термической обработки уменьшается анизотропия механических свойств как в продольном, так и в поперечном сечении трубы.An additional improvement in the quality of the pipes is achieved by heat treatment of the manufactured pipe by holding it at a temperature of 700-1100 ° C for 2-48 hours. As a result of heat treatment, a shortening of elongated graphite inclusions is observed, which lengthens during the deformation of the workpiece. During the heat treatment, the anisotropy of the mechanical properties is reduced both in the longitudinal and in the cross section of the pipe.
Примеры реализации способа.Examples of the method.
Пример 1. Методом отливки получают гильзу из высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом марки ЧВГ-40 длиной 300 мм и внешним диаметром 160 мм. Химический состав чугуна по массе: 3,2% углерода; 2,3% кремния; 0,5% марганца; 0,02% магния, 0,1% РЗМ; 0,4% Cu, остальное - железо. По краям заготовки структура - ледебурит. Для чугуна данного состава значение критической температуры Ас3=800°С. Отлитую гильзу подвергают предварительной термической обработке в печи при температуре 825°С, превышающей значение Ас3 на 25°С. Время выдержки при термической обработке 0,75 часа (45 минут). Скорость нагрева - 20°С/мин. Затем заготовку охлаждают вместе с печью до температуры 700°С, далее на воздухе. Под прокатку заготовку нагревают до температуры 915°С и методом поперечно-винтовой прокатки получают трубу наружным диаметром 85 мм с толщиной стенки 5 мм. Вытяжка при горячей прокатке заготовки в трубу составляет λ=11,28. Готовая труба охлаждается на воздухе. После прокатки трубу нагревают со скоростью 20°С/мин и подвергают окончательной термической обработке при 750°С в течение 12 часов, после чего охлаждают вместе с печью до 300°С, далее на воздухе.Example 1. A casting sleeve is made of ductile iron with vermicular graphite of the brand CVG-40 300 mm long and an external diameter of 160 mm. The chemical composition of cast iron by weight: 3.2% carbon; 2.3% silicon; 0.5% manganese; 0.02% magnesium, 0.1% rare-earth metals; 0.4% Cu, the rest is iron. At the edges of the workpiece, the structure is ledeburite. For cast iron of this composition, the critical temperature is Ac 3 = 800 ° C. The cast sleeve is subjected to preliminary heat treatment in an oven at a temperature of 825 ° C, exceeding the value of Ac 3 by 25 ° C. The exposure time during heat treatment of 0.75 hours (45 minutes). The heating rate is 20 ° C / min. Then the workpiece is cooled together with the furnace to a temperature of 700 ° C, then in air. For rolling, the billet is heated to a temperature of 915 ° C, and a tube with an outer diameter of 85 mm and a wall thickness of 5 mm is obtained by cross-screw rolling. The hood during hot rolling of the workpiece into the pipe is λ = 11.28. The finished pipe is cooled in air. After rolling, the tube is heated at a rate of 20 ° C / min and subjected to final heat treatment at 750 ° C for 12 hours, after which it is cooled together with the furnace to 300 ° C, then in air.
Пример 2. Методом отливки получают гильзу тех же размеров и состава, что и в примере 1. Отлитую гильзу подвергают предварительной термической обработке: нагревают со скоростью 20°С/мин до 1000°С, что составляет (Ас3+200)°С и выдерживают в течение 10 часов. Затем заготовку охлаждают вместе с печью до температуры 700°С, затем на воздухе. Под прокатку заготовку нагревают до температуры 915°С и методом поперечно-винтовой прокатки получают трубу наружным диаметром 85 мм с толщиной стенки 5 мм. Готовая труба охлаждается на воздухе. Вытяжка при горячей прокатке заготовки в трубу составляет λ=11,28. После прокатки трубу нагревают со скоростью 20°С/мин и подвергают окончательной термической обработке при 800°С в течение 10 часов, после чего охлаждают вместе с печью до 300°С, далее на воздухе.Example 2. A casting sleeve of the same size and composition is obtained as in Example 1. The cast sleeve is subjected to preliminary heat treatment: it is heated at a speed of 20 ° C / min to 1000 ° C, which is (Ac 3 +200) ° C and incubated for 10 hours. Then the preform is cooled together with the furnace to a temperature of 700 ° C, then in air. For rolling, the billet is heated to a temperature of 915 ° C, and a tube with an outer diameter of 85 mm and a wall thickness of 5 mm is obtained by cross-screw rolling. The finished pipe is cooled in air. The hood during hot rolling of the workpiece into the pipe is λ = 11.28. After rolling, the tube is heated at a rate of 20 ° C / min and subjected to final heat treatment at 800 ° C for 10 hours, after which it is cooled together with the furnace to 300 ° C, then in air.
При реализации указанного способа поверхность труб не имеет ни макро-, ни микротрещин, что обеспечивается регламентированной предварительной термической обработкой заготовки. Значительно расширяются технические возможности способа: становится возможным получать трубы из высокопрочного чугуна с различными формами графита и расширяется количество способов, применяемых при деформировании заготовки.When implementing this method, the surface of the pipes has neither macro- nor microcracks, which is ensured by the regulated preliminary heat treatment of the workpiece. The technical capabilities of the method are significantly expanding: it becomes possible to obtain pipes from ductile iron with various forms of graphite and the number of methods used to deform the workpiece is expanding.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132902/02A RU2255121C1 (en) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Method of manufacture of cast iron tubes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132902/02A RU2255121C1 (en) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Method of manufacture of cast iron tubes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003132902A RU2003132902A (en) | 2005-04-20 |
| RU2255121C1 true RU2255121C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35634619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003132902/02A RU2255121C1 (en) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Method of manufacture of cast iron tubes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255121C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1632988A1 (en) * | 1989-01-23 | 1991-03-07 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Process for producing welded pipes |
| RU2137560C1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-09-20 | Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН | Method for making rolled cast iron sheets |
| RU2166389C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for making hot rolled seamless tubes |
-
2003
- 2003-11-11 RU RU2003132902/02A patent/RU2255121C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1632988A1 (en) * | 1989-01-23 | 1991-03-07 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Process for producing welded pipes |
| RU2137560C1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-09-20 | Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН | Method for making rolled cast iron sheets |
| RU2166389C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for making hot rolled seamless tubes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003132902A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102836895B (en) | A kind of manufacture method of special-shaped seamless steel pipe | |
| CN102330030B (en) | Seamless steel pipe with diameter of between 559 and 711mm for vehicular high-pressure gas cylinder and production method thereof | |
| CN101413088B (en) | Sulfurated hydrogen stress etching-resisting petroleum casing pipe and manufacturing method thereof | |
| CN101787492B (en) | A method for manufacturing high-quality and large-scale mandrel blanks | |
| JP4894855B2 (en) | Seamless pipe manufacturing method | |
| CN104511726B (en) | Five cylinder pressure break pump crankcase manufacture method of Whole fiber Integral die-forged | |
| CN103639233B (en) | Manufacture the method for 40MPa level super-pressure gas cylinder forging seamless steel pipe | |
| MXPA97002792A (en) | Procedure for manufacturing steel tubes without cost | |
| CN106425317A (en) | Preparation method of Ti-B19 high-strength titanium alloy large-caliber thick wall pipe | |
| WO2016080308A1 (en) | Rolled steel bar or rolled wire material for cold-forged component | |
| CN106694768A (en) | Manufacturing method of H13 hollow core rod | |
| CN102345035A (en) | Production process for titanium and nickel shape memory alloy material | |
| CN114101372A (en) | A kind of high-strength TC18 titanium alloy seamless pipe high-efficiency and low-cost preparation method | |
| CN110202109A (en) | A kind of compound multistage forming technology of Semi-Solid Thixoforming-plasticity | |
| CN112170519A (en) | Production method of L80-9Cr martensitic stainless steel pipe | |
| JPS59182920A (en) | Manufacture of seamless steel pipe | |
| JP2003525128A (en) | Method of manufacturing industrial tubes or shaped bars from metal and related equipment | |
| RU2255121C1 (en) | Method of manufacture of cast iron tubes | |
| RU2110600C1 (en) | Method for producing articles from zirconium alloys | |
| CN104249079B (en) | The production method that a kind of high carbon and chromium stainless steel is coiled | |
| CN104087826A (en) | Large aperture thin-wall X65 level heat expanding seamless steel tube and production method | |
| RU2278749C2 (en) | Method for producing bimetallic centrifugally cast billets and bimetallic wear-resistant tubes for transporting abrasive loose materials and pulps in tube rolling aggregates with pilger mills | |
| RU2009215C1 (en) | Method for production of shells operating under internal pressure | |
| RU2714355C1 (en) | Method for production of seamless pipes of large diameter from structural steels | |
| RU2166389C2 (en) | Method for making hot rolled seamless tubes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101112 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171112 |