RU2336320C1 - Tube stock out of micro alloyed steel - Google Patents
Tube stock out of micro alloyed steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336320C1 RU2336320C1 RU2006146620/02A RU2006146620A RU2336320C1 RU 2336320 C1 RU2336320 C1 RU 2336320C1 RU 2006146620/02 A RU2006146620/02 A RU 2006146620/02A RU 2006146620 A RU2006146620 A RU 2006146620A RU 2336320 C1 RU2336320 C1 RU 2336320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- silicates
- points
- point
- less
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 80 до 180 мм из микролегированной стали, предназначенной для производства бесшовных труб различного назначения.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of pipe billets with a diameter of 80 to 180 mm from microalloy steel, intended for the production of seamless pipes for various purposes.
Известна трубная заготовка из низколегированной стали, содержащей (мас.%): углерод 0,05-0,30, марганец 0,35-1,50, кремний 0,15-1,0, хром 0,005-0,5, никель 0,005-0,50, медь 0,005-0,50, сера не более 0,015, фосфор не более 0,020, алюминий 0,01-0,05, ниобий 0,01-0,06, железо и неизбежные примеси остальное. Горячекатаная трубная заготовка имеет высокий уровень чистоты стали по неметаллическим включениям и определенную микроструктуру (RU 2221875 C2, 20.01.2004, С21С 5/52).Known pipe billet from low alloy steel containing (wt.%): Carbon 0.05-0.30, manganese 0.35-1.50, silicon 0.15-1.0, chromium 0.005-0.5, nickel 0.005 -0.50, copper 0.005-0.50, sulfur no more than 0.015, phosphorus no more than 0.020, aluminum 0.01-0.05, niobium 0.01-0.06, iron and the rest unavoidable impurities. The hot-rolled tube billet has a high level of steel purity for non-metallic inclusions and a certain microstructure (RU 2221875 C2, 01.20.2004, C21C 5/52).
Наиболее близким аналогом является известный способ производства бесшовных труб, в котором раскрыта трубная заготовка из микролегированной стали, горячекатаная, имеющая заданные параметры по неметаллическим включениям, механическим свойствам, размеру действительного зерна и определенную микроструктуру (RU 2210604 С2, C21D 8/10, 20.08.2003).The closest analogue is the known seamless pipe production method in which a hot-rolled tubular billet of microalloyed steel is disclosed having predetermined parameters for non-metallic inclusions, mechanical properties, real grain size and a certain microstructure (RU 2210604 C2, C21D 8/10, 08/20/2003 )
Важнейшим требованием, предъявляемым к трубной заготовке из микролегированной стали, является, с одной стороны, обеспечение заданной структуры, улучшение параметров металлургического качества: однородности микро- и макроструктуры при низком содержании неметаллических включений, с другой стороны - обеспечение повышенного комплекса потребительских свойств.The most important requirement for a pipe billet made of microalloyed steel is, on the one hand, to ensure a given structure, to improve metallurgical quality parameters: uniformity of micro- and macrostructure with a low content of non-metallic inclusions, and on the other hand, to provide an increased range of consumer properties.
Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенного уровня потребительских свойств при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.The technical result of the invention is to provide an increased level of consumer properties while providing a favorable ratio of strength, ductility and viscosity, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, low content of non-metallic inclusions, homogeneous macro- and microstructure of rolled products.
Поставленный технический результат достигается тем, что в трубной заготовке из микролегированной стали, непрерывнолитой, горячекатаной, имеющей заданные параметры металлургического качества по неметаллическим включениям и структуре, механических свойств, сталь содержит следующие соотношения компонентов в мас.%:The technical result is achieved by the fact that in a pipe billet of microalloyed steel, continuously cast, hot rolled, having predetermined parameters of metallurgical quality for non-metallic inclusions and structure, mechanical properties, steel contains the following component ratios in wt.%:
при выполнении следующих соотношений элементов:when performing the following element ratios:
V+Nb≤0,02,V + Nb≤0.02,
C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43,C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43,
трубная заготовка имеет феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна - 5-8 баллов, по макроструктуре - центральная пористость, точечная неоднородность, светлый контур, подусадочная ликвация не более 2 баллов по каждому виду, ликвационные полоски - не более 1 балла, по неметаллическим включениям сульфиды, оксиды точечные, оксиды строчечные, силикаты хрупкие, силикаты пластичные, силикаты недеформирующие - не более 2,5 баллов по каждому виду включений. Механические свойства после нормализации - временное сопротивление разрыву не менее 415 Н/мм2, предел текучести не менее 241 Н/мм2, относительное удлинение не менее 24%. В качестве неизбежных примесей сталь дополнительно содержит в мас.%: алюминий не более 0,050, сера не более 0,025, фосфор не более 0,025.the pipe billet has a ferrite-pearlite structure, the actual grain size is 5-8 points, according to the macrostructure is central porosity, point heterogeneity, light contour, shrink segregation is not more than 2 points for each type, segregation strips are not more than 1 point, for non-metallic inclusions sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, non-deforming silicates - not more than 2.5 points for each type of inclusions. The mechanical properties after normalization are the temporary tensile strength of at least 415 N / mm 2 , the yield strength of at least 241 N / mm 2 , the elongation of at least 24%. As inevitable impurities, steel additionally contains in wt.%: Aluminum no more than 0.050, sulfur no more than 0.025, phosphorus no more than 0.025.
Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют получить в готовом изделии феррито-перлитную мелкодисперсную структуру, низкое содержание неметаллических включений, однородную макроструктуру и благоприятное сочетание характеристик прочности и пластичности.The given combinations of alloying elements make it possible to obtain a ferrite-pearlite finely dispersed structure, a low content of non-metallic inclusions, a homogeneous macrostructure, and a favorable combination of strength and ductility characteristics in the finished product.
Углерод вводится в композицию данной стали с целью обеспечения заданного уровня ее прочности и прокаливаемости. Верхняя граница содержания углерода 0,27% обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,16% - обеспечением требуемого уровня прочности и прокаливаемости данной стали.Carbon is introduced into the composition of this steel in order to ensure a given level of its strength and hardenability. The upper limit of the carbon content of 0.27% is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.16% - to ensure the required level of strength and hardenability of this steel.
Марганец, молибден и хром используются, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита стали. При этом верхний уровень содержания марганца 1,00%, молибдена 0,10% и хрома 0,20% определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний - 0,34%, 0,001% и 0,005% соответственно - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности, прокаливаемости и теплостойкости данной стали.Manganese, molybdenum and chromium are used, on the one hand, as solid solution hardeners, and on the other hand, as elements that increase the stability of supercooled austenite of steel. The upper level of manganese 1.00%, molybdenum 0.10% and chromium 0.20% is determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - 0.34%, 0.001% and 0.005%, respectively - by the need to provide the required level of strength , hardenability and heat resistance of this steel.
Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию 0,17% обусловлен технологией раскисления стали. Содержание кремния выше 0,37% неблагоприятно скажется на характеристиках пластичности стали.Silicon refers to ferrite-forming elements. The lower silicon limit of 0.17% is due to steel deoxidation technology. A silicon content above 0.37% will adversely affect the ductility characteristics of steel.
Ванадий, ниобий и титан вводятся в композицию данной стали с целью обеспечения мелкодисперсной, однородной зеренной структуры. При этом они управляют процессами в нижней части аустенитной области (определяет склонность к росту зерна аустенита, стабилизирует структуру при термомеханической обработке, повышает температуру рекристаллизации и, как следствие, влияет на характер γ-α-превращения. Верхняя граница содержания ванадия 0,02%, ниобия 0,01% и титана 0,040% обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,005%, 0,005%, 0,005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Vanadium, niobium and titanium are introduced into the composition of this steel in order to provide a finely dispersed, uniform grain structure. Moreover, they control the processes in the lower part of the austenitic region (determines the tendency to growth of austenite grain, stabilizes the structure during thermomechanical processing, increases the recrystallization temperature and, as a result, affects the nature of the γ-α transformation. The upper limit of the vanadium content is 0.02%, niobium 0.01% and titanium 0.040% due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.005%, 0.005%, 0.005% - to ensure the required level of strength of this steel.
Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержания азота 0,008% обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а нижний предел - 0,005% - вопросами технологичности производства.Nitrogen promotes the formation of nitrides in steel. The upper limit of nitrogen content of 0.008% is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower limit of 0.005% is due to issues of manufacturability.
Никель в заданных пределах влияет на характеристики прокаливаемости и вязкости стали. При этом нижний уровень содержания никеля 0,005% обусловлен необходимостью обеспечения заданного уровня вязкости стали, а верхний - 0,20% - необходимостью получения мартенситной структуры при закалке стали (так как никель является аустенитизатором).Nickel within the specified limits affects the characteristics of hardenability and toughness of steel. The lower level of nickel content of 0.005% is due to the need to ensure a given level of viscosity of steel, and the upper level of 0.20% due to the need to obtain a martensitic structure during hardening of steel (since nickel is an austenitizer).
Медь определяет характеристики горячей пластичности стали. При этом нижний уровень ее содержания 0,005% определяется требованиями обеспечения заданного уровня пластичности стали. Верхний уровень 0,20% обусловлен необходимостью обеспечить заданный уровень прокаливаемости стали.Copper determines the characteristics of hot ductility of steel. Moreover, the lower level of its content of 0.005% is determined by the requirements to ensure a given level of ductility of steel. The upper level of 0.20% is due to the need to provide a given level of hardenability of steel.
Для обеспечения заданного уровня пластичности стали требуется выполнение следующего соотношения элементов:To ensure a given level of ductility of steel, the following ratio of elements is required:
V+Nb≤0,02.V + Nb≤0.02.
Соотношение C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43 определяет условия свариваемости заготовки.The ratio C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43 determines the weldability conditions of the workpiece.
Пример изготовления трубной заготовки. Выплавку стали, химический состав в мас.%: углерод 0,19, марганец 0,95, кремний 0,26, хром 0,12, никель 0,10, молибден 0,06, медь 0,09, ниобий 0,01, ванадий 0,01, титан 0,02, азот 0,007, приAn example of manufacturing a pipe billet. Steel smelting, chemical composition in wt.%: Carbon 0.19, manganese 0.95, silicon 0.26, chromium 0.12, nickel 0.10, molybdenum 0.06, copper 0.09, niobium 0.01, vanadium 0.01, titanium 0.02, nitrogen 0.007, at
V+Nb=0,02,V + Nb = 0.02,
C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0,40,C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 = 0.40,
производят в 150-тонных дуговых сталеплавильных печах ДСП с использованием в шихте 100% металлизованных окатышей, что обеспечивает получение массовой доли азота перед выпуском из ДСП не более 0,003%, а также низкое содержание цветных примесей. Предварительное легирование металла по марганцу и кремнию производят в ковше при выпуске из ДСП. После выпуска производилась продувка металла аргоном через донный продувочный блок, во время которой сталь раскисляется алюминием. После этого металл поступает на агрегат комплексной обработки стали (АКОС), на котором имеется возможность нагрева металла до необходимой температуры, продувки его аргоном через донный продувочный блок, дозированной присадки необходимых ферросплавов и обработки стали порошковой проволокой с различными наполнителями. На АКОСе производят наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата, раскисление шлака гранулированным алюминием, легирование металла алюминием до содержания 0,050%, доводку металла по содержанию марганца, нагрев до температуры, обеспечивающей дальнейшую обработку. После обработки на АКОС металл подвергают вакуумной обработке на порционном вакууматоре. Во время вакуумирования производится окончательная корректировка по химическому составу. После вакуумирования металл обрабатывается силикокальцием и передается на разливку. Разливка производят на четырехручьевых УНРС радиального типа в слиток размерами 300×360 мм со скоростью вытягивания 0,6-0,7 м/мин с защитой металла от окисления путем использования покровных шлаковых смесей в промежуточном ковше и кристаллизаторе, защитных труб, погружных стаканов и подачей аргона. Это также обеспечивает получение низкого содержания азота и кислорода и чистоту металла по неметаллическим включениям. После разливки и пореза на мерную длину полученные непрерывнолитые заготовки охлаждают в печах контролируемого охлаждения. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 1180-1150°С и заканчивают при температуре 840-950°С. После прокатки проводят нормализацию для определения механических свойств.they are produced in 150-ton electric arc furnace of particleboard using 100% metallized pellets in the charge, which ensures that the mass fraction of nitrogen before being released from the particleboard is not more than 0.003%, as well as a low content of color impurities. The preliminary alloying of the metal with manganese and silicon is carried out in a ladle upon discharge from particleboard. After the release, the metal was purged with argon through the bottom purge unit, during which the steel was deoxidized by aluminum. After that, the metal enters the integrated steel processing unit (AKOS), where it is possible to heat the metal to the required temperature, purge it with argon through the bottom blowing unit, dosed the necessary ferroalloys and treat the steel with flux-cored wire with various fillers. At AKOS, refining slag is imposed with an additive of lime and fluorspar, slag is deoxidized with granulated aluminum, the metal is alloyed with aluminum to a content of 0.050%, the metal is adjusted according to the manganese content, and it is heated to a temperature that ensures further processing. After processing on AKOS, the metal is subjected to vacuum treatment on a batch vacuum. During evacuation, a final adjustment of the chemical composition is made. After evacuation, the metal is treated with silicocalcium and transferred to casting. The casting is carried out on a four-strand radial-type ONRS with an ingot 300 × 360 mm in size with a drawing speed of 0.6-0.7 m / min with protection of the metal from oxidation by using coating slag mixtures in the intermediate ladle and mold, protective tubes, immersion glasses and feeding argon. It also provides a low nitrogen and oxygen content and metal purity from non-metallic inclusions. After casting and cutting to a measured length, the continuously cast billets obtained are cooled in controlled cooling furnaces. Hot rolling of long products starts at a temperature of 1180-1150 ° C and ends at a temperature of 840-950 ° C. After rolling, normalization is carried out to determine the mechanical properties.
Механические характеристики при комнатной температуре определяют на образцах тип I, ГОСТ 1497-84, на испытательной машине "INSTRON-1185" с тензометрической регистрацией деформации. Скорость нагружения образца - 5 мм/мин. Определяют характеристики прочности σb и σ0.2 и пластичности - δ и φ.The mechanical characteristics at room temperature are determined on type I samples, GOST 1497-84, on an INSTRON-1185 testing machine with strain-strain registration. The loading speed of the sample is 5 mm / min. The strength characteristics σ b and σ 0.2 and ductility δ and φ are determined.
Средние значения характеристик подсчитывают по результатам испытаний не менее трех образцов на точку. Значимость различий средних значений анализируемых величин оценивают с использованием критерия Стьюдента, вычисляемого следующим образом:The average values of the characteristics calculated according to the test results of at least three samples per point. The significance of the differences in the average values of the analyzed values is evaluated using the student criterion, calculated as follows:
, ,
где M1 и М2 - средние значения сравниваемых величин; S1 2 и S2 2 - дисперсии среднего; tKR 0.05(α) - критическое значение критерия Стьюдента при уровне значимости 0,95 и числе степеней свободы α.where M 1 and M 2 are the average values of the compared values; S 1 2 and S 2 2 - variance of the average; t KR 0.05 (α) is the critical value of the Student criterion at a significance level of 0.95 and the number of degrees of freedom α.
Макроструктуру контролируют в соответствии с ТУ 14-1-5212-93 и ГОСТ 10243-75.The macrostructure is controlled in accordance with TU 14-1-5212-93 and GOST 10243-75.
В результате горячей прокатки получают трубную заготовку ⌀110 мм, длиной - 11800 мм, структура феррито-перлитная, балл действительного зерна - 7. Макроструктура: центральная пористость 1 балл, точечная неоднородность 1 балл, светлый контур 1 балл, подусадочная ликвация 1 балл, ликвационные полоски 0,5 балла. Неметаллические включения: сульфиды 1,0 балл, оксиды точечные 0,5 балла, оксиды строчечные 1 балл, силикаты хрупкие 0,5 балла, силикаты пластичные 0,5 балла, силикаты недеформирующие 1,5 балла. Механические свойства после нормализации 920°С, 1 час: временное сопротивление разрыву 452 Н/мм2, предел текучести 323 Н/мм2, относительное удлинение 26%,As a result of hot rolling, a заготов110 mm pipe billet is obtained, 11800 mm long, ferrite-pearlite structure, real grain score is 7. Macrostructure: 1 point central porosity, 1 point point heterogeneity, 1 point light contour, 1 point shrink segregation, liquation strips of 0.5 points. Non-metallic inclusions: sulfides 1.0 point, point oxides 0.5 points, line oxides 1 point, brittle silicates 0.5 points, plastic silicates 0.5 points, non-deforming silicates 1.5 points. Mechanical properties after normalization 920 ° C, 1 hour: temporary tensile strength 452 N / mm 2 , yield strength 323 N / mm 2 , elongation 26%,
V+Nb=0,02,V + Nb = 0.02,
C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0,40.C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 = 0.40.
Внедрение трубной заготовки из микролегированной стали позволило обеспечить повышенный уровень потребительских свойств проката при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низком содержании неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуре проката.The introduction of a tubular billet of microalloyed steel made it possible to provide an increased level of consumer properties of rolled products while ensuring a favorable ratio of strength, ductility and toughness, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, a low content of non-metallic inclusions, and a homogeneous macro- and microstructure of rolled products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146620/02A RU2336320C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of micro alloyed steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146620/02A RU2336320C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of micro alloyed steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146620A RU2006146620A (en) | 2008-06-27 |
RU2336320C1 true RU2336320C1 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=39679831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146620/02A RU2336320C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of micro alloyed steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2336320C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469107C1 (en) * | 2011-11-07 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Металлургический завод имени А.К. Серова" | Tube workpiece from alloyed steel |
RU2480532C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Металлургический завод имени А.К. Серова" | Tube workpiece from alloyed steel |
-
2006
- 2006-12-25 RU RU2006146620/02A patent/RU2336320C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469107C1 (en) * | 2011-11-07 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Металлургический завод имени А.К. Серова" | Tube workpiece from alloyed steel |
RU2480532C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Металлургический завод имени А.К. Серова" | Tube workpiece from alloyed steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146620A (en) | 2008-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2336320C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
RU2330895C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel | |
RU2333968C1 (en) | Tubing stock made from alloyed steel | |
RU2337151C1 (en) | Tube stock out of alloyed boron containing steel | |
RU2336335C2 (en) | Tube stock out of medium carbon medium alloyed steel | |
RU2336317C1 (en) | Tube stock out of low alloyed steel | |
RU2336321C1 (en) | Tube stock out of low carbon steel | |
RU2310690C1 (en) | Round rolled bars of alloy spring steel | |
RU2333967C1 (en) | Tubing stock made from alloyed, molybdenium-containing steel | |
RU2262539C1 (en) | Round merchant shapes made from alloyed steel for cold die forging of intricate-shape profiles for high-strength fastening parts | |
RU2336330C1 (en) | Tube stock out of alloyed heat resistant steel | |
RU2337149C1 (en) | Tube stock out of low carbon low alloyed steel | |
RU2333969C1 (en) | Tubing stock made from chrome-molybdenium-containing steel | |
RU2330896C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon low-alloyed steel | |
RU2336326C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed manganese containing steel | |
RU2336322C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2336328C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2333970C1 (en) | Tubing stock made from low-alloyed steel | |
RU2341567C2 (en) | Tubing stock made of low-alloy steel | |
RU2336323C1 (en) | Tube stock out of medium carbon micro alloyed steel | |
RU2336333C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2337152C1 (en) | Tube stock out of medium carbon low alloyed steel | |
RU2336332C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336327C1 (en) | Tube stock out of low alloyed steel |