FI125290B - Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe - Google Patents
Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe Download PDFInfo
- Publication number
- FI125290B FI125290B FI20115663A FI20115663A FI125290B FI 125290 B FI125290 B FI 125290B FI 20115663 A FI20115663 A FI 20115663A FI 20115663 A FI20115663 A FI 20115663A FI 125290 B FI125290 B FI 125290B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- less
- eller
- att
- steel tube
- mindre
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
MENETELMÄ TERÄSPUTKEN VALMISTAMISEKSI SEKÄ TERÄSPUTKI Keksinnön alaMETHOD FOR MANUFACTURE OF STEEL TUBE AND STEEL TUBE FIELD OF THE INVENTION
Keksintö koskee erinomaisen muokattavuuden omaavia suuriujuusteräsputkia sekä niiden valmistusmenetelmiä.The present invention relates to high-strength steel tubes with excellent workability and to processes for their manufacture.
Keksintö koskee tarkemmin sanottuna itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määriteltyä menetelmää teräsputken valmistamiseksi.More particularly, the invention relates to a method for producing a steel tube as defined in the preamble of independent claim 1.
Keksintö koskee myös tarkemmin sanottuna itsenäisen patenttivaatimuksen 10 j ohdanto-osassa määriteltyä teräsputkea.More particularly, the invention relates to a steel tube as defined in the preamble of independent claim 10.
Keksintö koskee tällaista menetelmää teräsputkien valmistamiseksi, menetelmän käsittäessä aikaansaamisvaiheen emoputken aikaansaamiseksi, kuumennusvaiheen emoputken kuumentamiseksi, kuumareduktiotyöstövaiheen, joka suoritetaan kuumennusvaiheen jälkeen ja jossa emoputken halkaisijan pienentäminen tehdään kuumavalssatun teräsputken muodostamiseksi emoputkesta, sekä jäähdytysvaiheen kuumavalssatun teräsputken jäähdyttämiseksi, joka jäähdytysvaihe suoritetaan kuumareduktiotyöstövaiheen jälkeen.The invention relates to such a method of making steel tubes, comprising the step of providing a parent tube, a heating step of heating the parent tube, a heat reduction step after the heating step, wherein the diameter of the parent tube is
Keksinnön tavoiteObjective of the Invention
Autoteollisuudessa käytettävissä teräsputkissa on oltava suuri lujuus, jotta voidaan tehdä mahdollisimman ohuita rakenteita, mikä johtaa kevyempiin ajoneuvorakenteisiin, mikä vuorostaan johtaa materiaali-ja polttoainesäästöihin. Samalla autonosat, joista monet tehdään teräsputkista, sisältävät monimutkaisia muotoja ja lisäksi näiden osien on pystyttävä absorboimaan törmäysenergiaa. Tämä vaatii sen, että teräsputkien on oltava sekä hyvin muokattavia että samalla suuren lujuuden omaavia.The steel tubes used in the automotive industry must be of high strength in order to make structures as thin as possible, resulting in lighter vehicle structures, which in turn leads to material and fuel savings. At the same time, automotive parts, many of which are made of steel tubes, have complex shapes and must also be able to absorb collision energy. This requires that the steel pipes must be both highly malleable and at the same time high strength.
Tähän saakka tätä hyvin tunnettua ongelmaa on ratkaistu parantamalla muokattavuutta muiden tavoitteiden kustannuksella käyttämällä suurempia materiaalipaksuuksia ja käyttämällä alhaista lujuuttaa omaavaa terästä. Vaihtoehtoisesti osat on suunniteltu sisältämään yksinkertaisempia muotoja muokattavuusvaatimusten alentamiseksi.Until now, this well-known problem has been solved by improving workability at the expense of other goals by using higher material thicknesses and using low strength steel. Alternatively, the parts are designed to include simpler shapes to reduce the flexibility requirements.
Keksinnön tarkoitus on tarjota menetelmä suurlujuusteräsputken valmistamiseksi, joka putki omaa sekä paremman muokattavuuden että suuren lujuuden, ja tarjota suuriujuusteräsputki, joka omaa sekä paremman muokattavuuden että suuren lujuuden.It is an object of the invention to provide a method for producing a high-strength steel tube having both better ductility and high strength, and to provide a high-strength steel tube having both better ductility and high strength.
Keksinnön lyhyt selitysBrief Description of the Invention
Keksinnön menetelmä tunnetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 määritelmistä.The method of the invention is known from the definitions of independent claim 1.
Menetelmän edullisia suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2-9.Preferred embodiments of the method are defined in the dependent claims 2 to 9.
Keksinnön teräsputki tunnetaan vastaavasti itsenäisen patenttivaatimuksen 10 määritelmistä.The steel tube of the invention is known from the definitions of independent claim 10, respectively.
Teräsputken edullisia suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 11-26.Preferred embodiments of the steel tube are defined in the dependent claims 11-26.
Keksinnön mukainen menetelmä teräsputken valmistamiseksi käsittää aikaansaamisvaiheen emoputken aikaansaamiseksi Joka emoputki sisältää massana 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,25 - 2,5 % Mn, 2,5 % tai vähemmän AI, 2.0 % tai vähemmän Cr, 1.0 % tai vähemmän Mo, 0,3 % tai vähemmän Ti + Nb +V, sekä Fe, väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoi suuksi a, ja jonka mangaaniekvivalentti on 1,3 - 3,9 seuraavan kaavan (1) mukaan määriteltynäThe process for producing a steel tube according to the invention comprises the step of providing a parent tube containing 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.25-2.5% Mn, 2.5% or less Al, 2.0% or less Cr, 1.0% or less Mo, 0.3% or less Ti + Nb + V, and Fe, unavoidable impurities and residual content in the mouth, and having a manganese equivalent of 1.3 to 3.9 as determined by the following formula (1)
Keksinnön mukainen menetelmä teräsputken valmistamiseksi käsittää lisäksi kuumennusvaiheen emoputken kuumentamiseksi alueella (Ac3-50) - 1280 °C olevaan lämpötilaan.The method of producing the steel tube according to the invention further comprises the step of heating the parent tube to a temperature in the range (Ac3-50) to 1280 ° C.
Keksinnön mukainen menetelmä teräsputken valmistamiseksi käsittää lisäksi kuumareduktiotyöstövaiheen, joka suoritetaan kuumennusvaiheen jälkeen ja jossa emoputken halkaisijan pienentäminen tehdään kuumavalssatun teräsputken muodostamiseksi emoputkesta, jolloin kuumareduktiotyöstövaihe lopetetaan siten, että kuumavalssatun teräsputken lämpötila on lämpötilaa Ari korkeampi kuumareduktiotyöstövaiheen päättyessä.The process for producing a steel tube according to the invention further comprises a step of heat reduction after the heating step, wherein reducing the diameter of the parent tube is performed to form a hot rolled steel tube, wherein the step of
Keksinnön mukainen menetelmä teräsputken valmistamiseksi käsittää lisäksi jäähdytysvaiheen kuumavalssatun teräsputken jäähdyttämiseksi 300 °C alittavaan lämpötilaan, jolloin jäähdytysvaihe suoritetaan kuumareduktiotyöstövaiheen jälkeen, ja jolloin kuumavalssattua teräsputkea jäähdytetään jäähdytysvaiheessa 5 °C/s alittavalla jäähdytysnopeudella lämpötila-alueella 500 - 300 °C.The process for producing a steel tube according to the invention further comprises the step of cooling the hot-rolled steel tube to a temperature below 300 ° C, wherein the cooling step is performed after the hot reduction step, and the hot-rolled steel tube is cooled at 5 ° C / min.
Fe:tä, väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävän keksinnön mukainen teräsputki tunnetaan vastaavasti siitä, että se sisältää lisäksi massana 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,25 - 2,5 % Mn, 2,5 % tai vähemmän AI, 2.0 % tai vähemmän Cr, 1.0 % tai vähemmän Mo, 0,3 % tai vähemmän Ti + Nb +V, ja että sen mangaaniekvivalentti on 1,3 - 3,9 seuraavan kaavan (1) määrittelemänäCorrespondingly, the steel tube of the invention containing Fe, inevitable impurities and residual contents is also known to contain, by weight, 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.25-2.5% Mn, 2.5 % or less Al, 2.0% or less Cr, 1.0% or less Mo, 0.3% or less Ti + Nb + V, and has a manganese equivalent of 1.3 to 3.9 as defined by the following formula (1)
Tämä otollinen mangaaniekvivalentti yhdistettynä hallittuun jäähdytysvaiheeseen lämpötila-alueella 300 - 500 °C hallitun kuumareduktiotyöstövaiheen jälkeen antaa tulokseksi hyvän muokattavuuden ja suuren lujuuden omaavan monifaasiteräsputken, jossa hiili voi olla olennaisesti puhdistunut pois ferriitistä, joka tällä tavoin tarjoaa sitkeän ja puhtaan perustan monifaasiteräsputkea varten, joka käsittää ferriittiä, martensiittia, bainiittia sekä mahdollista j äännösausteniittia.This advantageous manganese equivalent combined with a controlled cooling step at a temperature range of 300-500 ° C after a controlled heat reduction machining step results in a high ductility and high strength multiphase steel tube where carbon can be substantially purified from , martensite, bainite, and possibly residual austenite.
Mainittu ferriittiperusta on pehmeä ja hyvin muokattava, mikä viittaa siihen, että muodonmuutos voisi keskittyä pehmeään ferriittiin ja että tämän vuoksi halkeaminen voisi helposti tapahtua vetorasituksille alttiissa reunoissa muokkauksen aikana. Jopa tästä hyvin muokattavasta ferriittiperustasta huolimatta teräsputki on menestyksellisesti muotoiltavissa reunojen, reikien tai aukkojen läheisyydessä ilman halkeamisia tai murtumia leikkausreunan kohdalla.Said ferrite base is soft and highly malleable, suggesting that the deformation could concentrate on the soft ferrite and that, therefore, cracking could easily occur at the edges susceptible to tensile stress during the shaping. Even with this highly customizable ferrite base, the steel tube can be successfully shaped near edges, holes or openings without cracks or fractures at the cutting edge.
Tämä keksintö tarjoaa hämmästyttävän hyviä muokattavuuteen, venymään ja suureen lujuuteen liittyviä ominaisuuksia omaavan teräsputken, kuten tässä selityksessä alempana kuvataan. Iskusitkeysmittausten perusteella teräsputkella näyttää lisäksi olevan sitkeä murtumiskäyttäytyminen, mikä viittaa siihen, että keksinnön mukainen teräsputki omaa hyvinkin laajan teollisen käytettävyyden, esimerkiksi sivutörmäyspalkkeina, kylkiosina, puskureina ja yleensäkin hydromuovauksella valmistettavina suurlujuusosina.The present invention provides a steel tube with surprisingly good workability, elongation, and high strength properties, as described below in this specification. Furthermore, based on impact strength measurements, the steel tube appears to exhibit tough fracture behavior, suggesting that the steel tube of the invention has a very wide range of industrial applications, e.g.
KuvioluetteloList of figures
Kuvio 1 on keksinnön mukaisen menetelmän vuokaavio,Figure 1 is a flowchart of the method of the invention,
Kuvio 2 on keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisen edullisen suoritusmuodon vuokaavio,Figure 2 is a flowchart of a first preferred embodiment of the method of the invention,
Kuvio 3 on keksinnön mukaisen menetelmän toisen edullisen suoritusmuodon vuokaavio,Fig. 3 is a flowchart of another preferred embodiment of the method of the invention,
Kuviossa 4 kuvataan koejärjestely karriolaajennus koetta varten.Figure 4 illustrates an experimental arrangement for a curry extension test.
Keksinnön yksityiskohtainen selitysDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Keksintö koskee menetelmää teräsputken valmistamiseksi, sekä teräsputkea.The invention relates to a method of making a steel tube, and to a steel tube.
Ensiksi selitetään yksityiskohtaisemmin menetelmä teräsputken valmistamiseksi ja menetelmän edullisia ja vaihtoehtoisia suoritusmuotoja.First, the method for making the steel tube and the preferred and alternative embodiments of the method will be explained in more detail.
Menetelmä käsittää aikaansaamisvaiheen emoputken aikaansaamiseksi, joka emoputki sisältää massana 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,25 - 2,5 % Mn, 2,5 % tai vähemmän AI, 2.0 % tai vähemmän Cr, 1.0 % tai vähemmän Mo, 0,3 % tai vähemmän Ti + Nb +V, sekä Fe, väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoi suuksi a, ja jonka mangaaniekvivalentti on 1,3 - 3,9 seuraavan kaavan (1) mukaan määriteltynäThe method comprises the step of providing a parent tube containing 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.25-2.5% Mn, 2.5% or less Al, 2.0% or less Cr, in mass, 1.0% or less Mo, 0.3% or less Ti + Nb + V, and Fe, unavoidable impurities and residual content of a, and having a manganese equivalent of 1.3 to 3.9 as determined by the following formula (1)
Tässä menetelmässä 1,3 - 3,9 suuruinen mangaaniekvivalentti on tarpeen jotta toivottavat mekaaniset ominaisuudet saataisiin toteutetuiksi. Jos mangaaniekvivalentti on pienempi kuin 1,3, teräsputkeen ei onnistuta aikaansaamaan monifaasimikrorakennetta keksinnön tavoitteiden saavuttamiseksi. Jos mangaaniekvivalentti toisaalta on suurempi kuin 3,9, on karkeneminen liian voimakasta, mikä johtaa heikompaan muokattavuuteen.In this process, a manganese equivalent of from 1.3 to 3.9 is necessary to achieve the desired mechanical properties. If the manganese equivalent is less than 1.3, the multi-phase microstructure of the steel tube will not be achieved to achieve the objectives of the invention. On the other hand, if the manganese equivalent is greater than 3.9, the hardening is too strong, which results in poorer formability.
Menetelmä käsittää lisäksi kuumennusvaiheen emoputken kuumentamiseksi alueella (ÄC3-50) °C - 1280 °C olevaan lämpötilaan.The method further comprises the step of heating the parent tube to a temperature in the range (C3-50) ° C to 1280 ° C.
Kuumennusvaihe suoritetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, ainakin osittain induktiokuumennuksen avulla, mikä jatkuvatoimisessa tuotantolinjassa tarjoaa suuren kuumennusnopeuden.Preferably, but not necessarily, the heating step is accomplished, at least in part, by induction heating, which provides a high heating rate in a continuous production line.
Menetelmä käsittää lisäksi kuumareduktiotyöstövaiheen, joka suoritetaan kuumennusvaiheen jälkeen ja jossa emoputken halkaisijan pienentäminen tehdään kuumavalssatun teräsputken muodostamiseksi emoputkesta, jolloin kuumareduktiotyöstövaihe lopetetaan siten, että kuumavalssatun teräsputken lämpötila on lämpötilaa Ari korkeampi kuumareduktiotyöstövaiheen päättyessä.The method further comprises a hot reduction step after the heating step, wherein the reduction of the parent tube diameter is performed to form a hot rolled steel tube from the parent tube, wherein the hot reduction step is terminated such that the temperature of the hot rolled steel is higher than 1 ° C.
Kuumareduktiotyöstövaihe voi toisin sanoen sisältää jonkin verran muokkausta lämpötilaa Ar3 alittavassa lämpötilassa.In other words, the hot reduction machining step may include some shaping at a temperature below Ar3.
Kuumareduktiotyöstövaihe lopetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, siten, että kuumavalssatun teräsputken lämpötila ylittää lämpötilan (Ar3-50) °C kuumareduktiotyöstövaiheen päättyessä. Tällä tavoin voidaan varmistua teräsputken muokattavuudesta, erityisesti voidaan välttää korostunut myötölujuus, joka olisi muokattavuudelle haitallista.The hot reduction machining step is preferably, but not necessarily, terminated such that the temperature of the hot rolled steel tube exceeds (Ar3-50) ° C at the end of the hot reduction machining step. In this way, the malleability of the steel tube can be assured, in particular, the increased yield strength which would be detrimental to the malleability is avoided.
Rajaksi määritellään (Ar3-50) °C sen vuoksi, että joissakin tapauksissa tulokset eivät ole oleellisesti erilaisia, kun verrataan keskenään kuumareduktiotyöstön lopetuslämpötilarajaa (Ar3-50) °C tai Ar3 käytettäessä saatuja tuloksia.The limit is defined as (Ar3-50) ° C, because in some cases the results are not substantially different when comparing the results obtained with the heat reduction end temperature cut-off (Ar3-50) ° C or Ar3.
Kuumareduktiotyöstövaiheen aikana emoputken halkaisija pienenee ja teräksen mikrorakenteessa tapahtuu muutoksia, joilla on emoputken teräksen mekaanisiin ominaisuuksiin positiivinen vaikutus.During the hot reduction step, the diameter of the parent tube decreases and changes occur in the microstructure of the steel, which has a positive effect on the mechanical properties of the steel in the mother tube.
Emoputki voi olla saumahitsattu teräsputki tai saumaton teräsputki. Tavallisesti käytetään vakiomittaisia emoputkia ja tätä yhtä kokoa käyttämällä on mahdollista aikaansaada monta lopputuotteen kokoa reduktiosuhdetta vaihtelemalla. Reduktiosuhde määritellään seuraavasti:The parent tube may be a welded steel tube or a seamless steel tube. Usually, standard length parent tubes are used, and using this same size, it is possible to achieve many end product sizes by varying the reduction ratio. The reduction ratio is defined as:
Emoputken halkaisija pienennetään kuumareduktiotyöstövaiheessa edullisesti 5 % tai enemmän, jotta päästään keksinnön tavoitteen mukaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin. Emoputken halkaisija pienennetään kuumareduktiotyöstövaiheessa edullisesti, mutta ei välttämättä, 10 % tai enemmän. Kuumareduktiotyöstövaiheen aikana suoritettu halkaisijan pienentäminen aikaansaa hienon mikrorakenteen, joka johtaa suuren lujuuden ja suuren murtovenymän yhdistelmään. Halkaisijan pienentäminen lisää lisäksi iskunkestävyyttä hienomman mikrorakenteen ansiosta. Kuumareduktiotyöstövaihe suoritetaan edullisesti emoputkea valssaamalla.Preferably, the diameter of the parent tube is reduced by 5% or more during the hot reduction step to achieve the mechanical properties of the invention. Preferably, but not necessarily, the diameter of the parent tube is reduced by 10% or more during the hot reduction step. The diameter reduction performed during the hot reduction machining step provides a fine microstructure which results in a combination of high strength and high elongation at break. Reducing the diameter also increases impact resistance due to the finer microstructure. The heat reduction machining step is preferably performed by rolling the parent tube.
Menetelmä käsittää lisäksi jäähdytysvaiheen kuumavalssatun teräsputken jäähdyttämiseksi 300 °C alittavaan lämpötilaan, jolloin jäähdytysvaihe suoritetaan kuumareduktiotyöstövaiheen jälkeen, ja jolloin kuumavalssattua teräsputkea jäähdytetään jäähdytysvaiheessa lämpötila-alueella 500 - 300 °C 5 °C/s alittavalla jäähdytysnopeudella. Jäähdytysvaihe voidaan suorittaa ilmajäähdytystä käyttäen, kuten vapaalla ilmalla jäähdyttäen lämpötila-alueella 500 - 300 °C. Jäähdytysvaiheet suoritetaan kuumareduktiotyöstövaiheen j älkeen, j äähdyttämättä lämpötilan (Ar3 -50) °C alapuolelle mainitun kahden vaiheen välillä.The method further comprises the step of cooling the hot-rolled steel tube to a temperature below 300 ° C, wherein the cooling step is performed after the hot reduction machining step, and wherein the hot-rolled steel tube is cooled in the cooling step at a temperature below 500 ° C / sec. The cooling step may be carried out using air cooling, such as free air cooling in the temperature range of 500-300 ° C. The cooling steps are carried out after the heat reduction machining step, without cooling below (Ar3 -50) ° C, between the two steps.
Jäähdytysvaihe voidaan suorittaa käyttäen vesijäähdytystä ja 10 °C/s ylittävällä jäähdytysnopeudella 500 °C ylittävissä lämpötiloissa. Siinä tapauksessa, että jäähdytys 500 °C ylittävissä lämpötiloissa suoritetaan 10 °C/s ylittävällä jäähdytysnopeudella, on edullista käyttää emoputkea, jonka mangaani ekvivalentti on 1,3 - 2,0, jotta aikaansaataisiin halutut mekaaniset ominaisuudet. Tämä edullinen suoritusmuoto johtaa hienorakeiseen ferriittiin, jonka tuloksena teräsputkella on erinomaiset muokattavuusominaisuudet.The cooling step can be performed using water cooling and at a cooling rate above 10 ° C / sec at temperatures above 500 ° C. In the case where cooling at temperatures above 500 ° C is carried out at a cooling rate above 10 ° C / sec, it is preferable to use a parent tube having a manganese equivalent of 1.3 to 2.0 in order to achieve the desired mechanical properties. This preferred embodiment results in fine-grained ferrite, which results in excellent workability of the steel tube.
Vesijäähdytys käynnistetään edullisesti, mutta ei välttämättä, 5 sekunnin sisällä kuumareduktiotyöstövaiheen päättymisen jälkeen.Water cooling is preferably, but not necessarily, initiated within 5 seconds after the completion of the heat reduction step.
Jäähdytysvaihe voidaan suorittaa ilmajäähdytystä käyttäen, kuten vapaalla ilmalla jäähdytystä 500 °C ylittävissä lämpötiloissa. Otollisen mangaaniekvivalentin ansiosta myös vapaalla ilmalla jäähdyttäminen 500 °C ylittävissä lämpötiloissa antaa tulokseksi yllättävän hyviä mekaanisia ominaisuuksia. Hämmästyttävää kyllä, hitaan ilmajäähdytyksen aikana mikrorakenteeseen ei muodostunut oleellisesti lainkaan perliittiä, ja aikaansaatiin erittäin alhaisen myötösuhteen omaava teräsputki. Siinä tapauksessa, että jäähdytys 500 °C ylittävissä lämpötiloissa suoritetaan vapaalla ilmalla jäähdyttäen, on edullista käyttää emoputkea, jonka mangaani ekvivalentti on 2,0 - 3,9, jotta aikaansaataisiin halutut mekaaniset ominaisuudet. Vapaalla ilmalla jäähdyttäminen 500 °C ylittävissä lämpötiloissa antaa lisäksi tulokseksi kovempia sekundäärifaaseja, kuten martensiittia, mikä lisäsi lujuutta.The cooling step can be performed using air cooling, such as free air cooling at temperatures above 500 ° C. Thanks to the favorable manganese equivalent, free-air cooling at temperatures above 500 ° C also results in surprisingly good mechanical properties. Amazingly, during the slow air cooling, virtually no perlite was formed in the microstructure, and a very low yield steel tube was provided. In the case where cooling at temperatures above 500 ° C is carried out with free air cooling, it is preferable to use a parent tube having a manganese equivalent of 2.0 to 3.9 in order to obtain the desired mechanical properties. In addition, cooling with free air at temperatures above 500 ° C results in harder secondary phases such as martensite, which increases strength.
Emoputken kemiallisten alkuaineiden ylä- ja alarajojen perusteet ovat seuraavat (kemiallisen alkuaineen pitoisuudet ovat painoprosentteina):The criteria for upper and lower limits for chemical elements in the parent tube are as follows (the chemical element concentrations are by weight):
Hiilen, C, ylärajaksi on asetettu 0,25 %, koska suurempi pitoisuus huonontaisi muokattavuutta ja hitsattavuutta. Hiilen, C, alarajaksi on asetettu 0,05 %, koska suuren murtovetolujuuden saavuttaminen on vaikeaa alhaisemmilla pitoisuuksilla seostamatta muita kalliita seosalkuaineita.The upper limit for carbon, C, is set at 0.25% because a higher concentration would reduce the workability and weldability. The lower limit for carbon, C, is set at 0.05% because it is difficult to achieve high tensile strength at lower concentrations without blending other expensive alloying elements.
Piin, Si, ylärajaksi on asetettu 2,0 %, koska suurempi pitoisuus johtaisi huonolaatuiseen teräsputken pintaan. Piin, Si, alarajaksi asetetaan edullisesti 0,01 %, jotta Si:tä olisi tarjolla edes rikinpoistoagentiksi.The upper limit for silicon, Si, is set at 2.0% because a higher concentration would result in a poor quality steel tube surface. The lower limit for silicon, Si, is preferably set at 0.01% so that Si is even available as a desulfurizing agent.
Mangaanin, Μη, ylärajaksi on asetettu 2,5 %, koska suurempi pitoisuus johtaisi haitalliseen mangaanin ja hiilen keskilinjasuotautumaan. Mangaanin, Mn, alarajaksi on asetettu 0,25 % toivottavan lujuuden aikaansaamiseksi joissakin tapauksissa.The upper limit for manganese, Μη, is set at 2.5%, since higher concentrations would lead to harmful midline filtration of manganese and carbon. The lower limit for manganese, Mn, is set at 0.25% to achieve desirable strength in some cases.
Alumiinin, AI, ylärajaksi on asetettu 2,5 %, koska suurempi pitoisuus vaikeuttaisi teräsaihion valua.The upper limit for aluminum, AI, is set at 2.5%, since a higher concentration would make it difficult to drain the steel billet.
Alumiinin, AI, ylärajaksi asetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, 1,5 %. Alumiinin, AI, alarajaksi asetetaan edullisesti 0,02 %, jotta riittävästi alumiinia olisi tarjolla sen toimimiseksi ainakin hapenpoistoaineena.The upper limit for aluminum, Al is preferably, but not necessarily, set at 1.5%. The lower limit for aluminum, Al, is preferably set at 0.02% to provide enough aluminum to function at least as an oxygen scavenger.
Kromin, Cr , ylärajaksi on asetettu 2,0 %, koska kromi vaikuttaa voimakkaasti hiiliekvivalenttiin (CEV), minkä tuloksena on heikentynyt hitsattavuus, ja lisäksi suuri kromipitoisuus voi johtaa juovaiseen rakenteeseen, joka huonontaa muokattavuutta. Kromin ylärajaksi asetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, 1,4 % näiden haittapuolien välttämiseksi. Kromin alarajaksi asetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, 0,1 % teräsputken toivottavan karkenevuuden aikaansaamiseksi.The upper limit for chromium, Cr, is set at 2.0%, since chromium has a strong effect on carbon equivalent (CEV), resulting in reduced weldability, and, in addition, high chromium content can lead to a streaky structure which impairs ductility. The upper limit for chromium is preferably, but not necessarily, set at 1.4% to avoid these drawbacks. The lower limit for chromium is preferably, but not necessarily, set at 0.1% to achieve the desired hardening of the steel tube.
Molybdeenin, Mo, ylärajaksi on asetettu 1,0 %. Edullisesti molybdeenin ylärajaksi asetetaan 0,5 %, koska molybdeeni vaikuttaa haitallisesti emoputken kuumavalssaukseen kuumareduktiotyöstövaiheessa kasvattamalla lujuutta korkeassa lämpötilassa. Molybdeenin, Mo, alarajaksi asetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, 0,05 %, koska otollinen molybdeeniseostus viivästää perliitin muodostusta jäähdytysvaiheen aikana 500 °C ylittävissä lämpötiloissa. Tästä syystä molybdeenin seostus saattaa olla edullista, erityisesti kun 500 °C ylittävissä lämpötiloissa tapahtuva jäähdytys toteutetaan käyttämällä hidasta ilmajäähdytystä.The upper limit for molybdenum, Mo, is set at 1.0%. Preferably, the upper limit for molybdenum is set at 0.5%, since molybdenum adversely affects the hot rolling of the parent tube during the hot reduction step by increasing the strength at high temperature. The lower limit for molybdenum, Mo, is preferably, but not necessarily, set at 0.05% because the favorable molybdenum doping delays perlite formation during the cooling step at temperatures above 500 ° C. For this reason, molybdenum doping may be advantageous, especially when cooling at temperatures above 500 ° C is achieved using slow air cooling.
Titaanin,Ti, niobiumin, Nb, ja vanadiumin, V, yhdistelmän kokonaispitoisuuden ylärajaksi on asetettu 0,3 %. Nämä mikroseostusalkuaineet kasvattavat myötölujuutta ja antavat teräsputkelle hienomman rakeisuuden, mikä voi myös edesauttaa hyvän muokattavuuden omaavan teräsputken aikaansaamista. Titaanin,Ti, niobiumin, Nb, ja vanadiumin, Y, yhdistelmän kokonaispitoisuudeksi asetetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, 0,01-0,08 %.The total concentration of the combination of titanium, Ti, niobium, Nb, and vanadium, V, is set at 0.3%. These microalloying elements increase yield strength and give the steel tube a finer granularity, which can also contribute to providing a highly malleable steel tube. The total concentration of the combination of titanium, Ti, niobium, Nb, and vanadium, Y, is preferably, but not necessarily, 0.01-0.08%.
Teräsputki voi myös sisältää nikkeliä, Ni, kuparia, Cu ja booria, B.The steel tube may also contain nickel, Ni, copper, Cu and boron, B.
Booria B ei välttämättä tarvita, mutta jos sitä seostetaan, boorin, B, ylärajaksi on asetettu 0,009 %. Booria voidaan seostaa karkenevuuden lisäämiseksi erityisesti siinä tapauksessa että muu seostustaso on alhainen, mikä muuten johtaa liian alhaiseen mangaaniekvivalenttiin.Boron B may not be needed, but if it is alloyed, the upper limit for boron B is set at 0.009%. Boron can be doped to increase hardening, especially when the other doping level is low, which otherwise results in a manganese equivalent too low.
Nikkeliä, Ni, ei välttämättä tarvita, mutta jos nikkeliä, Ni, seostetaan, sen ylärajaksi on asetettu 1,0 %. Ni:tä voidaan pääasiassa seostaa kuparin, Cu, mahdollisen läsnäolon vuoksi ja joissakin tapauksissa sitä saatetaan seostaa teräsputken sitkeyden parantamiseksi. Toimiakseen selitetyllä tavalla nikkelin alarajaksi asetetaan edullisesti 0,05 %.Nickel, Ni, may not be needed, but if nickel, Ni, is alloyed, its upper limit is set at 1.0%. Ni can be mainly doped due to the possible presence of copper, Cu, and in some cases may be doped to improve the toughness of the steel tube. In order to operate as described, the lower limit for nickel is preferably set at 0.05%.
Kuparia ei välttämättä tarvita, mutta siinä tapauksessa että kuparia, Cu, seostetaan, sen ylärajaksi on asetettu 1,0 %, koska suurempi pitoisuus vaikuttaa heikentävästi kuumamuokattavuuteen. Kuparin massapitoisuus valitaan edullisesti, mutta ei välttämättä, sellaiseksi, että se on alle puolet nikkelin, Ni, massapitoisuudesta, siis Cu(%) < Ni(%)/2.Copper may not be needed, but when copper, Cu, is alloyed, its upper limit is set at 1.0%, since higher content adversely affects hot workability. The mass concentration of copper is preferably, but not necessarily, selected to be less than half the mass content of nickel, Ni, i.e., Cu (%) <Ni (%) / 2.
Menetelmän ensimmäinen edullinen suoritusmuoto käsittää aikaansaamisvaiheen emoputken aikaansaamiseksi, joka emoputki sisältää massana 0,05- 0,14 %C, 0,4 % tai vähemmän Si, 0,5-1,5 % Mn, 0,7 % tai vähemmän Cr, 0,01 -0,5% Mo, 0,009 % tai vähemmän B %, ja 0,22 % tai vähemmän Ti + Nb +V.A first preferred embodiment of the method comprises the step of providing a parent tube containing 0.05 to 0.14% C, 0.4% or less Si, 0.5 to 1.5% Mn, 0.7% or less Cr, 0 , 01 -0.5% Mo, 0.009% or less B%, and 0.22% or less Ti + Nb + V.
Menetelmän toinen edullinen suoritusmuoto käsittää aikaansaamisvaiheen emoputken aikaansaamiseksi, joka emoputki sisältää massana 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,5-2,5 % Mn, 2.0 % tai vähemmän Cr, 0,01-0,1 % Mo, 0,009 % tai vähemmän B, ja 0,22 % tai vähemmän Ti + Nb +V.Another preferred embodiment of the method comprises the step of providing a parent tube containing 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.5-2.5% Mn, 2.0% or less Cr, 0.01-0, in mass. , 1% Mo, 0.009% or less B, and 0.22% or less Ti + Nb + V.
Teräsputki ja teräsputken edullisia ja vaihtoehtoisia suoritusmuotoja selitetään seuraavas sa yksityi skohtai semmin.The steel tube and the preferred and alternative embodiments of the steel tube will be explained in more detail below.
Teräsputki sisältää Fe:tä, väistämättömiä epäpuhtauksia, jäännöspitoisuuksia ja lisäksi massana 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,25 - 2,5 % Mn,The steel tube contains Fe, unavoidable impurities, residual contents, and additionally contains 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.25-2.5% Mn,
2,5 % tai vähemmän AI2.5% or less AI
2.0 % tai vähemmän Cr, 1.0 % tai vähemmän Mo, 0,3 % tai vähemmän Ti + Nb +V.2.0% or less Cr, 1.0% or less Mo, 0.3% or less Ti + Nb + V.
Teräsputken mangaaniekvivalentti on 1,3 - 3,9 seuraavan kaavan (1) määrittelemänäThe manganese equivalent of a steel tube is 1.3 to 3.9 as defined by the following formula (1)
Emoputken kemiallisten alkuaineiden ylä- ja alarajojen perusteet on esitetty menetelmän yksityiskohtaisen selityksen yhteydessä.The basics of upper and lower limits of the parent chemical elements are given in the detailed description of the method.
Teräsputken halkaisija voi vaihdella tuotantovälineistä riippuen. Teräsputken halkaisija on edullisesti, mutta ei välttämättä, 20 - 200 mm, edullisimmin 30 - 150 mm. Teräsputken profiili on edullisesti pyöreä, koska pyöreän teräsputken reduktiosuhde on yhtä suuri putken poikkileikkauksen joka kohdassa.The diameter of the steel tube may vary depending on the production equipment. The diameter of the steel tube is preferably, but not necessarily, 20 to 200 mm, most preferably 30 to 150 mm. The steel tube profile is preferably circular because the reduction ratio of the circular steel tube is equal at each point of the tube cross-section.
Teräsputken 0,2 %:n myötölujuus (Rpo?) on yli 250 MPa ja sen murtovetolujuus (Rm) on yli 450 MPa.The steel tube has a yield strength (Rpo?) Of more than 250 MPa and a breaking strength (Rm) of more than 450 MPa.
Teräsputken 0,2 %:n myötölujuus (Rpo,2) on edullisesti yli 300 MPa ja sen murtovetolujuus (Rm) on edullisesti 550 - 1200 MPa.The steel tube preferably has a yield strength (Rpo, 2) of more than 300 MPa and a tensile strength (Rm) of preferably 550 to 1200 MPa.
Erinomainen muokattavuus on luonnehdittavissa lukuisilla mekaanisilla ominaisuuksilla, kuten myötösuhde, n-arvo, karri olaaj ennus suhde, ja erityyppiset venymismittaukset. Keksinnön mukainen teräsputki voi saavuttaa erinomaisia arvoja useimmissa näissä mittauksissa, kuten näkyy taulukossa 3. Näiden ominaisuuksien tarkastelu yhdessä teräsputken lujuuden kanssa on myös oleellista.Excellent adaptability is characterized by a number of mechanical properties such as yield, n-value, curve-to-prediction ratio, and various types of elongation measurements. The steel tube according to the invention can achieve excellent values in most of these measurements, as shown in Table 3. Consideration of these properties together with the strength of the steel tube is also essential.
Teräsputken myötösuhde (Rpo,2/Rm) on edullisesti, mutta ei välttämättä, pienempi kuin 0,65, edullisesti pienempi kuin 0,6, edullisemmin pienempi kuin 0,55. Äärimmäisen alhainen myötösuhde (Rpo^/Rm) tarjoaa teräsputken erittäin hyvän muokattavuuden, koska teräsputki voi kestää runsaasti muodonmuutosta my ötöluj uuden yli ennenkuin se saavuttaa murtovetolujuuden. Alhaisen myötösuhteen ansiosta teräsputkesta valmistetulla lopullisella teräsosalla on toisaalta energianabsorbointikykyä sen tultua valmistetuksi teräsputkesta.The steel tube yield ratio (Rpo, 2 / Rm) is preferably, but not necessarily, less than 0.65, preferably less than 0.6, more preferably less than 0.55. The extremely low yield ratio (Rpo ^ / Rm) provides a very good formability of the steel tube, as the steel tube can undergo a high degree of deformation beyond its high strength before it reaches tensile strength. On the other hand, due to the low yield ratio, the final steel part made of steel tube has an energy absorbing capacity after it is made of steel tube.
Teräsputken muokkauslujittumiseksponentti, n-arvo, on edullisesti, mutta ei välttämättä, suurempi kuin 0,08, edullisesti suurempi kuin 0,10. Suuri n-arvo osoittaa erinomaista venymismuokkauskykyä. Käytännön muokkaustilanteissa suuri n-arvo antaa tulokseksi tasaantuneen jännitysgradientin, siis alhaisempiin n-arvoihin verrattuna paikallinen oheneminen suuren j ännityksen alueilla vähenee.Preferably, but not necessarily, the bending strength component of the steel tube is greater than 0.08, preferably greater than 0.10. A high n-value indicates excellent elasticity. In practical shaping situations, a high n-value will result in a steady-state stress gradient, i.e., local thinning in the high-tension regions will be reduced compared to lower n-values.
Teräsputkella on myös erinomaiset venymään liittyvät ominaisuudet, murtovenymä (A5) on yli 8 %, edullisesti yli 20 %, ja tasamittainen venymä (Ag) on yli 5 %, edullisesti yli 10%.The steel tube also has excellent elongation-related properties, the elongation at break (A5) is greater than 8%, preferably more than 20%, and the uniform elongation (Ag) is greater than 5%, preferably more than 10%.
Edelleen, ottaen lujuus huomioon, teräsputken murtovenymän (A5) ja myötölujuuden (Rm) välinen tulo on vähintään 15 000, edullisesti vähintään 17 000, jopa yli 20 000.Further, taking into account the strength, the product between the elongation at break (A5) and the yield strength (Rm) of the steel tube is at least 15,000, preferably at least 17,000, even more than 20,000.
Osassa teräsputkea on edullisesti, mutta ei välttämättä, mikrorakenne, joka sisältää yli 30 % ferriittiä, yli 5 % martensiittia ja/tai bainiittiaja alle 20 % jäännösausteniittia.Part of the steel tube preferably, but not necessarily, has a microstructure containing more than 30% ferrite, more than 5% martensite and / or bainite and less than 20% residual austenite.
Edullisimmin koko teräsputkessa on mikrorakenne, joka sisältää yli 30 % ferriittiä, yli 5 % martensiittia ja/tai bainiittiaja alle 20 % jäännösausteniittia.Most preferably, the entire steel tube has a microstructure containing more than 30% ferrite, more than 5% martensite and / or bainite and less than 20% residual austenite.
Taulukon 3 karkeiden mikrorakennemittausten perusteella teräsputkessa voi edullisesti olla mikrorakenne, joka sisältää yli 80 % pääfaasia (ferriittiä) ja yli 10 % toissijaisia faaseja (martensiittia ja/tai bainiittia ja mahdollisesti jäännösausteniittia). Mikrorakennemittaukset suoritettiin teräsputken näytettä syövyttämällä ja sitä seuraavan kuvankäsittelyn avulla.Based on the coarse microstructure measurements in Table 3, the steel tube may preferably have a microstructure containing more than 80% main phase (ferrite) and more than 10% secondary phases (martensite and / or bainite and possibly residual austenite). Microstructure measurements were performed by etching the steel tube sample and subsequent image processing.
Teräsputken erään edullisen suoritusmuodon mukaan mangaaniekvivalentti on 2,0 -3,9 kaavan (1) määrittelemänä. Tässä suoritusmuodossa on edullista, mutta ei välttämätöntä, käyttää yksityiskohtaisempaa koostumusta. Tämän suoritusmuodon mukaan teräsputki voi sisältää massana: 0,05 - 0,25 % C, 2.0 % tai vähemmän Si, 0,5 - 2,5 % Mn, 2.0 % tai vähemmän Cr, 0,01-0,1 % Mo, 0,009 % tai vähemmän B, ja 0,22 % tai vähemmän Ti + Nb +V.According to a preferred embodiment of the steel tube, the manganese equivalent is 2.0 to 3.9 as defined by formula (1). In this embodiment, it is preferred, but not necessary, to use a more detailed composition. According to this embodiment, the steel tube may contain by weight: 0.05-0.25% C, 2.0% or less Si, 0.5-2.5% Mn, 2.0% or less Cr, 0.01-0.1% Mo, 0.009% or less B, and 0.22% or less Ti + Nb + V.
Tässä edullisessa suoritusmuodossa teräsputken myötölujuus (Rpo,2) on edullisesti, mutta ei välttämättä, 400 - 700 MPa. Tässä edullisessa suoritusmuodossa teräsputken murtovenymä (A5) on edullisesti, mutta ei välttämättä, yli 8 %, edullisesti yli 10 %.In this preferred embodiment, the yield strength (Rpo, 2) of the steel tube is preferably, but not necessarily, 400 to 700 MPa. In this preferred embodiment, the elongation (A5) of the steel tube is preferably, but not necessarily, more than 8%, preferably more than 10%.
Edullisimmassa suoritusmuodossa teräsputken mangaaniekvivalentti on 1,3 - 2,0 kaavan (1) määrittelemänä. Tässä suoritusmuodossa on edullista, mutta ei välttämätöntä, käyttää yksityiskohtaisempaa koostumusta. Tämän suoritusmuodon mukaan teräsputki voi sisältää massana: 0,05- 0,14 %C, 0,4 % tai vähemmän Si, 0,5 - 1,5 % Mn, 0,7 % tai vähemmän Cr, 0,01 -0,5% Mo, 0,009 % tai vähemmän B, ja 0,22 % tai vähemmän Ti + Nb +V.In the most preferred embodiment, the manganese equivalent of the steel tube is 1.3 to 2.0 as defined by formula (1). In this embodiment, it is preferred, but not necessary, to use a more detailed composition. According to this embodiment, the steel tube may contain by weight: 0.05-0.14% C, 0.4% or less Si, 0.5-1.5% Mn, 0.7% or less Cr, 0.01-0. 5% Mo, 0.009% or less B, and 0.22% or less Ti + Nb + V.
Tässä edullisessa suoritusmuodossa teräsputken myötölujuus (Rpo,2) on edullisesti, mutta ei välttämättä, 300 - 500 MPa. Tämä edullinen suoritusmuoto voi myös antaa tulokseksi teräsputken, jonka murtovenymä (A5) on yli 15 %, edullisesti yli 20 %.In this preferred embodiment, the yield strength (Rpo, 2) of the steel tube is preferably, but not necessarily, from 300 to 500 MPa. This preferred embodiment may also result in a steel tube having an elongation at break (A5) of greater than 15%, preferably greater than 20%.
Esimerkkejäexamples
Taulukossa 1 esitettyihin teräskoostumuksiin kohdistettiin kuumennusvaihe, sitä seuraava kuumareduktiotyöstövaihe kuumavalssatun teräsputken muodostamiseksi emoputkesta, sekä kuumareduktiotyöstövaihetta seuraava jäähdytysvaihe. Kaikki näytteet jäähdytettiin lämpötila-alueella 500 - 300 °C 5 °C/s alittavalla jäähdytysnopeudella.The steel compositions shown in Table 1 were subjected to a heating step, followed by a hot reduction step to form a hot rolled steel tube from the parent tube, and a cooling step following the heat reduction step. All samples were cooled over a temperature range of 500-300 ° C at a cooling rate below 5 ° C / s.
Taulukon 2 sarakkeissa ”Emoputken halkaisija (mm)” ja ”Emoputken paksuus (mm)” näkyvät emoputkien mitat.The columns "Diameter of the tube (mm)" and "Thickness of the tube (mm)" in Table 2 show the dimensions of the tube.
Taulukossa 2 näkyvät myös tuotantoparametrit (Reduktio (%), Kuumennuslämpötila (°C), Lämpötila ennen kuumareduktiota (°C), Lämpötila kuumareduktion jälkeen (°C), ja Lämpötila ennen jäähdytystä (°C)). Näytetään myös se, onko Lämpötila kuumareduktion jälkeen (°C) korkeampi kuin Ari vai korkeampi kuin Ar3.Table 2 also shows the production parameters (Reduction (%), Heating temperature (° C), Temperature before heat reduction (° C), Temperature after heat reduction (° C), and Temperature before cooling (° C)). Also shown is whether the temperature after heat reduction (° C) is higher than Ari or higher than Ar3.
Taulukossa 3 näkyvät aikaansaadut ominaisuudet (Rpo,2, Rm, A5, Ag, Rpo,2/Rm, Rm * A5, karriolaajennussuhde (%), n-arvo, Charpy V (-40 °C), ja mikrorakennekoostumukset.Table 3 shows the obtained properties (Rpo, 2, Rm, A5, Ag, Rpo, 2 / Rm, Rm * A5, carrion expansion ratio (%), n value, Charpy V (-40 ° C), and microstructure compositions.
Karri olaajennussuhdemittaukset suoritettiin joidenkin teräsputkien kohdalta. Koeolosuhteet noudattivat standardia SFS EN ISO 8493. Putkesta leikatun koepalan päätä laajennettiin kartiomaisen tuurnan avulla kunnes putken reuna murtui. Koejärjestely on kuvattuna kuviossa 4. Teräsputken rengas mitattiin teräsputken päästä alkuvaiheessa (D) ja juuri ennen murtumista (Du). Väljennyssuhde (%) laskettiin näistä kahdesta mittauksesta D ja Du seuraavan kaavan mukaan:Karri shoulder expansion ratio measurements were performed for some steel tubes. The test conditions were in accordance with SFS EN ISO 8493. The end of the tube cut from the tube was expanded by a conical mandrel until the tube edge was broken. The experimental arrangement is illustrated in Figure 4. The steel tube ring was measured from the end of the steel tube in the initial stage (D) and just before the fracture (Du). The withdrawal ratio (%) was calculated from these two measurements D and Du according to the following formula:
Karri olaajennussuhde (%) = kokeen jälkeinen suurin ulkohalkaisiia Dn (mm) - putken alkuperäinen halkaisija D (mm) putken alkuperäinen halkaisija D (mm)Curve Shoulder Expansion Ratio (%) = Post-Test Maximum Outer Diameter Dn (mm) - Original Tube D (mm) Original Tube D (mm)
Teräs 1Steel 1
On määritelty että teräksen 2 kohdalta noin 730 °C on se lämpötila, jonka kohdalla austeniitin muuttuminen ferriitiksi käynnistyy (Ar3). Kaikki esimerkit tuotettiin kuumareduktion avulla, jonka päättymislämpötila ylitti lämpötilan Ar3.It is determined that for steel 2, about 730 ° C is the temperature at which the conversion of austenite to ferrite is initiated (Ar 3). All examples were produced by heat reduction with an end temperature above Ar3.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 1 kohdalta tuloksena oli teräsputkia joiden 0,2 %:n myötölujuus (Rpo,2) oli alueella 405 - 431 MPa.As shown in Table 3, steel 1 resulted in steel tubes having a yield strength (Rpo, 2) of 0.2% in the range of 405 to 431 MPa.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 1 kohdalta tuloksena oli teräsputkia joiden murtovetolujuus (Rm) oli alueella 793 - 815 MPa.As shown in Table 3, steel 1 resulted in steel tubes having a tensile strength (Rm) of 793 to 815 MPa.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 1 kohdalta tuloksena oli teräsputkia joiden myötösuhde (Rpo,2/Rm) oli alueella 0,50 - 0,53.As shown in Table 3, steel 1 resulted in steel tubes having a yield ratio (Rpo, 2 / Rm) in the range of 0.50 to 0.53.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 1 kohdalta tuloksena oli teräsputkia joiden murtovenymä (A5) oli alueella 21,2 - 21,9 % ja myös tasamittainen venymä (Ag) oli alueella 11,2 - 12,1, jotka molemmat ovat erinomaisia tuloksia.As shown in Table 3, for steel 1, steel tubes with an elongation at break (A5) of 21.2 to 21.9% and even elongation (Ag) at 11.2 to 12.1 were obtained, both of which are excellent results.
Teräs 2Steel 2
On määritelty että teräksen 2 kohdalta noin 745 °C on se lämpötila, jonka kohdalla austeniitin muuttuminen ferriitiksi käynnistyy (Ar3). Kaikki esimerkit, lukuun ottamatta koetta 1, koetta 7 ja koetta 30, tuotettiin kuumareduktion avulla, jonka päättymislämpötila T ylitti lämpötilan Ar3. Esimerkkikokeet 1, 7 ja 30 tuotettiin kuumareduktion avulla, jonka päättymislämpötila oli Ar3>T>Ari, mikä antoi tulokseksi alhaisemman murtovetolujuuden (Rm) mikä vuorostaan nostaa myötösuhdetta. Kuten näkyy taulukossa 3, esimerkiksi koe 30, jossa on koematriisin alhaisin kuumareduktion päättymislämpötila T, ollen 690 °C, antaa tulokseksi alhaisimman murtovetolujuuden (Rm), 671 MPa.For steel 2, it is determined that the temperature at which the conversion of austenite to ferrite is initiated (Ar 3) is about 745 ° C. All examples except Experiment 1, Experiment 7, and Experiment 30 were produced by heat reduction whose end temperature T exceeded Ar 3. Exemplary tests 1, 7 and 30 were produced by heat reduction with a termination temperature of Ar3> T> Ar1, resulting in a lower tensile strength (Rm) which in turn increases the yield ratio. As shown in Table 3, for example, Test 30, which has the lowest heat reduction end temperature T of the test matrix at 690 ° C, yields the lowest tensile strength (Rm) of 671 MPa.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden myötölujuus (Rpo,2) oli alueella 350 - 488 MPa.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes with yield strength (Rpo, 2) in the range of 350-488 MPa.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden murtovetolujuus (Rm) oli alueella 728 - 957 MPa.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes having a tensile strength (Rm) in the range of 728-957 MPa.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden myötösuhde (Rpo^/Rm) oli alueella 0,45 - 0,61.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes having a yield ratio (Rpo ^ / Rm) in the range of 0.45 to 0.61.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden murtovenymä (A5) oli alueella 20,9 - 31,2 % ja myös tasavenymä (Ag) oli alueella 11,1 - 16,8, jotka molemmat ovat erinomaisia tuloksia.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes having a elongation at break (A5) in the range of 20.9 to 31.2% and also a flat strain (Ag) in the range of 11.1 to 16.8, both of which are excellent results.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden n-arvo oli korkea, mikä merkitsee erittäin hyvää muokattavuutta ottaen huomioon lujuuden taso.As shown in Table 3, for steel 2, the result was steel tubes with a high n-value, which means very good workability, given the level of strength.
Useimpien mitattujen näytteiden n-arvo ylitti arvon 0,10 tai jopa arvon 0,12.For most of the samples measured, the n value exceeded 0.10 or even 0.12.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden Charpy V -mittauksiin perustuva sitkeä murtumakäyttäytyminen tarjosi yli 50 J/cm2 lämpötilassa -40 °C mitattuna keksinnön mukaisesta teräsputkesta otetun 10*3 mm:n koesauman avulla. Iskusitkeystulokset ovat parempia suuremmalla reduktiosuhteella ja reduktiosuhde on edullisimmin yli 30 %.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes having a Charpy V toughness crack behavior of more than 50 J / cm 2 at -40 ° C as measured by a 10 * 3 mm test seam of the steel tube of the invention. Impact strength results are better at a higher reduction ratio and most preferably have a reduction ratio above 30%.
Kuten näkyy taulukossa 3, teräksen 2 kohdalta tuloksena oli teräsputkia, joiden kartiolaajennussuhde (%) oli yli 10 %, jopa yli 20 %. Tulokset ovat yllättävän hyviä ottaen huomioon kyseisen teräsputken erittäin alhainen myötösuhde.As shown in Table 3, steel 2 resulted in steel tubes having a cone expansion ratio (%) of more than 10%, even more than 20%. The results are surprisingly good considering the very low yield ratio of the steel tube in question.
Taulukko 1: KoekoostumuksetTable 1: Test compositions
Taulukko 2: tuotantoparametritTable 2: Production parameters
Taulukko 3: aikaansaadut ominaisuudet ja mikrorakennekoostumusTable 3: Properties obtained and microstructure composition
M = pääfaasi (oleellisesti ferriittiä), S = toissijaiset fasit (sisältäen martensiittia + bainiittia + mahdollisesti jäännösausteniittia)M = main phase (essentially ferrite), S = secondary fascia (containing martensite + bainite + possibly residual austenite)
Alan ammattimiehelle on ilmeistä, että teknologian edistymisen myötä keksinnön perusidean voi toteuttaa erinäisin tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät sen tähden rajoitu edellä oleviin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.It will be obvious to a person skilled in the art that, with the advancement of technology, the basic idea of the invention can be implemented in various ways. The invention and its embodiments are therefore not limited to the above examples, but may vary within the scope of the claims.
Claims (26)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115663A FI125290B (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe |
PCT/FI2012/050652 WO2012175814A1 (en) | 2011-06-23 | 2012-06-21 | Method for producing a steel tube and a highly formable and high strength multiphase steel tube |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115663 | 2011-06-23 | ||
FI20115663A FI125290B (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20115663A0 FI20115663A0 (en) | 2011-06-23 |
FI20115663A FI20115663A (en) | 2012-12-24 |
FI125290B true FI125290B (en) | 2015-08-14 |
Family
ID=44206871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20115663A FI125290B (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI125290B (en) |
WO (1) | WO2012175814A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104841720B (en) * | 2015-05-12 | 2017-06-16 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | The method that heavy caliber thick wall Gr15 bushed bearings are produced with steel ingot |
CN104907352B (en) * | 2015-05-20 | 2017-01-04 | 湖州华特不锈钢管制造有限公司 | A kind of stainless steel tube production method for condenser |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5818410B2 (en) * | 1977-12-06 | 1983-04-13 | 新日本製鐵株式会社 | Method for manufacturing high ductility low yield ratio hot rolled high tensile strength thin steel sheet |
US4406713A (en) * | 1981-03-20 | 1983-09-27 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method of making high-strength, high-toughness steel with good workability |
US6312536B1 (en) * | 1999-05-28 | 2001-11-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Hot-dip galvanized steel sheet and production thereof |
US8920583B2 (en) * | 2007-07-23 | 2014-12-30 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel pipe excellent in deformation characteristics and method of producing the same |
FI122143B (en) * | 2009-10-23 | 2011-09-15 | Rautaruukki Oyj | Procedure for the manufacture of a high-strength galvanized profile product and profile product |
KR100981856B1 (en) * | 2010-02-26 | 2010-09-13 | 현대하이스코 주식회사 | Method of manufacturing high strength steel sheet with excellent coating characteristics |
-
2011
- 2011-06-23 FI FI20115663A patent/FI125290B/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-21 WO PCT/FI2012/050652 patent/WO2012175814A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20115663A0 (en) | 2011-06-23 |
FI20115663A (en) | 2012-12-24 |
WO2012175814A1 (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5131794B2 (en) | High-strength austenitic stainless steel for high-pressure hydrogen gas | |
KR100711612B1 (en) | Tube d'acier pour systeme de coussin de securite gonflable et procede de production associe | |
JP4833835B2 (en) | Steel pipe with small expression of bauschinger effect and manufacturing method thereof | |
CN1894434B (en) | Steel plates for ultra-high-strength linepipes and ultra-high-strength linepipes having excellent low-temperature toughness and manufacturing methods thereof | |
KR101802255B1 (en) | Heavy wall electric resistance welded steel pipe for line pipe and method for manufacturing the same | |
JP5142141B2 (en) | Hot-rolled steel sheets for hydroforming, steel pipes for hydroforming, and methods for producing them | |
KR20160143732A (en) | Steel plate and method of producing same | |
JP6048621B1 (en) | High strength ERW steel pipe, method for manufacturing steel sheet for high strength ERW steel pipe, and method for manufacturing high strength ERW steel pipe | |
WO2006046503A1 (en) | Steel pipe for air bag inflator and method for production thereof | |
JP6252291B2 (en) | Steel sheet and manufacturing method thereof | |
WO2006132441A1 (en) | Oil well pipe for expandable-tube use excellent in toughness after pipe expansion and process for producing the same | |
CN1902330A (en) | Low carbon alloy steel tube having ultra high strength and excellent toughness at low temperature and method of manufacturing the same | |
TW201217199A (en) | Process for producing steel pipe for air bag | |
JP4507708B2 (en) | Low yield ratio high strength high toughness steel sheet manufacturing method | |
JP2010248621A (en) | Method for manufacturing high-strength high-toughness steel | |
AU2019200246A1 (en) | Steel material and expandable oil country tubular goods | |
FI125290B (en) | Method of manufacturing a steel pipe and steel pipe | |
JP2009280902A (en) | Copper-containing composite bainitic steel, and method for producing the same | |
CN111542621A (en) | High-strength high-toughness hot-rolled steel sheet and method for producing same | |
KR20190034285A (en) | Seamless steel pipe and manufacturing method thereof | |
KR101143029B1 (en) | High strength, toughness and deformability steel plate for pipeline and manufacturing metod of the same | |
JP5055899B2 (en) | Method for producing high-strength welded steel pipe excellent in weld heat-affected zone toughness and having tensile strength of 760 MPa or more, and high-strength welded steel pipe | |
EP3572547A1 (en) | Rolled h-shaped steel and method for manufacturing same | |
JP5194807B2 (en) | Manufacturing method of high yield strength and high toughness thick steel plate | |
JP2006104498A (en) | High purity ferritic steel sheet having excellent workability and low temperature toughness |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 125290 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
MM | Patent lapsed |