RU2276695C1 - Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes - Google Patents
Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276695C1 RU2276695C1 RU2004133365/02A RU2004133365A RU2276695C1 RU 2276695 C1 RU2276695 C1 RU 2276695C1 RU 2004133365/02 A RU2004133365/02 A RU 2004133365/02A RU 2004133365 A RU2004133365 A RU 2004133365A RU 2276695 C1 RU2276695 C1 RU 2276695C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- steel
- production
- stainless steel
- ingots
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нержавеющим сталям, и может быть использовано при производстве труб повышенной коррозионной стойкости различного назначения в машиностроительных отраслей промышленности, например для строительства трубопроводов, транспортирующих агрессивные в коррозионном отношении среды (водные среды, содержащие ионы хлора, сероводород, углекислый газ и т.д.). Обычные стали в таких условиях могут быть подвержены общей и локальной коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением, коррозионной эрозии, что в свою очередь приведет к повреждениям трубопровода.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to stainless steels, and can be used in the manufacture of pipes of increased corrosion resistance for various purposes in engineering industries, for example, for the construction of pipelines transporting corrosive corrosive media (aqueous media containing chlorine ions, hydrogen sulfide, carbon dioxide, etc.). Conventional steels in such conditions can be subject to general and local corrosion, stress corrosion cracking, corrosion erosion, which in turn will lead to damage to the pipeline.
Следует отметить, что на коррозионную стойкость стали и ее прочностные свойства влияют химический состав, параметры микроструктуры стали, количество, состав и свойства неметаллических включений, а способ производства стали должен предусматривать минимальное легирование в процессе выплавки, обеспечивая высокую степень чистоты по неметаллическим включениям.It should be noted that the chemical composition, the microstructure of the steel, the amount, composition and properties of non-metallic inclusions affect the corrosion resistance of steel and its strength properties, and the method of steel production should include minimal alloying during the smelting process, providing a high degree of purity for non-metallic inclusions.
Из уровня техники известна мартенситная нержавеющая сталь для производства труб (см. ЕР 0178338, С 22 С 38/18, 23.04.1986). Сталь содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%:Martensitic stainless steel for pipe production is known in the art (see EP 0178338, C 22 C 38/18, 04/23/1986). Steel contains components in the following ratio, wt.%:
один или более элементов из группы:one or more elements from the group:
Также из уровня техники известен способ производства стали для труб с повышенной коррозионной стойкостью, включающий выплавку стали, ее разливку, ускоренное охлаждение полученной заготовки в воде и ее термообработку (см. RU 2184155 С2, C 21 D 8/10, 27.06.2002).Also known from the prior art is a method of manufacturing steel for pipes with increased corrosion resistance, including steel smelting, casting, accelerated cooling of the resulting billet in water and its heat treatment (see RU 2184155 C2, C 21 D 8/10, 06/27/2002).
Наиболее близким аналогом к заявленной группе изобретений по совокупности существенных признаков и назначению является SU 1686026 А1, С 22 С 38/48, 23.10.1991, из которого известна конструкционная нержавеющая сталь, используемая для изготовления сварных труб трубопроводов высокого давления, и способ производства труб из нержавеющей стали. Рассматриваемая сталь данного состава и полученная данным способом обладает повышенной прочностью, пластичностью и стойкостью против межкристаллитной коррозии сварных соединений. Сталь содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%:The closest analogue to the claimed group of inventions for the combination of essential features and purpose is SU 1686026 A1, C 22 C 38/48, 10.23.1991, of which structural stainless steel is known, used for the manufacture of welded pipes of high pressure pipelines, and a method of manufacturing pipes from of stainless steel. The considered steel of this composition and obtained by this method has increased strength, ductility and resistance to intergranular corrosion of welded joints. Steel contains components in the following ratio, wt.%:
Способ включает выплавку стали, ее разливку в слитки, деформацию и последующую термообработку.The method includes steel smelting, its casting into ingots, deformation and subsequent heat treatment.
Недостатком стали, раскрытой в наиболее близком аналоге, является пониженные механические свойства, в частности предел текучести при температуре 350°С. При этом качество поверхности труб было низким (Rz=80 мкм и грубее), поэтому требовалась дополнительная операция "овализации" труб - холодная деформация в правильной машине - с последующим шлифованием поверхности с целью удаления следов овализации, что, естественно, приводит к дополнительным трудозатратам.The disadvantage of the steel disclosed in the closest analogue is reduced mechanical properties, in particular yield strength at a temperature of 350 ° C. At the same time, the surface quality of the pipes was low (Rz = 80 μm and coarser), therefore, an additional operation was required to “ovulate” the pipes — cold deformation in the correct machine — followed by grinding the surface in order to remove traces of ovalization, which, of course, leads to additional labor costs.
Техническим результатом изобретения является создание новой марки нержавеющей стали для производства труб, в том числе и труб "большого" диаметра (⌀ 159-219 мм), имеющей сбалансированный химический и фазовый состав и обладающей повышенным уровнем механических свойств, в частности, повышенным уровнем значений предела текучести (σ0,2) при температуре 350°С, а также снижение трудозатрат при производстве труб из заявленной стали за счет исключения дополнительных операций по обработке труб.The technical result of the invention is the creation of a new grade of stainless steel for the production of pipes, including pipes of "large" diameter (⌀ 159-219 mm), having a balanced chemical and phase composition and having an increased level of mechanical properties, in particular, an increased level of limit values yield strength (σ 0.2 ) at a temperature of 350 ° C, as well as reducing labor costs in the production of pipes from the declared steel due to the exclusion of additional pipe processing operations.
Технический результат достигается тем, что предложена нержавеющая сталь для производства труб, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, железо и неизбежные примеси, при этом она дополнительно содержит алюминий, титан и бор, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the proposed stainless steel for the production of pipes containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, iron and inevitable impurities, while it additionally contains aluminum, titanium and boron, in the following ratio of components, wt.% :
при этом отношение титана к углероду в стали составляет 7-10,the ratio of titanium to carbon in steel is 7-10,
а также способ производства труб из нержавеющей стали, включающий выплавку стали, ее разливку в слитки, деформацию слитков в трубную заготовку, горячее прессование, последующую термообработку, при этом выплавляют нержавеющую сталь, после разливки стали и деформации слитка проводят прессование трубной заготовки в трубы и последующее ускоренное охлаждение прессованных труб в воде, а термообработку проводят путем аустенизации при температуре 1030-1050°С с выдержкой в течение 1 мин/мм толщины стенки трубы и охлаждением на воздухе.as well as a method of manufacturing stainless steel pipes, including steel smelting, casting it into ingots, deformation of ingots into a pipe billet, hot pressing, subsequent heat treatment, stainless steel is smelted, and after steel casting and deformation of the ingot, the pipe billet is pressed into pipes and subsequent accelerated cooling of pressed pipes in water, and heat treatment is carried out by austenization at a temperature of 1030-1050 ° C with holding for 1 min / mm of the pipe wall thickness and cooling in air.
При этом неизбежными и нежелательными примесями в стали являются сера, фосфор и медь.At the same time, sulfur, phosphorus and copper are inevitable and undesirable impurities in steel.
Микролегирование стали бором (0,002-0,005 мас.%) способствует измельчению аустенитного зерна за счет вытеснения избыточных фаз, в том числе карбидных, с границ в тело зерна, что сказалось на повышении прочностных свойств стали на 25-30% при 350°С. Это позволило получить требуемый комплекс физико-механических свойств труб, в том числе σ0,2 при 350°С, что исключило необходимость проведения дополнительных операций по овализации и последующей шлифовки труб.The microalloying of steel with boron (0.002-0.005 wt.%) Contributes to the grinding of austenitic grain due to the displacement of excess phases, including carbide, from the boundaries into the grain body, which affected the increase in the strength properties of steel by 25-30% at 350 ° C. This made it possible to obtain the required set of physicomechanical properties of pipes, including σ 0.2 at 350 ° C, which eliminated the need for additional ovalization operations and subsequent grinding of pipes.
Уменьшение содержания кремния в стали и введение алюминия в предлагаемых пределах позволит повысить прочностные свойства и свариваемость без снижения коррозионной стойкости за счет торможения роста аустенитного зерна.A decrease in the silicon content in the steel and the introduction of aluminum within the proposed range will increase the strength properties and weldability without reducing corrosion resistance due to inhibition of the growth of austenitic grain.
Содержание молибдена снижено за счет дополнительного легирования титаном, который так же, как и молибден, является карбидообразующим элементом и имеет по сравнению с молибденом большее сродство к углероду.The molybdenum content is reduced due to additional alloying with titanium, which, like molybdenum, is a carbide-forming element and has a greater affinity for carbon compared to molybdenum.
Соотношение титана к углероду в стали выбрано в диапазоне 7-10, поскольку именно при таком соотношении титан позволяет эффективно связывать углерод и азот, являющийся примесью. При этом увеличивается усвоение титана расплавом стали. Изменение этого соотношения приведет к появлению оксидов титана и увеличению загрязненности стали неметаллическими включениями.The ratio of titanium to carbon in steel is selected in the range of 7-10, since it is with this ratio that titanium allows efficient bonding of carbon and nitrogen, which is an impurity. This increases the absorption of titanium by molten steel. A change in this ratio will lead to the appearance of titanium oxides and an increase in the contamination of steel with non-metallic inclusions.
Выбранный вид термообработки, а именно температурный интервал нагрева для аустенизации, связан с предотвращением возможности перегрева наследственно мелкозернистой структуры, что приведет к снижению всех механических свойств стали. Выдержка в течение 1 мин на мм толщины стенки трубы дает возможность в полной мере пройти процессу перераспределения легирующих компонентов и процессу наследования исходной структуры.The selected type of heat treatment, namely, the temperature range of heating for austenization, is associated with the prevention of the possibility of overheating of the hereditarily fine-grained structure, which will lead to a decrease in all mechanical properties of steel. Exposure for 1 min per mm of the wall thickness of the pipe makes it possible to fully go through the process of redistribution of alloying components and the process of inheritance of the original structure.
Пример. Была проведена серия лабораторных плавок и исследований структуры стали и ее механических свойств: плавка стали с содержанием бора 0,002, 0,003 и 0,005 мас.%, последующая разливка в слитки 15 кг, их деформация прессованием в трубы и термическая обработка по заданным режимам. После прессования проводили ускоренное охлаждение труб в воду для фиксации структуры и не допущения роста аустенитного зерна.Example. A series of laboratory swimming trunks and studies of the structure of steel and its mechanical properties were carried out: steel melting with boron content of 0.002, 0.003 and 0.005 wt.%, Subsequent casting into ingots of 15 kg, their deformation by pressing into pipes and heat treatment according to specified conditions. After pressing, accelerated cooling of the pipes into water was carried out to fix the structure and prevent the growth of austenitic grain.
Проведенный химический анализ показал содержания легирующих компонентов и примесей, которые представлены в табл.1 Механические свойства представлены в табл.2. Микроструктуры полученной стали после термической обработки представлена на фиг.1 и 2.The chemical analysis showed the content of alloying components and impurities, which are presented in Table 1. The mechanical properties are presented in Table 2. The microstructure of the obtained steel after heat treatment is presented in figures 1 and 2.
Химический состав нержавеющей стали для производства труб, мас.%Table 1
The chemical composition of stainless steel for the production of pipes, wt.%
Где плавка №1 соответствует стали из наиболее близкого аналога, плавки №2, 3, 4 соответствуют составу заявляемой стали с содержанием бора соответственно 0,002, 0,003 и 0,005 мас.%.Where smelting No. 1 corresponds to steel from the closest analogue, melting No. 2, 3, 4 correspond to the composition of the inventive steel with a boron content of 0.002, 0.003 and 0.005 wt.%, Respectively.
Механические свойства при 20 и 350°С, термообработка 1050°Сtable 2
Mechanical properties at 20 and 350 ° С, heat treatment 1050 ° С
Измерения проводились и рассчитывались, как среднее из 5 полученных значений.The measurements were carried out and calculated as the average of 5 obtained values.
Размер аустенитного зерна, охарактеризованный номером (баллом), был определен по стандартной шкале микроструктур (ГОСТ 5639-65). Полученные данные показали, что аустенитное зерно является мелкозернистым. Следовательно, при использовании предложенной марки стали и при проведении вышеописанной термической обработки размер зерна уменьшается, что положительно сказывается на механических свойствах стали.The size of the austenitic grain, characterized by the number (score), was determined according to the standard scale of microstructures (GOST 5639-65). The data obtained showed that the austenitic grain is fine-grained. Therefore, when using the proposed steel grade and during the above-described heat treatment, the grain size decreases, which positively affects the mechanical properties of the steel.
Пример. Выплавляют сталь в электропечи с разливкой при т-ре 1560°С, затем осуществляют разливку ее в слитки, деформация слитков в трубную заготовку диаметром 150 мм осуществляется при температуре 1120°С. Обдирка трубной заготовки осуществляется до шероховатости RZ - 80 мкм; далее горячее прессование с усилием 2200 т трубной заготовки на прессе в трубу, термообработка трубы методом закалки от 1030°С с охлаждением в воде с последующей отделкой.Example. Steel is smelted in an electric furnace with casting at a temperature of 1560 ° C, then it is cast into ingots, the ingots are deformed into a pipe billet with a diameter of 150 mm at a temperature of 1120 ° C. Peeling of the tube billet is carried out to a roughness of RZ - 80 μm; then hot pressing with a force of 2200 tons of tube billet on a press into a pipe, heat treatment of the pipe by quenching from 1030 ° C with cooling in water, followed by finishing.
Таким образом, использование предложенной стали существенно повысит прочностные характеристики, в том числе предел текучести при 350°С, и снизит трудозатраты при производстве труб.Thus, the use of the proposed steel will significantly increase the strength characteristics, including yield strength at 350 ° C, and reduce labor costs in the production of pipes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133365/02A RU2276695C1 (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133365/02A RU2276695C1 (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2276695C1 true RU2276695C1 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=36658358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004133365/02A RU2276695C1 (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276695C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552805C2 (en) * | 2011-03-24 | 2015-06-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Austenite alloy pipe and method of its manufacturing |
RU2809290C1 (en) * | 2023-10-02 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (АО "ЧТПЗ") | Method for producing cold-worked pipes from austenitic stainless steel of type “08х18н10т” |
-
2004
- 2004-11-16 RU RU2004133365/02A patent/RU2276695C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552805C2 (en) * | 2011-03-24 | 2015-06-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Austenite alloy pipe and method of its manufacturing |
RU2809290C1 (en) * | 2023-10-02 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (АО "ЧТПЗ") | Method for producing cold-worked pipes from austenitic stainless steel of type “08х18н10т” |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107208212B (en) | Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for producing same | |
AU2014294080B2 (en) | High-strength steel material for oil well and oil well pipes | |
JP5097017B2 (en) | Manufacturing method of high Cr ferritic heat resistant steel | |
JP6451874B2 (en) | High strength seamless steel pipe for oil well and method for producing the same | |
WO2006109664A1 (en) | Ferritic heat-resistant steel | |
JP5088455B2 (en) | Duplex stainless steel | |
WO2014192251A1 (en) | Seamless steel pipe for line pipe used in sour environment | |
RU2691446C1 (en) | High-alloy steel and method for production of pipes from this steel by internal high-pressure forming | |
JP5217277B2 (en) | Manufacturing method of high alloy pipe | |
JP5477089B2 (en) | Manufacturing method of high strength and high toughness steel | |
CN108884540B (en) | Austenitic stainless steel and method for producing same | |
JP3463617B2 (en) | Austenitic heat-resistant steel for seamless steel pipes with excellent hot workability | |
JP2011195880A (en) | Austenitic stainless steel | |
RU2584315C1 (en) | Structural cryogenic austenite high-strength corrosion-resistant, including bioactive media, welded steel and method of processing | |
JP5246280B2 (en) | Steel sheet for high strength steel pipe and high strength steel pipe | |
RU2276695C1 (en) | Stainless steel for production of pipes and method of production of stainless steel pipes | |
JP7333327B2 (en) | new duplex stainless steel | |
JP3598771B2 (en) | Martensitic stainless steel excellent in hot workability and sulfide stress cracking resistance, method of bulk rolling thereof, seamless steel pipe using these, and method of manufacturing the same | |
WO2014024234A1 (en) | Steel plate for high strength steel pipe and high strength steel pipe | |
JPH08120345A (en) | Production of martensitic stainless steel seamless tube excellent in corrosion resistance | |
JP3518517B2 (en) | Manufacturing method of high chromium / ferritic heat resistant steel | |
JP2001288532A (en) | High strength and high toughness seamless steel pipe for line pipe | |
EP3797013B1 (en) | An austenitic nickel-base alloy | |
JP2000248340A (en) | Precipitation hardening type martensitic ferrous heat resistant alloy | |
JPH08239735A (en) | Cast austnitic stainless steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061117 |