RU2277604C1 - Сталь низколегированная повышенной прочности - Google Patents
Сталь низколегированная повышенной прочности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277604C1 RU2277604C1 RU2005103223/02A RU2005103223A RU2277604C1 RU 2277604 C1 RU2277604 C1 RU 2277604C1 RU 2005103223/02 A RU2005103223/02 A RU 2005103223/02A RU 2005103223 A RU2005103223 A RU 2005103223A RU 2277604 C1 RU2277604 C1 RU 2277604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- nickel
- niobium
- manganese
- strength
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам сталей для изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра с увеличенным ресурсом эксплуатации. Сталь низколегированная повышенной прочности содержит компоненты в следующем соотношении компонентов в мас.%: углерод 0,17-0,24; марганец 0,35-0,65; кремний 0,17-0,37; ниобий 0,05-0,08; хром 0,20-0,50; никель 0,20-0,50; железо - остальное, при выполнении соотношения: {[Марганец]+0,3×[Хром]+0,5×[Никель]+0,7[Медь]}/[Ниобий]=10÷20. Технический результат изобретения заключается в улучшении показателей ударной вязкости в сочетании с повышением прочностных свойств металлопроката в горячем и термообработанном состоянии, в повышении конструктивной прочности и эксплуатационных характеристик электросварных прямошовных нефтегазопроводных труб. 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей, применяемых для изготовления электросварных прямошовных газонефтепроводных труб большого диаметра, подвергающихся при эксплуатации высоким статическим и циклическим нагружениям, ударным нагрузкам в диапазоне температур от 50 до -50°С и коррозионному воздействию перекачиваемых продуктов.
Известен ряд низколегированных сталей повышенной прочности, предназначенных для изготовления такого рода металлопродукции.
Например, сталь (Патент РФ №2062793, МПК C 21 D 8/02, 1995) следующего состава, мас.%:
Углерод | 0,05-0,30 |
Марганец | 0,30-2,00 |
Кремний | 0,15-1,00 |
Титан | 0,005-0,050 |
Хром | 0,03-1,00 |
Азот | 0,003-0,025 |
Медь | 0,02-0,50 |
Никель | 0,03-1,00 |
Алюминий | 0,005-0,060 |
Сера | 0,005-0,050 |
Фосфор | 0,005-0,050 |
Железо | Остальное |
Сталь такого состава характеризуется относительно низкими показателями низкотемпературной вязкости и пониженной стойкостью к коррозионному воздействию перекачиваемых по трубопроводам продуктов.
Известна также сталь (Патент РФ №2156310, МПК C 21 D 8/02, 2000), содержащая, мас.%:
Углерод | 0,07-0,17 |
Марганец | 0,50-1,50 |
Кремний | 0,20-0,80 |
Титан | 0,005-0,035 |
Азот | 0,005-0,012 |
Ванадий | 0,03-0,15 |
Ниобий | 0,02-0,06 |
Алюминий | 0,020-0,060 |
Сера | 0,003-0,012 |
Фосфор | 0,004-0,025 |
Железо | Остальное |
Однако эта сталь также обладает недостаточно высокими показателями прочностных свойств, хладостойкости и стойкости против коррозионного воздействия перекачиваемых по трубопроводам продуктов.
Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является взятая за прототип сталь (Патент РФ №2124571, МПК C 21 D 8/02, 1998), мас.%:
Углерод | 0,05-0,20 |
Кремний | 0,15-0,50 |
Марганец | 0,30-1,00 |
Хром | 0,15-0,60 |
Никель | 0,15-0,60 |
Кобальт | 0,005-0,1 |
Азот | 0,003-0,015 |
Алюминий | 0,01-0,1 |
Сера | 0,001-0,03 |
Фосфор | 0,001-0,05 |
Железо | Остальное |
Недостатком этой стали являются невысокие показатели по ударной вязкости в сочетании с недостаточно высокими показателями прочностных свойств, что влияет на эксплуатационные характеристики металлопродукции, в том числе на стойкость к коррозионному воздействию перекачиваемых по трубопроводам продуктов.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения - улучшение показателей ударной вязкости в сочетании с повышением прочностных свойств металлопроката в горячекатаном и термообработанном состоянии, повышение конструктивной прочности и эксплуатационных характеристик электросварных прямошовных нефтегазопроводных труб.
Технический результат достигается тем, что в состав заявляемой стали, содержащей углерод, кремний, марганец и железо, дополнительно введен хром, никель и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,17-0,24 |
Марганец | 0,35-0,65 |
Кремний | 0,17-0,37 |
Ниобий | 0,05-0,08 |
Хром | 0,20-0,50 |
Никель | 0,20-0,50 |
Железо | Остальное |
при выполнении соотношения:
В качестве примесей в стали допускаются сера и фосфор в пределах 0,001-0,015% и 0,001-0,0020% соответственно, а также медь - до 0,30% и азот до 0,012%.
Выбранное соотношение компонентов определяется следующими факторами.
Углерод - основной химический элемент в стали, который определяет ее прочностные и эксплуатационные характеристики. Нижний предел 0,17% ограничен необходимостью получения требуемого комплекса прочностных свойств основного металла труб. Верхний предел углерода 0,24% ограничен необходимостью обеспечения высоких вязких свойств.
Марганец - в пределах 0,35-0,65% обеспечивает требуемое сочетание прочностных и вязких свойств за счет усиления влияния ниобия на устойчивость переохлажденного аустенита.
Ниобий - нижний предел содержания ниобия 0,05% является пределом, ниже которого ниобий не оказывает ощутимого положительного влияния на измельчение зерна и хладостойкость стали данного химического состава; при содержании ниобия более 0,08% наблюдается образование излишней карбонитридной фазы этого элемента, приводящее к понижению пластичности стали и показателей ударной вязкости.
Хром - в пределах 0,20-0,50% в сочетании с никелем в пределах 0,20-0,50% обеспечивает получение большего количества перлитной составляющей в структуре металла, что приводит к повышению прочностных свойств и низкотемпературной вязкости, а также за счет образования комплексных оксидных соединений понижает склонность стали к корродированию в коррозионноактивной среде, образованной попутными продуктами добычи нефти и сырого газа.
Экспериментально было установлено, что наиболее влияющим параметром на получение оптимального комплекса свойств - прочностных, пластических, вязких и коррозионных - является соотношение:
При величине данного соотношения менее 10 металл листового проката обладает хорошей вязкостью, но недостаточной прочностью и невысокой стойкостью против коррозионного воздействия перекачиваемых продуктов.
При величине данного соотношения более 20 наблюдалось заметное повышение прочностных свойств стали (за счет усиления твердорастворного упрочнения благодаря таким элементам как марганец, хром и никель), а также происходит улучшение стойкости против коррозионного воздействия (за счет хрома, никеля и меди). Тем не менее, при этом резко ухудшались вязкие свойства металла и хладостойкость, особенно при отрицательных температурах, а также пластичность.
Оптимальное сочетание прочностных (σт=340-440 Н/мм2, σв=510-630 Н/мм2), пластических (δ5 не менее 25%), вязких (KCV при минус 20°С не менее 60 Дж/см2) характеристик, а также низкой скорости коррозии в коррозионно-активных средах (0,2-0,4 мм/год) наблюдается при обеспечении вышеуказанного соотношения в пределах от 10 до 20.
Сталь предлагаемого состава обеспечивает необходимое сочетание прочностных свойств, пластичности, вязкости (хладостойкости) и коррозионной стойкости металла листового проката для сварных труб (табл.1-2).
Анализ технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с признаками в заявляемом решении, и признать его изобретением, так как оно является новым, соответствует критерию изобретательского уровня и промышленно применимо.
Пример. Сталь выплавляют в электропечи. После выпуска металла из печи производят его обработку в ковше и разливают на слитки в изложницы. При этом легирование стали хромом и никелем осуществляют за счет использования при выплавке хромоникелевых шихтовых материалов с дополнительным вводом феррохрома и ферроникеля при ковшевой обработке. При внепечной обработке металла в ковше также проводят окончательное раскисление металла, его рафинирование, гомогенизирующую продувку нейтральным газом и модифицирующую обработку силикокальцием. В результате выплавки и внепечной обработки получают сталь следующего состава, мас.%: С - 0,21%, Mn - 0,62%, Si - 0,34%, Nb - 0,05%, S - 0,004%, P - 0,007%, Cr - 0,36%, Ni - 0,31%, железо - остальное. Сталь дополнительно содержит Cu - 0,12% и Al - 0,031%.
Разливку стали в изложницы осуществляют при температуре 1540-1545°С. Слитки выдерживают в изложницах не менее 3 часов, раздевают и подвергают аустенизации при температуре 1200-1300°С в течение 4 часов. После аустенизации производят нагрев слитков до температуры 1250-1280°С, прокатку их на слябинге и охлаждение слябов. Затем в реверсивном режиме производят предварительную деформацию за 9 проходов и окончательную деформацию за 8 проходов с температурой окончания деформации 750-950°С до получения листового проката.
После окончания процесса деформации осуществляют окончательное охлаждение листового проката до температуры окружающей среды. После охлаждения листового проката до температуры окружающей среды осуществляют нагрев до температуры 930°С с последующей выдержкой 1,5 мин/мм и окончательное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды.
Испытания механических свойств листового проката показали, что предлагаемая сталь характеризуется более высокими прочностными и вязкими характеристиками, повышенной стойкостью к общей коррозии в подтоварных водах, присутствующих в перекачиваемой по внутрипромысловым трубопроводам нефти, что обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик и надежности газонефтепроводов в условиях одновременного воздействия статических и циклических нагрузок в условиях широкого температурного диапазона эксплуатации и наличия коррозионно-активной среды.
Claims (1)
- Сталь низколегированная повышенной прочности, содержащая углерод, кремний, марганец и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хром, никель и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,17-0,24 Марганец 0,35-0,65 Кремний 0,17-0,37 Ниобий 0,05-0,08 Хром 0,20-0,50 Никель 0,20-0,50 Железо Остальное при выполнении соотношения
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103223/02A RU2277604C1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Сталь низколегированная повышенной прочности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103223/02A RU2277604C1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Сталь низколегированная повышенной прочности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2277604C1 true RU2277604C1 (ru) | 2006-06-10 |
Family
ID=36712919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005103223/02A RU2277604C1 (ru) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Сталь низколегированная повышенной прочности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277604C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574184C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-02-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Сталь низколегированная жаропрочная |
-
2005
- 2005-02-08 RU RU2005103223/02A patent/RU2277604C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574184C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-02-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Сталь низколегированная жаропрочная |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5685198B2 (ja) | フェライト−オーステナイト系ステンレス鋼 | |
US20190226068A1 (en) | Process for manufacturing hot-rolled plate, strip or coil made of duplex stainless steel | |
KR100957664B1 (ko) | 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판 | |
KR101648694B1 (ko) | 2상 스테인리스강, 2상 스테인리스강 주조편 및 2상 스테인리스강 강재 | |
JP5167616B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた金属ボルト | |
RU72697U1 (ru) | Пруток из нержавеющей высокопрочной стали | |
RU2763027C1 (ru) | Кованая деталь из бейнитной стали и способ ее изготовления | |
CN113412337B (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
KR101608239B1 (ko) | 대입열 용접용 강재 | |
EP3722448A1 (en) | High-mn steel and method for manufacturing same | |
JP5194572B2 (ja) | 耐溶接割れ性が優れた高張力鋼材の製造方法 | |
US9816163B2 (en) | Cost-effective ferritic stainless steel | |
RU2383649C2 (ru) | Дисперсионно-твердеющая сталь (варианты) и изделие из стали (варианты) | |
RU2584315C1 (ru) | Конструкционная криогенная аустенитная высокопрочная коррозионно-стойкая, в том числе в биоактивных средах, свариваемая сталь и способ ее обработки | |
CN113774270A (zh) | 一种高强度高韧性沉淀硬化不锈钢棒材及其制备方法 | |
JP5233307B2 (ja) | 耐腐食性および冷間鍛造性に優れ環境から水素が入りにくい高強度鋼および金属ボルト | |
JP6279118B1 (ja) | 耐食性及び曲げ加工性に優れた高強度の複相ステンレス鋼材 | |
RU2277604C1 (ru) | Сталь низколегированная повышенной прочности | |
JP7262617B2 (ja) | 鉄筋およびその製造方法 | |
RU2362814C2 (ru) | Низколегированная сталь и изделие, выполненное из нее | |
RU76647U1 (ru) | Вал (варианты) | |
RU2657741C1 (ru) | Конструкционная криогенная аустенитная высокопрочная коррозионно-стойкая свариваемая сталь и способ ее обработки | |
RU61285U1 (ru) | Пруток из нержавеющей высокопрочной стали | |
RU2346074C2 (ru) | Нержавеющая высокопрочная сталь | |
KR20200123831A (ko) | 고Mn강 및 그의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090209 |