RU2279487C1 - Tubular article heat treatment process - Google Patents
Tubular article heat treatment process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279487C1 RU2279487C1 RU2004134969/02A RU2004134969A RU2279487C1 RU 2279487 C1 RU2279487 C1 RU 2279487C1 RU 2004134969/02 A RU2004134969/02 A RU 2004134969/02A RU 2004134969 A RU2004134969 A RU 2004134969A RU 2279487 C1 RU2279487 C1 RU 2279487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- temperature
- heating
- preliminary
- article
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области упрочняющей термической обработки сварных крупногабаритных изделий типа соединительных деталей трубопроводов или толстостенных труб большого диаметра из малоуглеродистой комплексно-легированной стали.The invention relates to the field of hardening heat treatment of welded large-sized products such as pipe fittings or thick-walled pipes of large diameter from low-carbon complex alloy steel.
Известен способ термической обработки сварных труб, включающий нормализацию шва и околошовного пространства с использованием локального нагрева токами высокой частоты и отпуск (см. а.с. СССР №802384 по кл. С 21 D 9/08, заявл. 18.09.78, опубл. 07.02.81 "Способ термической обработки сварных труб").A known method of heat treatment of welded pipes, including the normalization of the seam and the heat-affected space using local heating by high-frequency currents and tempering (see AS USSR No. 802384 in class. C 21 D 9/08, decl. 18.09.78, publ. 02/07/81 "The method of heat treatment of welded pipes").
Указанный способ локального нагрева сварного соединения не позволяет получить высокие механические свойства изделия из-за разницы температур нагретых и не нагретых зон и возникающих вследствие этого остаточных напряжений большой величины, которые могут приводить к короблению изделий и появлению закалочных трещин.The specified method for local heating of the welded joint does not allow to obtain high mechanical properties of the product due to the temperature difference between the heated and unheated zones and the resulting residual stresses of large magnitude, which can lead to warpage of the products and the appearance of quenching cracks.
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранным в качестве прототипа является способ термической обработки трубчатых изделий, полученных путем сварки из отформованных листовых заготовок, включающий первый объемный нагрев выше Ас3÷(Ас3+50)°С, охлаждение в водяном спрейере, второй объемный нагрев в межкритическом интервале температур (Ас1÷Ас3)°С, охлаждение в водяном спрейере и высокий отпуск при температуре (550÷Ac1)°С с последующим охлаждением на воздухе (см. п. РФ №2096495 по кл. С 21 D 9/08, заявл. 15.12.96, опубл. 20.11.97 "Способ термической обработки труб").The closest in technical essence, the achieved effect and selected as a prototype is a method of heat treatment of tubular products obtained by welding from molded sheet blanks, including the first volumetric heating above A s3 ÷ (A s3 +50) ° C, cooling in a water spray, the second volumetric heating in the intercritical temperature range (A s1 ÷ A s3 ) ° C, cooling in a water sprayer and high tempering at a temperature of (550 ÷ A c1 ) ° C followed by cooling in air (see Cl. RF No. 2096495 according to cl. With 21 D 9/08, decl. 15.12.96, publ. 20.11.97 "Cn GSS heat treatment tube ").
Недостатком этого способа является недостаточно высокая температура аустенизации при объемном нагреве. Это не позволяет в полной мере использовать для повышения комплекса механических свойств металла легирующие элементы за счет их перевода из связанного состояния в твердый раствор. Кроме этого, охлаждение в спрейере возможно применить при термообработке симметричных прямолинейных цилиндрических изделий типа труб. Для соединительных деталей сложной геометрической формы (тройников, переходов и т.п.) такой способ является неосуществимым или сложным и неэффективным. Следует добавить также, что скорость охлаждения, которую обеспечивает водяной спрейер, недостаточна для получения в металле толстостенных соединительных деталей трубопроводов (толщина стенки достигает 80 мм) требуемого структурного состояния (феррито-бейнитного или бейнитного), т.е. не обеспечивается достижение высоких показателей конструкционной надежности изделий, прошедших термообработку в соответствии с этим способом.The disadvantage of this method is the insufficiently high austenitization temperature during volumetric heating. This does not allow the full use of alloying elements to increase the complex of mechanical properties of the metal due to their transfer from the bound state to the solid solution. In addition, cooling in the sprayer can be used in the heat treatment of symmetric straight-line cylindrical products such as pipes. For connecting parts of complex geometric shape (tees, transitions, etc.), this method is not feasible or complex and inefficient. It should also be added that the cooling rate provided by the water sprayer is insufficient to obtain the required structural state (ferrite-bainitic or bainitic) in the metal of thick-walled pipe fittings (wall thickness reaches 80 mm) the achievement of high structural reliability of products that have undergone heat treatment in accordance with this method is not ensured.
Задачей настоящего изобретения является повышение конструкционной надежности толстостенных изделий из малоуглеродистых комплексно-легированных сталей, содержащих сильные карбидо- и карбонитридообразующие элементы, а именно повышение прочности при обеспечении высоких значений показателей пластичности и ударной вязкости.The objective of the present invention is to increase the structural reliability of thick-walled products from low-carbon complex alloyed steels containing strong carbide and carbon nitride-forming elements, namely increasing strength while ensuring high values of ductility and toughness.
Техническим результатом, получаемым при реализации данного изобретения, является оптимизация параметров обработки.The technical result obtained by the implementation of this invention is the optimization of processing parameters.
Указанная задача решается за счет того, что в известном способе термической обработки трубчатых изделий, полученных путем сварки из отформованных листовых заготовок, включающем объемный нагрев сварного изделия выше Ас3, охлаждение и отпуск, согласно изобретению нагрев листовых заготовок, осуществляемый для проведения операции горячей формовки этих заготовок, ведут до температуры Ас3+(80÷190°С), а окончательный объемный нагрев готового сварного изделия ведут до температуры Ас3+(50÷100°С).This problem is solved due to the fact that in the known method of heat treatment of tubular products obtained by welding from molded sheet blanks, including volumetric heating of the welded product above A c3 , cooling and tempering, according to the invention, the heating of sheet blanks carried out for performing the hot forming operation of these blanks, lead to a temperature And s3 + (80 ÷ 190 ° C), and the final volumetric heating of the finished welded product is carried out to a temperature And s3 + (50 ÷ 100 ° C).
До проведения окончательного объемного нагрева готового сварного изделия дополнительно может быть осуществлен его предварительный объемный нагрев до температуры Ас3+(80÷190°С), т.е. предварительная нормализация.Prior to the final volumetric heating of the finished welded product, it can additionally be preliminarily volumetric heated to a temperature A s3 + (80 ÷ 190 ° C), i.e. preliminary normalization.
Охлаждение после предварительного объемного нагрева может быть осуществлено на воздухе или путем ускоренного охлаждение до температуры металла Мн÷600°С с последующим охлаждением на воздухе.Cooling after preliminary volumetric heating can be carried out in air or by accelerated cooling to a metal temperature of M n ÷ 600 ° C followed by cooling in air.
Охлаждение после предварительного объемного и/или окончательного объемного нагрева может быть проведено в три стадии, на первой из которых охлаждают со скоростью, обеспечивающей пересечение кривой охлаждения с линией начала структурного превращения аустенита в феррит термокинетической диаграммы, на второй стадии охлаждают с меньшей скоростью или проводят изотермическую выдержку в интервале температур Мн÷550°С до завершения распада аустенита в соответствии с термокинетической диаграммой, на третьей стадии охлаждают со скоростью, предотвращающей выделение атомов внедрения из пересыщенного твердого раствора до температуры не ниже 180°С, после чего при осуществлении предварительного объемного нагрева изделие садят в печь для окончательного объемного нагрева, а при осуществлении только окончательного объемного нагрева изделие продолжают охлаждать со скоростью не более 3°С/с.The cooling after preliminary volumetric and / or final volumetric heating can be carried out in three stages, in the first of which it is cooled at a speed that ensures the intersection of the cooling curve with the line of the beginning of the structural transformation of austenite into ferrite of the thermokinetic diagram, in the second stage it is cooled at a slower rate or isothermal holding in the temperature range M n ÷ 550 ° С until the decomposition of austenite is completed in accordance with the thermokinetic diagram, in the third stage it is cooled at a speed of which prevents the release of interstitial atoms from a supersaturated solid solution to a temperature of not lower than 180 ° C, after which, when carrying out preliminary volumetric heating, the product is put into the furnace for final volumetric heating, and when only final volumetric heating is carried out, the product is continued to cool at a speed of not more than 3 ° C / from.
До проведения окончательного объемного нагрева изделия может быть осуществлен дополнительный локальный нагрев до температуры Ас3+(80÷190)°С и ускоренное охлаждение металла сварного шва и прилегающей зоны шириной не более пяти толщин стенки изделия в каждую сторону от центра сварного шва до температуры металла не ниже 450°С, со скоростью, обеспечивающей получение феррито-бейнитной или бейнитной структуры металла.Prior to the final volumetric heating of the product, additional local heating to a temperature of A s3 + (80 ÷ 190) ° C and accelerated cooling of the weld metal and the adjacent zone with a width of not more than five product wall thicknesses in each direction from the center of the weld to the metal temperature can be carried out not lower than 450 ° C, at a speed that ensures the production of a ferrite-bainitic or bainitic metal structure.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.Studies conducted on the sources of patent and scientific and technical information have shown that the claimed method is not known and should not be explicitly learned from the prior art, i.e. meets the criteria of novelty and inventive step.
Способ может быть осуществлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование и широко использован при изготовлении труб и соединительных деталей к ним, т.е. является промышленно применимым.The method can be carried out at any enterprise specializing in this industry, because this requires well-known materials and standard equipment and is widely used in the manufacture of pipes and fittings for them, i.e. is industrially applicable.
Экспериментально установлено, что осуществление нагрева в указанном диапазоне перед формованием (штамповкой или вальцовкой) листовой заготовки из малоуглеродистой комплексно-легированной стали, содержащей сильные карбидо- и карбонитридообразующие элементы (ванадий, ниобий, титан), обеспечивает максимально возможное растворение частиц вторичной фазы (карбидов, карбонитридов), при которой не происходит аномального роста аустенитного зерна. Такой нагрев позволяет частично провести процесс рекристаллизации и получить однородное измельченное зерно еще на стадии формования листовой заготовки.It was experimentally established that heating in the indicated range before forming (stamping or rolling) a sheet blank of low-carbon complex alloyed steel containing strong carbide- and carbonitride-forming elements (vanadium, niobium, titanium) ensures the maximum possible dissolution of particles of the secondary phase (carbides, carbonitrides), in which there is no abnormal growth of austenitic grain. This heating allows you to partially carry out the recrystallization process and to obtain a homogeneous crushed grain at the stage of forming a sheet billet.
Проведение после сварки изделия его объемного нагрева в заявленном диапазоне температур и охлаждение по указанной схеме позволяет получить полную перекристаллизацию и дополнительное измельчение зерна стали. В результате чего повышается прочность при обеспечении высоких значений показателей пластичности и ударной вязкости.Carrying out volumetric heating after welding of the product in the claimed temperature range and cooling according to the indicated scheme allows to obtain complete recrystallization and additional grinding of steel grain. As a result, the strength is increased while providing high values of ductility and toughness.
Проведение до предварительного и/или окончательного объемного нагрева изделия дополнительного локального нагрева сварного шва и прилегающей зоны улучшает механические свойства металла шва за счет преобразования литой микроструктуры стали в зоне шва в равномерную феррито-перлитную или феррито-бейнитную с мелкими зернами.Conducting additional local heating of the weld and the adjacent zone before preliminary and / or final volume heating of the product improves the mechanical properties of the weld metal by converting the cast microstructure of steel in the weld zone into uniform ferrite-pearlite or ferrite-bainitic with fine grains.
Предлагаемый способ термической обработки трубчатых изделий был опробован в промышленных условиях при упрочнении соединительных деталей трубопроводов, а именно штампосварного отвода диаметром 1020 мм с толщиной стенки 28 мм, изготовленных из стали 10Г2ФБ. В идентичных условиях был опробован способ-прототип.The proposed method of heat treatment of tubular products was tested in industrial conditions when hardening the connecting parts of pipelines, namely die-welded bend with a diameter of 1020 mm and a wall thickness of 28 mm, made of steel 10G2FB. In identical conditions, the prototype method was tested.
Стальные листы, предназначенные для изготовления отвода, которые предполагалось подвергнуть термообработке в соответствии со способом-прототипом, после нарезки нагревали до стандартной температуры 930-950°С нагрева под штамповку. После штамповки эти листы также охлаждали на воздухе, проводили на них разделку кромок, сборку и сварку изделий.Steel sheets intended for the manufacture of the branch, which was supposed to be subjected to heat treatment in accordance with the prototype method, were heated to a standard temperature of 930-950 ° C for stamping after cutting. After stamping, these sheets were also cooled in air; edges were cut on them, assembly and welding of products.
В соответствии с заявляемым способом стальные листы, предназначенные для изготовления отвода, подвергали нарезке на листовые заготовки, нагреву этих заготовок до температуры 980-1000°С под штамповку, выдержке 20 мин, штамповке, охлаждению на воздухе, разделке кромок, сборке и сварке изделий. После сварки отвод охлаждали на воздухе.In accordance with the inventive method, steel sheets intended for manufacturing an elbow were subjected to cutting into sheet blanks, heating these blanks to a temperature of 980-1000 ° C for stamping, holding for 20 minutes, stamping, cooling in air, cutting edges, assembly and welding of products. After welding, the outlet was cooled in air.
Далее отводы подвергали либо объемному нагреву в камерной термической печи, либо локальному нагреву индукторами. После этого проводили отпуск в печи с выкатным подом. Характеристики нагрева и охлаждения при объемном, локальном нагреве и отпуске и полученные свойства металла представлены в таблице 1.Further, the taps were subjected either to volumetric heating in a chamber thermal furnace or to local heating by inductors. After that, a vacation was conducted in a hearth furnace. The characteristics of heating and cooling during volumetric, local heating and tempering and the obtained metal properties are presented in table 1.
Критические точки для стали 10Г2ФБ (исследуемой плавки):Critical points for steel 10G2FB (investigated melting):
Ас3=890°СA c3 = 890 ° C
Ас1=730°СA c1 = 730 ° C
Мн=425°СMn = 425 ° C
Дополнительное улучшение комплекса механических свойств основного металла и металла шва обеспечивает проведение отпуска путем поэтапного нагрева до температуры ниже Ac1. Нагрев при таком отпуске ведут, по крайней мере, в два этапа, после каждого из которых проводят изотермическую выдержку и охлаждение в хладагенте [воде с температурой не менее 80°С, водных растворах NaCl (3-26% раствор), NaOH (10-50% раствор), бишофите с плотностью 1,1-1,32 кг/м3] до стадии прекращения кипения.An additional improvement in the complex of mechanical properties of the base metal and the weld metal provides tempering by stepwise heating to a temperature below A c1 . Heating during such tempering is carried out in at least two stages, after each of which isothermal aging and cooling are carried out in the refrigerant [water with a temperature of at least 80 ° C, aqueous solutions of NaCl (3-26% solution), NaOH (10- 50% solution), bischofite with a density of 1.1-1.32 kg / m 3 ] to the stage of cessation of boiling.
Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить по сравнению с прототипом прочность при обеспечении высоких значений показателей пластичности и ударной вязкости.Analysis of the data given in the table shows that the proposed method can increase strength compared with the prototype while ensuring high values of ductility and impact strength.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134969/02A RU2279487C1 (en) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Tubular article heat treatment process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134969/02A RU2279487C1 (en) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Tubular article heat treatment process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004134969A RU2004134969A (en) | 2006-05-10 |
RU2279487C1 true RU2279487C1 (en) | 2006-07-10 |
Family
ID=36656855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004134969/02A RU2279487C1 (en) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Tubular article heat treatment process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279487C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492952C1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "ТРУБОДЕТАЛЬ" | Method of making tees (versions) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112847906B (en) * | 2021-01-25 | 2023-03-14 | 宜宾天亿新材料科技有限公司 | Multi-section type pipe heating device used before preparation of PVC-O pipe fitting |
-
2004
- 2004-11-30 RU RU2004134969/02A patent/RU2279487C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492952C1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "ТРУБОДЕТАЛЬ" | Method of making tees (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004134969A (en) | 2006-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8821653B2 (en) | Heavy wall steel pipes with excellent toughness at low temperature and sulfide stress corrosion cracking resistance | |
US9222156B2 (en) | High strength steel having good toughness | |
US9188252B2 (en) | Ultra high strength steel having good toughness | |
US9598746B2 (en) | High strength steel pipes with excellent toughness at low temperature and sulfide stress corrosion cracking resistance | |
US8815024B2 (en) | Steel plate or steel pipe with small occurrence of Bauschinger effect and methods of production of same | |
AU2002302671B2 (en) | Steel and steel tube for high-temperature use | |
CN101328559B (en) | Steel for low yield ratio petroleum case pipe, petroleum case pipe and manufacturing method thereof | |
KR20190082804A (en) | High-temperature medium-strength medium-strength steel products and manufacturing method thereof | |
WO2023284393A1 (en) | Automobile wheel steel having high strength and toughness, thin-walled automobile wheel, and preparation method therefor | |
CN104894492B (en) | Ultralow-temperature, large-diameter and WPHY80-level steel plate special for three-way pipe fitting and production method of steel plate | |
CN107849658B (en) | Stainless steel pipe and method for manufacturing same | |
WO2019167945A1 (en) | Steel material suitable for use in sour environment | |
RU2279487C1 (en) | Tubular article heat treatment process | |
CN111534681B (en) | Heat treatment method for steel welding seam for 700 MPa-grade automobile torsion beam | |
JPH0567699B2 (en) | ||
Nakata et al. | Development of API X80 grade electric resistance welding line pipe with excellent low temperature toughness | |
Mizabi Asl et al. | Effect of Temper and Quench Heat Treatment on Mechanical Properties and Microstructure of AISI 4130 to AISI 4340 Steel Joint with GTAW Process | |
JP2001073083A (en) | As-rolled electric resistance welded tube excellent in wear resistance | |
JP7417181B1 (en) | steel material | |
JP7417180B1 (en) | steel material | |
JPH0331423A (en) | Production of high tensile electric welded steel tube having excellent low temp. toughness | |
Bruschi et al. | Review on sheet and tube forming at elevated temperature of third generation of high-strength steels | |
WO2022120337A1 (en) | Linepipe steel with alternative carbon steel compositions for enhanced sulfide stress cracking resistance | |
JPH02305923A (en) | Production of high tensile electric welded steel pipe having excellent low-temp. toughness | |
WO2022120336A1 (en) | Linepipe steel with enhanced sulfide stress cracking resistance |