RU2336324C1 - Tube stock out of micro alloyed boron containing steel - Google Patents

Tube stock out of micro alloyed boron containing steel Download PDF

Info

Publication number
RU2336324C1
RU2336324C1 RU2006146631/02A RU2006146631A RU2336324C1 RU 2336324 C1 RU2336324 C1 RU 2336324C1 RU 2006146631/02 A RU2006146631/02 A RU 2006146631/02A RU 2006146631 A RU2006146631 A RU 2006146631A RU 2336324 C1 RU2336324 C1 RU 2336324C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
less
steel
point
hardenability
points
Prior art date
Application number
RU2006146631/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006146631A (en
Inventor
Михаил Викторович Бобылев (RU)
Михаил Викторович Бобылев
Евгений Иванович Гонтарук (RU)
Евгений Иванович Гонтарук
Анатолий Адольфович Лехтман (RU)
Анатолий Адольфович Лехтман
Андрей Алексеевич Угаров (RU)
Андрей Алексеевич Угаров
В чеслав Иванович Фомин (RU)
Вячеслав Иванович Фомин
хов Николай Александрович Шл (RU)
Николай Александрович Шляхов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат"
Priority to RU2006146631/02A priority Critical patent/RU2336324C1/en
Publication of RU2006146631A publication Critical patent/RU2006146631A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2336324C1 publication Critical patent/RU2336324C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to metallurgy, particularly to production of hot rolled tube stock with diameter from 80 to 180 mm. To facilitate minimal level of anisotropy of mechanical properties and low tendency to temper brittleness the stock is made out of steel, containing wt %: carbon 0.19-0.23, manganese 0.40-0.90, silicon 0.15-0.30, chromium 0.005-0.60, boron 0.001-0.003, titanium 0.02-0.04, aluminium 0.020-0.040, niobium 0.005-0.02, nitrogen 0.005-0.010, arsenic 0.0001-0.03, tin 0.0001-0.02, lead 0.0001-0.01, zinc 0.0001-0.005, iron and impurities: nickel - not more, than 0.10%, copper not more, than 0.10%, phosphorus not more, than 0.015%, sulphur not more, than 0.012% at a ratio: (As+Sn+Pb+5×Zn) ≤0,07; N/(Ti+0,5Al+10B)≤.0.21. The stock is made continuous cast, hot rolled and thermo refined, it has ferrite-pearlite structure, the dimension of the actual grain 6-9 points, macrostructure for central porosity, pointed non-uniformity, liquation square, subshrinking liquation not more, than 2 points for each kind, liquation strips - not more, than 1 point, non metallic inclusions of pointed sulphides, pointed oxides, stripped oxides, fragile silicates, plastic silicates, non deformed silicates for each kind of not more, than 4.0 points, tensile strength 560-950 N/mm2, yield point is not more, than 420 N/mm2, specific elongation is not less, than 20%, contraction ratio not less, than 45%, impact resilience not less, than 30 J/cm2. Hardenability into water - cut-off diameter Dc-off - 29 mm2, hardness in the point 6 mm at end hardening 40 HRC.
EFFECT: providing minimal level of anisotropy of mechanical properties and low tendency to temper brittleness of stock.
4 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячекатаной трубной заготовки диаметром от 80 до 180 мм.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of hot-rolled tubular billets with a diameter of from 80 to 180 mm

Известна трубная заготовка из легированной стали, включающей углерод, кремний, марганец, ниобий, молибден, серу, фосфор, хром, медь, никель, алюминий, титан, сурьму, олово, мышьяк и железо остальное, изготовленная из горячекатаного листа, имеющая заданные механические свойства, структуру (RU 2252972 C1, C21D 9/08, 27.05.2005).Known tube billet made of alloy steel, including carbon, silicon, manganese, niobium, molybdenum, sulfur, phosphorus, chromium, copper, nickel, aluminum, titanium, antimony, tin, arsenic and iron, the rest, made of hot rolled sheet, having specified mechanical properties , structure (RU 2252972 C1, C21D 9/08, 05.27.2005).

Известна трубная заготовка из легированной стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, азот, алюминий, серу, фосфор, цинк, свинец, олово, висмут, сурьму, имеющая заданные параметры механических свойств и заданную структуру (SU 1754790 А1, C22C 38/60, 15.08.1992).Known tube billet of alloy steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, vanadium, nitrogen, aluminum, sulfur, phosphorus, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, having specified mechanical properties and a given structure (SU 1754790 A1 , C22C 38/60, 08/15/1992).

Известна трубная заготовка из борсодержащей стали, имеющая заданную структуру, механические свойства, в состав стали включены углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, ниобий, алюминий, бор, азот (RU 2070585 C1, C21D 9/14, 20.12.1996).Known tube billet made of boron steel having a predetermined structure, mechanical properties, carbon, silicon, chromium, manganese, nickel, molybdenum, niobium, aluminum, boron, nitrogen are included in the composition of the steel (RU 2070585 C1, C21D 9/14, 12.20.1996 )

Важнейшим требованием, предъявляемым к трубной заготовке, является, с одной стороны, обеспечение однородности микро- и макроструктуры, низкого содержания неметаллических включений, с другой стороны - обеспечение повышенного комплекса потребительских свойств.The most important requirement for a tube billet is, on the one hand, to ensure uniformity of micro- and macrostructure, low content of non-metallic inclusions, and, on the other hand, to provide an increased range of consumer properties.

Задачей изобретения является обеспечение повышенного уровня потребительских свойств при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката, а также повышенной прокаливаемости и свариваемости, и низкой склонности к отпускной хрупкости.The objective of the invention is to provide a high level of consumer properties while providing a favorable ratio of strength, ductility and viscosity, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, low content of non-metallic inclusions, homogeneous macro- and microstructure of rolled products, as well as increased hardenability and weldability, and low tendency to temper brittleness.

Поставленная задача решена тем, что трубная заготовка из микролегированной борсодержащей стали, имеющая заданные параметры структуры, механических свойств, изготовлена из стали, содержащей следующие соотношения компонентов в мас.%:The problem is solved in that the tubular billet of microalloyed boron-containing steel, having predetermined parameters of the structure, mechanical properties, is made of steel containing the following ratio of components in wt.%:

углеродcarbon 0,19-0,230.19-0.23 марганецmanganese 0,40-0,900.40-0.90 кремнийsilicon 0,15-0,300.15-0.30 хромchromium 0,005-0,600.005-0.60 борboron 0,001-0,0030.001-0.003 титанtitanium 0,02-0,040.02-0.04 алюминийaluminum 0,020-0,0400,020-0,040 ниобийniobium 0,005-0,020.005-0.02 азотnitrogen 0,005-0,0100.005-0.010 мышьякarsenic 0,0001-0,030.0001-0.03 оловоtin 0,0001-0,020.0001-0.02 свинецlead 0,0001-0,010.0001-0.01 цинкzinc 0,0001-0,0050.0001-0.005 железо и неизбежные примеси iron and inevitable impurities остальное rest

при выполнении следующих соотношений:when performing the following ratios:

сумма: (мышьяк + олово + свинец + 5 × цинк)≤0,07;amount: (arsenic + tin + lead + 5 × zinc) ≤0.07;

азот/(титан + 0,5 × алюминий + 10 × бор)≤0,21.nitrogen / (titanium + 0.5 × aluminum + 10 × boron) ≤0.21.

Заготовка выполнена непрерывнолитой, горячекатаной и термоулучшенной, имеет пластинчатую феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна 6-9 баллов. Макроструктура: центральная пористость, точечная неоднородность, ликвационный квадрат, подусадочная ликвация не более 2 баллов по каждому виду, ликвационные полоски - не более 1 балла, неметаллические включения: сульфиды, оксиды точечные, оксиды строчечные, силикаты хрупкие, силикаты пластичные, силикаты недеформированные не более 4,0 баллов по каждому виду включений. Механические свойства после термоулучшения: временное сопротивление разрыву 560-950 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, относительное удлинение не менее 20%, относительное сужение не менее 45%, ударная вязкость не менее 30 Дж/см2, прокаливаемость в воду (критический диаметр) Дкр=29 мм, твердость в точке 6 мм при торцевой закалке - 40 HRC.The workpiece is made continuously cast, hot rolled and thermally improved, has a lamellar ferrite-pearlite structure, the actual grain size is 6-9 points. Macrostructure: central porosity, point heterogeneity, segregation square, shrink segregation not more than 2 points for each species, segregation strips - not more than 1 point, non-metallic inclusions: sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, undeformed silicates no more than 4.0 points for each type of inclusion. Mechanical properties after thermal improvement: temporary tensile strength 560-950 N / mm 2 , yield strength not less than 420 N / mm 2 , yield strength not less than 420 N / mm 2 , elongation not less than 20%, relative narrowing not less than 45%, impact strength of at least 30 J / cm 2 , hardenability in water (critical diameter) D cr = 29 mm, hardness at 6 mm at end hardening - 40 HRC.

В качестве примесей сталь дополнительно содержит в мас.%: никель не более 0,10, медь не более 0,10, фосфор не более 0,015, сера не более 0,012.As impurities, steel additionally contains in wt.%: Nickel not more than 0.10, copper not more than 0.10, phosphorus not more than 0.015, sulfur not more than 0.012.

При содержании марганца 0,40-0,60%, хрома - 0,40-0,60% она имеет временное сопротивление разрыву 590-950 Н/мм2, предел текучести не менее 450 Н/мм2, относительное удлинение не менее 20%, относительное сужение не менее 50%, ударная вязкость не менее 35 Дж/см2, прокаливаемость в воду: (критический диаметр) Дкр=29 мм, твердость в точке 6 мм при торцевой закалке - 40 HRC.When the content of manganese is 0.40-0.60%, chromium is 0.40-0.60%, it has a temporary tensile strength of 590-950 N / mm 2 , yield strength of at least 450 N / mm 2 , elongation of at least 20 %, relative narrowing of at least 50%, impact strength of at least 35 J / cm 2 , hardenability in water: (critical diameter) D cr = 29 mm, hardness at 6 mm at end hardening - 40 HRC.

При содержании марганца 0,60-0,90%, хрома - 0,005-0,10% она имеет временное сопротивление разрыву 560-900 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, относительное удлинение не менее 23%, относительное сужение не менее 45%, ударную вязкость не менее 30 Дж/см2, прокаливаемость в воду: (критический диаметр) Дкр=29 мм, твердость в точке 6 мм торцевой закалке - 40 HRC.When the content of manganese is 0.60-0.90%, chromium is 0.005-0.10%, it has a tensile strength of 560-900 N / mm 2 , yield strength of at least 420 N / mm 2 , elongation of at least 23%, relative narrowing of at least 45%, impact strength of at least 30 J / cm 2 , hardenability in water: (critical diameter) D cr = 29 mm, hardness at 6 mm end hardening - 40 HRC.

Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют получить в готовом изделии феррито-перлитную мелкодисперсную структуру с благоприятным соотношением прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровнем анизотропии механических свойств, низким содержанием неметаллических включений, однородной макро- и микроструктурой проката, а также повышенной прокаливаемостью, свариваемостью и низкой склонностью к отпускной хрупкости.The given combinations of alloying elements make it possible to obtain a finely-dispersed ferrite-pearlite structure in the finished product with a favorable ratio of strength, ductility and viscosity, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, a low content of non-metallic inclusions, a homogeneous macro- and microstructure of rolled products, as well as increased hardenability, weldability and low tendency to temper fragility.

Углерод вводят в композицию данной стали с целью обеспечения заданного уровня ее прочности и прокаливаемости. Верхняя граница содержания углерода (0,23%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,19% - обеспечением требуемого уровня прочности и прокаливаемости данной стали.Carbon is introduced into the composition of this steel in order to ensure a given level of its strength and hardenability. The upper limit of the carbon content (0.23%) is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.19% - to ensure the required level of strength and hardenability of this steel.

Ниобий вводят в композицию данной стали с целью обеспечения мелкодисперсной, однородной зеренной структуры, а также для обеспечения упрочняемости при термообработке. При этом он управляет процессами в верхней части аустенитной области: определяет склонность к росту зерна аустенита, стабилизирует структуру при термомеханической обработке, повышает температуру рекристаллизации и, как следствие, влияет на характер γ-α-превращения. Верхняя граница содержания ниобия - 0,02%, обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Niobium is introduced into the composition of this steel in order to provide a finely dispersed, uniform grain structure, as well as to provide hardenability during heat treatment. Moreover, it controls the processes in the upper part of the austenitic region: it determines the tendency to growth of austenite grain, stabilizes the structure during thermomechanical processing, increases the temperature of recrystallization and, as a result, affects the nature of the γ-α transformation. The upper limit of the niobium content is 0.02%, due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.005% - to ensure the required level of strength of this steel.

Марганец и хром используются, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита стали. При этом верхний уровень содержания марганца 0,90% и хрома 0,60% определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний - марганца 0,40% и хрома 0,005% соответственно - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и прокаливаемости данной стали.Manganese and chromium are used, on the one hand, as solid solution hardeners, and on the other hand, as elements that increase the stability of supercooled austenite of steel. In this case, the upper level of the content of manganese 0.90% and chromium 0.60% is determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower level of manganese 0.40% and chromium 0.005%, respectively, by the need to provide the required level of strength and hardenability of this steel.

Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию - 0,15% обусловлен технологией раскисления стали. Содержание кремния выше 0,30% неблагоприятно сказывается на пластичности стали.Silicon refers to ferrite-forming elements. The lower limit on silicon - 0.15% is due to the technology of deoxidation of steel. A silicon content above 0.30% adversely affects the ductility of steel.

Титан и алюминий - сильные карбонитридообразователи и раскислители стали. Верхний предел содержания титана 0,040% и алюминия 0,04% обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали и защиты бора от связывания азотом, а нижний 0,02% и 0,02% соответственно - вопросами технологичности производства.Titanium and aluminum are strong carbonitride former and steel deoxidizers. The upper limit of the content of titanium 0.040% and aluminum 0.04% is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel and to protect boron from nitrogen bonding, and the lower 0.02% and 0.02%, respectively, due to issues of manufacturability.

Бор способствует резкому увеличению прокаливаемости стали. При этом верхний предел содержания бора 0,003% определяется соображениями пластичности стали, а нижний - 0,001% - необходимостью обеспечения требуемого уровня прокаливаемости.Boron contributes to a sharp increase in the hardenability of steel. The upper limit of boron content of 0.003% is determined by considerations of ductility of steel, and the lower limit of 0.001% is determined by the need to ensure the required level of hardenability.

Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержания азота 0,010% обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а нижний предел 0,005% - вопросами технологичности производства.Nitrogen promotes the formation of nitrides in steel. The upper limit of the nitrogen content of 0.010% is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower limit of 0.005% is due to issues of manufacturability.

Мышьяк, олово, свинец и цинк - цветные примеси, определяющие общий уровень пластичности стали и ее склонность к проявлению обратимой отпускной хрупкости при последующей термической обработке готовых изделий из рассматриваемой трубной заготовки. Нижний предел по мышьяку, олову, свинцу и цинку (0,0001% по каждому элементу соответственно) обусловлен технологией производства стали, а верхний - (0,03%, 0,02%, 0,01% и 0,005% соответственно) определяет повышенную склонность стали к обратимой отпускной хрупкости.Arsenic, tin, lead and zinc are colored impurities that determine the overall level of ductility of steel and its tendency to manifest reversible temper brittleness during subsequent heat treatment of finished products from the pipe billet under consideration. The lower limit for arsenic, tin, lead and zinc (0.0001% for each element, respectively) is determined by the technology of steel production, and the upper limit (0.03%, 0.02%, 0.01% and 0.005%, respectively) determines the increased the tendency of steel to reversible temper brittleness.

Соотношение As+Sn+Pb+5×Zn≤0,07 определяет пониженную склонность стали к проявлению обратимой отпускной хрупкости, а соотношение

Figure 00000001
определяет характеристики прокаливаемости стали.The ratio As + Sn + Pb + 5 × Zn≤0.07 determines the reduced tendency of steel to manifest reversible temper brittleness, and the ratio
Figure 00000001
determines the hardenability characteristics of steel.

Анализ патентной и научно-технической информации не выявил решений, имеющих аналогичную совокупность признаков, которой достигался бы сходный эффект - повышение уровня потребительских свойств при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, пониженной склонности к обратимой отпускной хрупкости, повышенной прокаливаемости и свариваемости, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.The analysis of patent and scientific and technical information did not reveal solutions having a similar set of features that would achieve a similar effect - increasing the level of consumer properties while ensuring a favorable ratio of strength, ductility and viscosity, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, a reduced tendency to reversible temper brittleness, increased hardenability and weldability, low content of non-metallic inclusions, homogeneous macro- and microstructure of rolled products.

Примеры осуществления изобретения.Examples of carrying out the invention.

Выплавка исследуемой стали - два варианта химического состава стали (в мас %):Smelting of the studied steel - two options for the chemical composition of steel (in wt%):

Пример 1: углерод - 0,21, марганец - 0,44, кремний - 0,21, хром - 0,53, ниобий - 0,009, алюминий - 0,036, титан - 0,028, бор - 0,0026, мышьяк - 0,008, олово - 0,006, свинец - 0,010, цинк - 0,001, азот - 0,007.Example 1: carbon - 0.21, manganese - 0.44, silicon - 0.21, chromium - 0.53, niobium - 0.009, aluminum - 0.036, titanium - 0.028, boron - 0.0026, arsenic - 0.008, tin - 0.006, lead - 0.010, zinc - 0.001, nitrogen - 0.007.

Пример 2: углерод - 0,22, марганец - 0,74, кремний - 0,21, хром - 0,05, ниобий - 0,01, алюминий - 0,036, титан - 0,029, бор - 0,0029, мышьяк -0,007, олово - 0,009, свинец - 0,010, цинк - 0,001, азот - 0,008.Example 2: carbon - 0.22, manganese - 0.74, silicon - 0.21, chromium - 0.05, niobium - 0.01, aluminum - 0.036, titanium - 0.029, boron - 0.0029, arsenic -0.007 tin - 0.009, lead - 0.010, zinc - 0.001, nitrogen - 0.008.

Выплавку стали производят в 150-ти тонных дуговых сталеплавильных печах (ДСП) с использованием в шихте 100% металлизованных окатышей, что обеспечивает получение массовой доли азота перед выпуском из ДСП не более 0,003%, а также низкое содержание цветных примесей. Предварительное легирование металла по марганцу и кремнию производят в ковше при выпуске из ДСП. После выпуска производят продувку металла аргоном через донный продувочный блок, во время которой сталь раскисляется алюминием. После этого металл поступает на агрегат комплексной обработки стали (АКОС), на котором имеется возможность нагрева металла до необходимой температуры, продувки его аргоном через донный продувочный блок, дозированной присадки необходимых ферросплавов и обработки стали порошковой проволокой с различными наполнителями. На АКОСе производят наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата, раскисление шлака гранулированным алюминием, легирование металла алюминием до содержания 0,050%, доводку металла по содержанию марганца, нагрев до температуры, обеспечивающей дальнейшую обработку. После обработки на АКОС металл подвергают вакуумной обработке на порционном вакууматоре. Во время вакуумирования производится окончательная корректировка по химическому составу. После вакуумирования металл обрабатывают силикокальцием и передают на разливку. Разливку производят на четырехручьевых УНРС радиального типа в слиток размерами 300×360 мм со скоростью вытягивания 0,6÷0,7 м/мин, с защитой металла от окисления путем использования покровных шлаковых смесей в промежуточном ковше и кристаллизаторе, защитных труб, погружных стаканов и подачей аргона. Это также обеспечивает получение низкого содержания азота и кислорода и чистоту металла по неметаллическим включениям. После разливки и пореза на мерную длину полученные непрерывнолитые заготовки охлаждают в печах контролируемого охлаждения. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 1180-1150°С и заканчивают при температуре 840-950°С.Steel is smelted in 150-ton arc steel-smelting furnaces (DSP) using 100% metallized pellets in the charge, which ensures that the mass fraction of nitrogen before being released from the DSP is no more than 0.003%, as well as a low content of color impurities. The preliminary alloying of the metal with manganese and silicon is carried out in a ladle upon discharge from particleboard. After release, the metal is purged with argon through the bottom purge unit, during which the steel is deoxidized by aluminum. After that, the metal enters the integrated steel processing unit (AKOS), where it is possible to heat the metal to the required temperature, purge it with argon through the bottom blowing unit, dosed the necessary ferroalloys and treat the steel with flux-cored wire with various fillers. At AKOS, refining slag is imposed with an additive of lime and fluorspar, slag is deoxidized with granulated aluminum, the metal is alloyed with aluminum to a content of 0.050%, the metal is adjusted according to the manganese content, and it is heated to a temperature that ensures further processing. After processing on AKOS, the metal is subjected to vacuum treatment on a batch vacuum. During evacuation, a final adjustment of the chemical composition is made. After evacuation, the metal is treated with silicocalcium and transferred to casting. Casting is carried out on four-strand radial-type ONRSs with an ingot of 300 × 360 mm in size with a drawing speed of 0.6 ÷ 0.7 m / min, with metal protection from oxidation by using coating slag mixtures in the intermediate ladle and mold, protective tubes, immersion glasses and argon feed. It also provides a low nitrogen and oxygen content and metal purity from non-metallic inclusions. After casting and cutting to a measured length, the continuously cast billets obtained are cooled in controlled cooling furnaces. Hot rolling of long products starts at a temperature of 1180-1150 ° C and ends at a temperature of 840-950 ° C.

Механические характеристики при комнатной температуре определяют на образцах тип I, ГОСТ 1497-84, на испытательной машине "INSTRON-1185" с тензометрической регистрацией деформации. Скорость нагружения образца 5 мм/мин. Определяют характеристики прочности σb и σ0.2 и пластичности δ. Характеристики ударной вязкости при комнатной температуре определяют на образцах тип I, ГОСТ 9454-78, на механическом копре МК-30. Величину вязкой составляющей в изломах ударных образцов определяют визуально.The mechanical characteristics at room temperature are determined on type I samples, GOST 1497-84, on an INSTRON-1185 testing machine with strain-strain registration. The loading speed of the sample is 5 mm / min. The strength characteristics σ b and σ 0.2 and ductility δ are determined. The characteristics of impact strength at room temperature are determined on samples of type I, GOST 9454-78, on a mechanical head MK-30. The viscous component in the fractures of shock samples is determined visually.

Средние значения характеристик подсчитывают по результатам испытаний не менее трех образцов на точку. Значимость различий средних значений анализируемых величин оценивают с использованием критерия Стьюдента, вычисляемого следующим образом:The average values of the characteristics calculated according to the test results of at least three samples per point. The significance of the differences in the average values of the analyzed values is evaluated using the student criterion, calculated as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

где: M1 и М2 - средние значения сравниваемых величин; S12 и S22 - дисперсии среднего; tkr0.05(α) - критическое значение критерия Стьюдента при уровне значимости 0.95 и числе степеней свободы α.where: M 1 and M 2 - average values of the compared values; S 1 2 and S 2 2 - variance of the average; t kr 0.05 (α) is the critical value of the Student criterion at a significance level of 0.95 and the number of degrees of freedom α.

Макроструктуру контролируют в соответствии с ТУ 14-1-5212-93 и ГОСТ 10243-75.The macrostructure is controlled in accordance with TU 14-1-5212-93 and GOST 10243-75.

Определение характеристик прокаливаемости (критический диаметр Д50) проводили методом торцевой закалки цилиндрических образцов диаметром 25.0 мм и длиной 100 мм с заплечиками, согласно ГОСТ 5657. Перед изготовлением образца заготовки проходят термическую обработку в камерных печах по следующему режиму: нормализация, 950°С, 1 час, воздух. Испытывают по два образца на плавку. Закалку образцов проводят струей воды в специальной установке. В связи с необходимостью предотвращения окисления и обезуглероживания торца образца, непосредственно соприкасающегося со струей воды при закалке, нагрев образцов в камерных печах (без защитной атмосферы) проводят в специальных стаканах. Торец образца ставят на специальную графитовую пластину. Образец нагревают в камерной печи до температуры 950°С. Продолжительность прогрева образца до температуры закалки составляет 30÷50 минут. Отклонения от заданной температуры закалки не превышает ±5°С. Выдержка образца при температуре закалки после нагрева составляет 30 мин. Время с момента извлечения образца из печи до начала охлаждения не превышает 5 с. Образец находится под струей воды до полного охлаждения (порядка 15÷20 мин). Температура охлаждающей воды составляет 20±5°С.The hardenability characteristics (critical diameter D 50 ) were determined by the method of end hardening of cylindrical samples with a diameter of 25.0 mm and a length of 100 mm with shoulders, according to GOST 5657. Before manufacturing the sample, the workpieces undergo heat treatment in chamber furnaces according to the following regime: normalization, 950 ° C, 1 hour, air. Test two samples for melting. Quenching of the samples is carried out by a stream of water in a special installation. In connection with the need to prevent oxidation and decarburization of the end face of the sample directly in contact with the water jet during quenching, the samples are heated in chamber furnaces (without a protective atmosphere) in special glasses. The end face of the sample is placed on a special graphite plate. The sample is heated in a chamber furnace to a temperature of 950 ° C. The duration of the heating of the sample to the quenching temperature is 30 ÷ 50 minutes. Deviations from the set quenching temperature do not exceed ± 5 ° C. Sample exposure at quenching temperature after heating is 30 min. The time from the moment the sample is removed from the furnace to the start of cooling does not exceed 5 s. The sample is under a stream of water until completely cooled (about 15 ÷ 20 min). The temperature of the cooling water is 20 ± 5 ° C.

Для замера твердости по всей длине закаленного образца сошлифовывались две диаметрально противоположные площадки на глубину 0.5±0.1 мм. Площадки сошлифовывались при обильном охлаждении водой. Шероховатость поверхности площадок была не грубее 7-го класса чистоты по ГОСТ 2789. Не допускались прижоги, вызывающие структурные изменения металла. Для построения кривой прокаливаемости стали замер твердости начинали на расстоянии 1,5 мм от закаленного торца в осевом направлении. Первые 16 замеров от торца образца производили с интервалом 1,5 мм, а затем через 3 мм. В случае необходимости повторного измерения твердости на площадке, на которой были сделаны замеры, площадку перешлифовывали. Глубина съема металла при повторной шлифовке составляла 0.1÷0.2 мм. Твердость определяли по Роквеллу (HRC) в соответствии с требованиями ГОСТ 9013. Для каждой пары точек, находящихся на одинаковом расстоянии от торца образца на двух противоположных площадках, подсчитывали среднее арифметическое значение твердости.To measure hardness along the entire length of the hardened sample, two diametrically opposite sites were ground to a depth of 0.5 ± 0.1 mm. The sites were ground with plenty of water cooling. The surface roughness of the sites was not coarser than the 7th grade of cleanliness according to GOST 2789. Burns were not allowed, causing structural changes in the metal. To build a steel hardenability curve, hardness measurements were started at a distance of 1.5 mm from the hardened end in the axial direction. The first 16 measurements from the end of the sample were made with an interval of 1.5 mm, and then through 3 mm. If it is necessary to measure hardness again at the site on which measurements were taken, the site was resurfaced. The depth of metal removal during repeated grinding was 0.1–0.2 mm. Hardness was determined according to Rockwell (HRC) in accordance with the requirements of GOST 9013. For each pair of points located at the same distance from the end of the sample at two opposite sites, the arithmetic mean value of hardness was calculated.

В результате горячей прокатки получаем трубную заготовку ⌀100 мм, длиной 11800 мм.As a result of hot rolling we get a tube billet ⌀100 mm, length 11800 mm.

Пример 1: структура феррито-перлитная, балл действительного зерна 9. Макроструктура: центральная пористость 2 балла, точечная неоднородность 1 балл, ликвационный квадрат 1 балл, подусадочная ликвация 1 балл, ликвационные полоски 0,5 балла. Неметаллические включения: сульфиды 1 балл, оксиды точечные 1 балл, оксиды строчечные 1 балл, силикаты хрупкие 1 балл, силикаты пластичные 1 балл, силикаты недеформирующие 1 балл. Механические свойства после закалки при 920°С, 1 час, отпуск 580°С, 1 час: временное сопротивление разрыву 710 Н/мм2, предел текучести 570 Н/мм2, относительное удлинение 22%, относительное сужение 59, ударная вязкость KCU (+20) - 54 Дж/см2. Прокаливаемость в воду (критический диаметр) Дкр=29 мм, твердость в точке 6 мм при торцевой закалке - 40 HRC. As+Sn+Pb+5×Zn≤0,029;

Figure 00000003
Example 1: ferrite-pearlite structure, real grain score 9. Macrostructure: central porosity 2 points, point heterogeneity 1 point, segregation square 1 point, shrink segregation 1 point, segregation strips 0.5 points. Non-metallic inclusions: sulfides 1 point, point oxides 1 point, line oxides 1 point, brittle silicates 1 point, plastic silicates 1 point, non-deforming silicates 1 point. Mechanical properties after hardening at 920 ° С, 1 hour, tempering 580 ° С, 1 hour: temporary tensile strength 710 N / mm 2 , yield strength 570 N / mm 2 , elongation 22%, relative narrowing 59, impact strength KCU ( +20) - 54 J / cm 2 . Hardenability in water (critical diameter) D cr = 29 mm, hardness at 6 mm at end hardening - 40 HRC. As + Sn + Pb + 5 × Zn≤0.029;
Figure 00000003

Пример 2: структура феррито-перлитная, балл действительного зерна - 7. Макроструктура: центральная пористость 1 балл, точечная неоднородность 1 балл, ликвационный квадрат 1 балл, подусадочная ликвация 2 балла, ликвационные полоски 1 балл. Неметаллические включения: сульфиды 2 балла, оксиды точечные 1 балл, оксиды строчечные 1 балл, силикаты хрупкие 2 балла, силикаты пластичные 2 балла, силикаты недеформирующие 1 балл. Механические свойства после закалки при 920°С, 1 час, отпуск 580°С, 1 час: временное сопротивление разрыву 680 Н/мм2, предел текучести 550 Н/мм2, относительное удлинение 21%, относительное сужение 55%, ударная вязкость KCU (+20) 48 Дж/см2. Прокаливаемость в воду (критический диаметр) Дкр=29 мм, твердость в точке 6 мм при торцевой закалке 40 HRC. As+Sn+Pb+5×Zn≤0,031;

Figure 00000004
Example 2: ferrite-pearlite structure, real grain score is 7. Macrostructure: central porosity 1 point, point heterogeneity 1 point, segregation square 1 point, shrink segregation 2 points, segregation strips 1 point. Non-metallic inclusions: sulfides 2 points, point oxides 1 point, line oxides 1 point, brittle silicates 2 points, plastic silicates 2 points, non-deforming silicates 1 point. Mechanical properties after hardening at 920 ° С, 1 hour, tempering 580 ° С, 1 hour: temporary tensile strength 680 N / mm 2 , yield strength 550 N / mm 2 , elongation 21%, relative narrowing 55%, impact strength KCU (+20) 48 J / cm 2 . Hardenability in water (critical diameter) D cr = 29 mm, hardness at 6 mm at end hardening 40 HRC. As + Sn + Pb + 5 × Zn≤0.031;
Figure 00000004

Внедрение производства трубной заготовки обеспечивает повышение уровня потребительских свойств при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, пониженной склонности к обратимой отпускной хрупкости, повышенной прокаливаемости и свариваемости, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.Introduction of the production of tube billets provides an increase in the level of consumer properties while ensuring a favorable ratio of strength, ductility and toughness, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, a reduced tendency to reversible temper brittleness, increased hardenability and weldability, a low content of non-metallic inclusions, and a homogeneous macro- and microstructure of rolled products.

Claims (4)

1. Трубная горячекатаная заготовка из микролегированной, борсодержащей стали с заданными параметрами структуры, механических свойств, прокаливаемости, отличающаяся тем, что она выполнена из стали, содержащей следующие соотношения компонентов, мас.%:1. Tubular hot-rolled billet of microalloyed boron steel with the specified parameters of the structure, mechanical properties, hardenability, characterized in that it is made of steel containing the following ratio of components, wt.%: углеродcarbon 0,19-0,230.19-0.23 марганецmanganese 0,40-0,900.40-0.90 кремнийsilicon 0,15-0,300.15-0.30 хромchromium 0,005-0,600.005-0.60 борboron 0,001-0,0030.001-0.003 титанtitanium 0,02-0,040.02-0.04 алюминийaluminum 0,020-0,0400,020-0,040 ниобийniobium 0,005-0,020.005-0.02 азотnitrogen 0,005-0,0100.005-0.010 мышьякarsenic 0,0001-0,030.0001-0.03 оловоtin 0,0001-0,020.0001-0.02 свинецlead 0,0001-0,010.0001-0.01 цинкzinc 0,0001-0,0050.0001-0.005 железо и неизбежные примеси iron and inevitable impurities остальное, rest,
при соблюдении следующих соотношений:subject to the following ratios: (As+Sn+Pb+5×Zn)≤0,07;(As + Sn + Pb + 5 × Zn) ≤0.07; N/(Ti+0,5×Al+10×B)≤0,21,N / (Ti + 0.5 × Al + 10 × B) ≤0.21, непрерывнолитой, термоулучшенной и имеет феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна 6-9 баллов, макроструктуру по центральной пористости, точечной неоднородности, ликвационному квадрату, подусадочной ликвации не более 2 баллов по каждому виду, ликвационным полоскам не более 1 балла, неметаллические включения по сульфидам, оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформированным не более 4,0 баллов по каждому виду, временное сопротивление разрыву 560-950 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, относительное удлинение не менее 20%, относительное сужение не менее 45%, ударная вязкость KCU не менее 30 Дж/см2, прокаливаемость в воду критический диаметр Дкр=29 мм, твердость при торцевой закалке 40 HRC.continuously cast, thermally improved and has a ferrite-pearlite structure, actual grain size of 6–9 points, macrostructure by central porosity, point heterogeneity, segregation square, shrink segregation of not more than 2 points for each species, segregation strips of not more than 1 point, non-metallic inclusions by sulfides , point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, undeformed silicates, not more than 4.0 points for each type, temporary tensile strength 560-950 N / mm 2 , yield strength not less than 420 N / mm 2 , yield strength not less than 420 N / mm 2 , elongation not less than 20%, relative narrowing not less than 45%, impact strength KCU not less than 30 J / cm 2 , hardenability in water critical diameter D cr = 29 mm, hardness at end hardening 40 HRC.
2. Трубная заготовка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неизбежных примесей сталь содержит, мас.%: никель не более 0,10, медь не более 0,10, фосфор не более 0,015, сера не более 0,012.2. The pipe billet according to claim 1, characterized in that the steel contains inevitable impurities, wt.%: Nickel not more than 0.10, copper not more than 0.10, phosphorus not more than 0.015, sulfur not more than 0.012. 3. Трубная заготовка по п.1, отличающаяся тем, что при содержании в стали, мас.%: марганца 0,40-0,60, хрома 0,40-0,60, она имеет временное сопротивление разрыву 590-950 Н/мм2, предел текучести не менее 450 Н/мм2, относительное удлинение не менее 20%, относительное сужение не менее 50%, ударную вязкость KCU не менее 35 Дж/см2, прокаливаемость в воду критический диаметр Дкр=29 мм, твердость при торцевой закалке 40 HRC.3. The pipe billet according to claim 1, characterized in that when the content in steel, wt.%: Manganese 0.40-0.60, chromium 0.40-0.60, it has a temporary tensile strength of 590-950 N / mm 2 , yield strength not less than 450 N / mm 2 , elongation not less than 20%, relative narrowing not less than 50%, impact strength KCU not less than 35 J / cm 2 , hardenability in water critical diameter D cr = 29 mm, hardness at end hardening 40 HRC. 4. Трубная заготовка по п.1, отличающаяся тем, что при содержании в стали, мас.%: марганца 0,60-0,90, хрома 0,005-0,10, она имеет временное сопротивление разрыву 560-900 Н/мм2, предел текучести не менее 420 Н/мм2, относительное удлинение не менее 23%, относительное сужение не менее 45%, ударную вязкость KCU не менее 30 Дж/мм2, прокаливаемость в воду критический диаметр Дкр=29 мм, твердость при торцевой закалке 40 HRC.4. The tube stock according to claim 1, characterized in that when the content in steel, wt.%: Manganese 0.60-0.90, chromium 0.005-0.10, it has a temporary tensile strength of 560-900 N / mm 2 , yield strength not less than 420 N / mm 2 , elongation not less than 23%, relative narrowing not less than 45%, impact strength KCU not less than 30 J / mm 2 , hardenability in water critical diameter D cr = 29 mm, hardness at end quenching 40 HRC.
RU2006146631/02A 2006-12-25 2006-12-25 Tube stock out of micro alloyed boron containing steel RU2336324C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146631/02A RU2336324C1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Tube stock out of micro alloyed boron containing steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146631/02A RU2336324C1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Tube stock out of micro alloyed boron containing steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006146631A RU2006146631A (en) 2008-06-27
RU2336324C1 true RU2336324C1 (en) 2008-10-20

Family

ID=39679835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006146631/02A RU2336324C1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Tube stock out of micro alloyed boron containing steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2336324C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679499C1 (en) * 2015-03-26 2019-02-11 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Sheet steel for construction pipes or tubes, method of manufacture of sheet steel for construction pipes or tubes and construction pipes and tubes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679499C1 (en) * 2015-03-26 2019-02-11 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Sheet steel for construction pipes or tubes, method of manufacture of sheet steel for construction pipes or tubes and construction pipes and tubes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006146631A (en) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2338793C2 (en) Bar out of medium alloyed steel for cold die forging
RU2336324C1 (en) Tube stock out of micro alloyed boron containing steel
RU2330895C2 (en) Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel
RU2337151C1 (en) Tube stock out of alloyed boron containing steel
RU2336320C1 (en) Tube stock out of micro alloyed steel
RU2333968C1 (en) Tubing stock made from alloyed steel
RU2310690C1 (en) Round rolled bars of alloy spring steel
RU2337150C1 (en) Tube stock out of boron containing steel
RU2333967C1 (en) Tubing stock made from alloyed, molybdenium-containing steel
RU2336326C1 (en) Tube stock out of micro alloyed manganese containing steel
RU2338796C2 (en) Tube stock out of low carbon heat resistant steel
RU2338797C2 (en) Tube stock out of ball bearing steel
RU2336335C2 (en) Tube stock out of medium carbon medium alloyed steel
RU2330896C2 (en) Pipe shell made of low-carbon low-alloyed steel
RU2336330C1 (en) Tube stock out of alloyed heat resistant steel
RU2336322C1 (en) Tube stock out of micro alloyed steel
RU2336316C2 (en) Round bar out of boron containing steel for cold die forging
RU2336328C1 (en) Tube stock out of micro alloyed steel
RU2336317C1 (en) Tube stock out of low alloyed steel
RU2346992C2 (en) Tube stock out of micro-alloyed steel
RU2327748C1 (en) Tubular billet out of ball bearing steel
RU2337152C1 (en) Tube stock out of medium carbon low alloyed steel
RU2333970C1 (en) Tubing stock made from low-alloyed steel
RU2336319C1 (en) Tube stock out of alloyed manganese containing steel
RU2336331C2 (en) Tube stock out of medium carbon manganese containing steel