RU2337153C1 - Tube stock out of alloyed nickel containing steel - Google Patents
Tube stock out of alloyed nickel containing steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337153C1 RU2337153C1 RU2006146643/02A RU2006146643A RU2337153C1 RU 2337153 C1 RU2337153 C1 RU 2337153C1 RU 2006146643/02 A RU2006146643/02 A RU 2006146643/02A RU 2006146643 A RU2006146643 A RU 2006146643A RU 2337153 C1 RU2337153 C1 RU 2337153C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- points
- silicates
- point
- oxides
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 80 до 180 мм из легированной никельсодержащей стали повышенного качества.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of pipe billets with a diameter of 80 to 180 mm from alloyed nickel-containing steel of high quality.
Известна трубная заготовка из низколегированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, ниобий, молибден, серу, фосфор, хром, медь, никель, алюминий, титан и железо, изготовленная из горячекатаного листа, имеющая заданные механические свойства и структуру (RU 2252972 С1, C21D 9/08, 27.05.2005).Known tube billet made of low alloy steel containing carbon, silicon, manganese, niobium, molybdenum, sulfur, phosphorus, chromium, copper, nickel, aluminum, titanium and iron, made of hot rolled sheet, having the desired mechanical properties and structure (RU 2252972 C1, C21D 9/08, 05.27.2005).
Известна трубная заготовка из легированной никельсодержащей стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, никель, ванадий, ниобий, титан, алюминий, кальций, серу, фосфор, азот, медь, сурьму, олово, мышьяк, железо, изготовленная из горячекатаного листа, имеющая заданные механические свойства и структуру (RU 2180691 C1, 20.03.2002, C21D 9/08).Known pipe billet of alloyed nickel-containing steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, vanadium, niobium, titanium, aluminum, calcium, sulfur, phosphorus, nitrogen, copper, antimony, tin, arsenic, iron made from hot rolled sheet, having predetermined mechanical properties and structure (RU 2180691 C1, 03.20.2002, C21D 9/08).
Важнейшим требованием, предъявляемым к трубной заготовке из легированной никельсодержащей стали, 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 made of alloyed nickel-containing steel 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, минимального уровня анизотропии механических свойств, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката, а также повышенной прокаливаемости 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 low tendency to temper brittleness.
Поставленная задача решена тем, что трубная заготовка изготовлена из легированной никельсодержащей стали, содержащей следующие соотношения компонентов в мас.%:The problem is solved in that the tube billet is made of alloyed nickel-containing steel containing the following ratio of components in wt.%:
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;
сумма: {углерод + (марганец/6) + [(хром + ванадий)/5]+[(Ni+Cu)/15]}≤0,90.amount: {carbon + (manganese / 6) + [(chromium + vanadium) / 5] + [(Ni + Cu) / 15]} ≤0.90.
Заготовка выполнена непрерывно-литой, горячекатаной и имеет феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна 6-9 баллов, макроструктуру - 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 нормализации - временное сопротивление разрыву не менее 655 Н/мм2, предел текучести не менее 379-552 Н/мм2, относительное удлинение не менее 15%.The workpiece is continuously cast, hot rolled and has a ferrite-pearlite structure, the actual grain size is 6–9 points, the macrostructure is central porosity, point heterogeneity, segregation square, shrink segregation no more than 2 points for each type, segregation strips no more than 1 point, non-metallic inclusions: sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, undeformed silicates not more than 4.0 points for each type of inclusions, mechanical properties after normalization - in TERM tear resistance of at least 655 N / mm 2, yield stress of not less than 379-552 N / mm 2, an elongation of at least 15%.
В качестве примесей сталь дополнительно содержит в мас.%: фосфор не более 0,030, серу не более 0,030.As impurities, steel additionally contains in wt.%: Phosphorus not more than 0.030, sulfur not more than 0.030.
Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют получить в готовом изделии феррито-перлитную мелкодисперсную структуру с благоприятным соотношением прочности, пластичности и вязкости, минимальным уровнем анизотропии механических свойств, низким содержанием неметаллических включений, однородной макро- и микроструктурой проката, а также повышенной прокаливаемостью 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 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 (0,38%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,30% - 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 (0.38%) is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.30% - to ensure the required level of strength and hardenability of this steel.
Ванадий 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 нижней 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 ванадия - 0,30% обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0.20% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Vanadium is introduced into the composition of this steel in order to provide a finely dispersed homogeneous grain structure, as well as to provide hardenability during heat treatment. At the same time, it controls the processes in the lower part of the austenitic region: it determines the tendency to growth of austenite grain, stabilizes the structure during thermomechanical processing, raises the temperature of recrystallization and, as a result, affects the nature of the γ-α transformation. The upper limit of vanadium content is 0.30% due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower limit, respectively 0.20%, 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 - 0,70% и хрома - 1,20% определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний, марганца - 0,40% и хрома - 0,80% 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. At the same time, the upper level of manganese — 0.70% and chromium — 1.20% is determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower, manganese — 0.40% and chromium — 0.80%, 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 0,35% 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 0.35% adversely affects the ductility of steel.
Никель в заданных пределах влияет на характеристики прокаливаемости и вязкости стали. При этом нижний уровень содержания никеля - 1,75% обусловлен необходимостью обеспечения заданного уровня вязкости стали, а верхний - 2,25% - необходимостью получения мартенситной структуры при закалке стали (так как никель является аустенитизатором).Nickel within the specified limits affects the characteristics of hardenability and toughness of steel. In this case, the lower level of nickel content - 1.75% is due to the need to ensure a given level of viscosity of steel, and the upper - 2.25% - due to the need to obtain a martensitic structure during hardening of steel (since nickel is an austenitizer).
Медь определяет характеристики горячей пластичности стали. При этом нижний уровень ее содержания - 0.005% определяется требованиями обеспечения заданного уровня пластичности стали. Верхний уровень - 0.30% обусловлен необходимостью обеспечить заданный уровень вязкости и прочности стали.Copper determines the characteristics of hot ductility of steel. Moreover, the lower level of its content - 0.005% is determined by the requirements to ensure a given level of ductility of steel. The upper level - 0.30% due to the need to provide a given level of viscosity and strength of steel.
Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержания азота - 0,015% 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 nitrogen content - 0.015% is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower limit - 0.005% - 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 due to the technology of steel production, and the upper limit (0.03%, 0.02%, 0.01% and 0.005%, respectively) determines an increased tendency steel to reversible temper brittleness.
Соотношение C+Mn/6+(Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,90 определяет характеристики прочности и вязкости исследуемой стали, в то время как соотношение As+Sn+Pb+5×Zn≤0,07 определяет пониженную склонность стали к проявлению обратимой отпускной хрупкости.The ratio C + Mn / 6 + (Cr + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.90 determines the strength and toughness characteristics of the studied steel, while the ratio As + Sn + Pb + 5 × Zn≤0 , 07 determines the reduced tendency of steel to manifest reversible temper brittleness.
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, низком содержании 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, low content of non-metallic inclusions, homogeneous macro- and microstructure of rolled products.
Пример осуществления изобретения.An example embodiment of the invention.
Выплавку стали в мас.%: углерод - 0,33%, марганец - 0,52%, кремний - 0,26%, хром - 0,97%, никель - 1,99%, медь - 0,09%, ванадий - 0,25%, мышьяк - 0,008%, олово - 0,005%, свинец - 0,003%, цинк - 0,001%, азот - 0,008% производят в 150-тонных дуговых сталеплавильных печах 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 производят окончательную корректировку 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 непрерывно-литые заготовки охлаждают в печах контролируемого охлаждения. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 1180-1150°С и заканчивают при температуре 840-950°С.Steel smelting in wt.%: Carbon - 0.33%, manganese - 0.52%, silicon - 0.26%, chromium - 0.97%, nickel - 1.99%, copper - 0.09%, vanadium - 0.25%, arsenic - 0.008%, tin - 0.005%, lead - 0.003%, zinc - 0.001%, nitrogen - 0.008% is produced in 150-ton steel arc furnaces using 100% metallized pellets in the charge, which ensures production mass fraction of nitrogen before release from particleboard is not more than 0.003%, as well as a low content of colored 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 is made in chemical composition. After evacuation, the metal is treated with silicocalcium and transferred to casting. The casting is carried out on a four-strand radial-type ONRS with an ingot of 300 × 360 mm in size with a drawing speed of 0.6-0.7 m / min with protection of the metal from oxidation by using cover slag mixtures in the intermediate ladle and mold, protective tubes, immersion glasses and feeding argon. 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 типа 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 и φ.The mechanical characteristics at room temperature are determined on samples of type I, GOST 1497-84 on an INSTRON-1185 testing machine with strain-strain registration. The loading speed of the sample is 5 mm / min. Strength characteristics σ b and σ 0.2 are determined and ductility δ and φ are determined.
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:
где M1 и М2 - средние значения сравниваемых величин; S1 2 и S2 2 - дисперсии среднего; tKR 0.05(α) - критическое значение критерия Стьюдента при уровне значимости 0.95 и числе степеней свободы - α.where M 1 and M 2 are the 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 is 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.
В результате горячей прокатки получают трубную заготовку ⌀100 мм, длиной 11800 мм. Структура феррито-перлитная, балл действительного зерна - 8. Макроструктура: центральная пористость - 0,5 балла, точечная неоднородность - 0,5 балла, ликвационный квадрат - 0,5 балла, подусадочная ликвация - 0,5 балла, ликвационные полоски - 0,5 балла. Неметаллические включения: сульфиды - 1 балл, оксиды точечные - 0 балла, оксиды строчечные - 1 балл, силикаты хрупкие - 1 балл, силикаты пластичные - 1 балл, силикаты недеформирующие - 1 балл. Механические свойства после нормализации при 870°С, 1 час, воздух: временное сопротивление разрыву 680 Н/мм2, предел текучести 520 Н/мм2, относительное удлинение - 16%.As a result of hot rolling, a заготов100 mm tube billet with a length of 11800 mm is obtained. The structure is ferrite-pearlite, the real grain score is 8. Macrostructure: central porosity - 0.5 points, point heterogeneity - 0.5 points, segregation square - 0.5 points, shrink segregation - 0.5 points, segregation strips - 0, 5 points. Non-metallic inclusions: sulfides - 1 point, point oxides - 0 point, strox oxides - 1 point, brittle silicates - 1 point, plastic silicates - 1 point, non-deforming silicates - 1 point. Mechanical properties after normalization at 870 ° С, 1 hour, air: temporary tensile strength 680 N / mm 2 , yield strength 520 N / mm 2 , elongation 16%.
As+Sn+Pb+5×Zn=0,021, C+Mn/6+(Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15=0,80.As + Sn + Pb + 5 × Zn = 0.021, C + Mn / 6 + (Cr + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 = 0.80.
Внедрение производства трубной заготовки из легированной никельсодержащей стали обеспечивает повышение уровня потребительских свойств при благоприятном соотношении прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, пониженной склонности к обратимой отпускной хрупкости, повышенной прокаливаемости, низком содержании неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.The introduction of the production of tube billets from alloyed nickel-containing steel provides an increase in the level of consumer properties with 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, a low content of non-metallic inclusions, and a homogeneous macro- and microstructure of rolled products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146643/02A RU2337153C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of alloyed nickel containing steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146643/02A RU2337153C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of alloyed nickel containing steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146643A RU2006146643A (en) | 2008-07-10 |
RU2337153C1 true RU2337153C1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=40042031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146643/02A RU2337153C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tube stock out of alloyed nickel containing steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2337153C1 (en) |
-
2006
- 2006-12-25 RU RU2006146643/02A patent/RU2337153C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146643A (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
RU2330895C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel | |
RU2333968C1 (en) | Tubing stock made from alloyed steel | |
RU2337151C1 (en) | Tube stock out of alloyed boron containing steel | |
RU2336320C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2336335C2 (en) | Tube stock out of medium carbon medium alloyed steel | |
RU2310690C1 (en) | Round rolled bars of alloy spring steel | |
RU2336330C1 (en) | Tube stock out of alloyed heat resistant steel | |
RU2330896C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon low-alloyed steel | |
RU2337153C1 (en) | Tube stock out of alloyed nickel containing steel | |
RU2336322C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2336328C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2338796C2 (en) | Tube stock out of low carbon heat resistant steel | |
RU2336326C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed manganese containing steel | |
RU2333967C1 (en) | Tubing stock made from alloyed, molybdenium-containing steel | |
RU2338797C2 (en) | Tube stock 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 | |
RU2336315C2 (en) | Round bar out of spring steel with special treatment of surface | |
RU2327748C1 (en) | Tubular billet out of ball bearing steel | |
RU2336332C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336333C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336329C1 (en) | Tube stock out of low carbon manganese containing steel | |
RU2336318C1 (en) | Tube stock out of low alloyed steel | |
RU2336331C2 (en) | Tube stock out of medium carbon manganese containing steel |