RU2341567C2 - Tubing stock made of low-alloy steel - Google Patents
Tubing stock made of low-alloy steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341567C2 RU2341567C2 RU2006146633/02A RU2006146633A RU2341567C2 RU 2341567 C2 RU2341567 C2 RU 2341567C2 RU 2006146633/02 A RU2006146633/02 A RU 2006146633/02A RU 2006146633 A RU2006146633 A RU 2006146633A RU 2341567 C2 RU2341567 C2 RU 2341567C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- less
- points
- silicates
- steel
- strength
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 80 до 160 мм из низколегированной стали.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of tube billets with a diameter of 80 to 160 mm from low alloy steel.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является известная трубная заготовка из низколегированной стали, содержащая (мас.%): углерод 0,05-0,30, марганец 0,35-1,50, кремний 0,15-1,0, хром 0,005-0,5, никель 0,005-0,50, медь 0,005-0,50, сера не более 0,015, фосфор не более 0,020, алюминий 0,01-0,05, ниобий 0,01-0,06, железо и неизбежные примеси - остальное. Трубная заготовка имеет высокий уровень чистоты стали по неметаллическим включениям и определенную микроструктуру (RU 2221875 C2, 20.01.2004, С21С 5/52).Closest to the proposed invention is a known tubular billet made of low alloy steel containing (wt.%): Carbon 0.05-0.30, manganese 0.35-1.50, silicon 0.15-1.0, chromium 0.005- 0.5, nickel 0.005-0.50, copper 0.005-0.50, sulfur not more than 0.015, phosphorus not more than 0.020, aluminum 0.01-0.05, niobium 0.01-0.06, iron and inevitable impurities - the rest. The pipe billet has a high level of steel purity for non-metallic inclusions and a certain microstructure (RU 2221875 C2, 01.20.2004, C21C 5/52).
Важнейшими требованиями, предъявляемыми к трубной заготовке из низколегированной стали, являются, с одной стороны, обеспечение однородности микро- и макроструктуры, низкого содержания неметаллических включений, с другой стороны, - обеспечение повышенного комплекса потребительских свойств.The most important requirements for a low-alloy steel billet are, on the one hand, ensuring the uniformity of micro- and macrostructures, low content of non-metallic inclusions, and, on the other hand, ensuring an increased range of consumer properties.
Техническим результатом 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 и хорошей свариваемости.The technical result of the invention is to provide a high level of consumer properties while ensuring 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 and good weldability.
Для достижения технического результата трубная заготовка из низколегированной стали, непрерывнолитая, горячекатаная, имеющая заданные параметры металлургического качества по неметаллическим включениям и структуре, механическим свойствам, прокаливаемости, содержит следующие соотношения компонентов в мас.%:To achieve a technical result, a tubular billet of low alloy steel, continuously cast, hot rolled, having predetermined parameters of metallurgical quality for non-metallic inclusions and structure, mechanical properties, hardenability, contains the following component ratios in wt.%:
при выполнении следующих соотношений элементов:when performing the following element ratios:
C+Mn/6+(Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43C + Mn / 6 + (Cr + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43
имеет феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна - 5-8 баллов, по макроструктуре - центральная пористость, точечная неоднородность, подусадочная ликвация, ликвационный квадрат не более 2 балла по каждому виду, ликвационные полоски - не более 1 балла, по неметаллическим включениям: сульфиды, оксиды точечные, оксиды строчечные, силикаты хрупкие, силикаты пластичные, силикаты недеформированные - не более 4.0 баллов по каждому виду включений. В качестве неизбежных примесей сталь дополнительно содержит в мас.%: мышьяк не более 0,03, олово не более 0,02, свинец не более 0,01, цинк не более 0,005, азот не более 0,008, сера не более 0,010, фосфор не более 0,015. Механические свойства после нормализации - временное сопротивление разрыву не менее 500 Н/мм2, предел текучести не менее 390 Н/мм2, относительное удлинение не менее 16%, относительное сужение не менее 45%, ударная вязкость при комнатной температуре KCU не менее 20 Дж/см2.has a ferrite-pearlite structure, the actual grain size is 5-8 points, for the macrostructure - central porosity, point heterogeneity, shrinkable segregation, segregation square of not more than 2 points for each species, segregation strips - not more than 1 point, for 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. As inevitable impurities, steel additionally contains in wt.%: Arsenic no more than 0.03, tin no more than 0.02, lead no more than 0.01, zinc no more than 0.005, nitrogen no more than 0.008, sulfur no more than 0.010, no phosphorus more than 0.015. Mechanical properties after normalization - temporary tensile strength not less than 500 N / mm 2 , yield strength not less than 390 N / mm 2 , elongation not less than 16%, relative narrowing not less than 45%, impact strength at room temperature KCU not less than 20 J / cm 2 .
Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют получить в готовом изделии феррито-перлитную мелкодисперсную структуру, низкое содержание неметаллических включений, однородную макроструктуру и благоприятное сочетание характеристик прочности и пластичности.The given combinations of alloying elements make it possible to obtain a ferrite-pearlite finely dispersed structure, a low content of non-metallic inclusions, a homogeneous macrostructure, and a favorable combination of strength and ductility characteristics in the finished product.
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 0,18% - 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 0.18% - to ensure the required level of strength and hardenability of this steel.
Марганец и хром используют, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита стали. При этом верхний уровень содержания марганца - 0,65% и хрома - 0,70% - определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний - 0,45% и 0,005% соответственно - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и прокаливаемости, и теплостойкости 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 manganese — 0.65% and chromium — 0.70% —is determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower — 0.45% and 0.005%, respectively, by the need to provide the required level of strength and hardenability, and heat resistance of this become.
Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию - 0,17% - обусловлен технологией раскисления стали. Содержание кремния выше 0,37% неблагоприятно сказывается на характеристиках пластичности стали.Silicon refers to ferrite-forming elements. The lower limit on silicon - 0.17% - is due to the technology of deoxidation of steel. A silicon content above 0.37% adversely affects the ductility characteristics of steel.
Ванадий и ниобий вводят в композицию данной стали с целью обеспечения мелкодисперсной, однородной зеренной структуры. При этом они управляют процессами в нижней части аустенитной области: определяют склонность к росту зерна аустенита, стабилизируют структуру при термомеханической обработке, повышают температуру рекристаллизации и, как следствие, влияют на характер γ-α-превращения. Верхняя граница содержания ванадия - 0,09%, ниобия - 0,03% - обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,05% и 0,005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Vanadium and niobium are introduced into the composition of this steel in order to provide a finely dispersed, uniform grain structure. Moreover, they control the processes in the lower part of the austenitic region: they determine the tendency for austenite grain to grow, stabilize the structure during thermomechanical treatment, increase the recrystallization temperature, and, as a result, affect the nature of the γ-α transformation. The upper limit of the vanadium content is 0.09%, niobium is 0.03% due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower limit is 0.05% and 0.005%, respectively, to ensure the required level of strength of this steel.
Алюминий и титан используют в качестве раскислителей. Так нижний уровень содержания алюминия - 0,02 - определяется требованием обеспечения однородности структуры, а верхний уровень 0,05 - требованием обеспечения заданного уровня пластичности стали.Aluminum and titanium are used as deoxidizers. So the lower level of aluminum content - 0.02 - is determined by the requirement to ensure uniformity of the structure, and the upper level of 0.05 - by the requirement to ensure a given level of ductility of steel.
Кальций - модификатор неметаллических включений. Нижний уровень - 0,001% - определяется необходимостью обеспечить требуемую морфологию неметаллических включений, а верхний - 0,05% - необходимостью обеспечить заданный уровень пластичности стали.Calcium is a modifier of non-metallic inclusions. The lower level - 0.001% - is determined by the need to provide the required morphology of non-metallic inclusions, and the upper level - 0.05% - by the need to provide a given level of ductility of steel.
Соотношение C+Mn/6+(Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43 определяет условия свариваемости заготовки.The ratio C + Mn / 6 + (Cr + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43 determines the weldability conditions of the workpiece.
Пример получения трубной заготовки.An example of obtaining a tube billet.
Выплавку исследуемой стали, химический состав в мас.%: углерод - 0,19, марганец - 0,51, кремний - 0,28, хром - 0,20, ниобий - 0,01, ванадий - 0,06, алюминий - 0,035, кальций - 0,08, азот - 0,007, медь - 0,025, никель - 0,02, при условии C+Mn/6+(Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15=0,33 производят в 150-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 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 непрерывнолитые заготовки охлаждают в печах контролируемого охлаждения. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 1180-1150°С и заканчивают при температуре 840-950°С.Smelting of the test steel, chemical composition in wt.%: Carbon - 0.19, manganese - 0.51, silicon - 0.28, chromium - 0.20, niobium - 0.01, vanadium - 0.06, aluminum - 0.035 , calcium - 0.08, nitrogen - 0.007, copper - 0.025, nickel - 0.02, provided C + Mn / 6 + (Cr + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 = 0.33 is produced in 150-ton electric arc furnace of chipboard with the use of 100% metallized pellets in the charge, which ensures a mass fraction of nitrogen before discharge from the chipboard of not 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 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 coating 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 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:
где M1 и М2 - средние значения сравниваемых величин; и - дисперсии среднего; - 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; and - average variance; - the critical value of the Student criterion with 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.
В результате горячей прокатки получают трубную заготовку ⌀110 мм, длиной 11800 мм, структура: феррит-перлит, балл действительного зерна - 7. Макроструктура: центральная пористость - 1 балл, точечная неоднородность - 1 балл, светлый контур - 1 балл, подусадочная ликвация - 1 балл, ликвационные полоски - 0,5 балла. Неметаллические включения: сульфиды - 1,0 балл, оксиды точечные - 0,5 балла, оксиды строчечные - 1 балл, силикаты хрупкие - 0,5 балла, силикаты пластичные - 0,5 балла, силикаты недеформированные - 1,5 балла.As a result of hot rolling, a заготов110 mm pipe billet is obtained, 11800 mm long, structure: ferrite-perlite, real grain score is 7. Macrostructure: central porosity - 1 point, point heterogeneity - 1 point, light contour - 1 point, shrinkage segregation - 1 point, liquidation strips - 0.5 points. Non-metallic inclusions: sulfides - 1.0 point, point oxides - 0.5 points, line oxides - 1 point, brittle silicates - 0.5 points, plastic silicates - 0.5 points, undeformed silicates - 1.5 points.
Механические свойства после нормализации - временное сопротивление разрыву 562 Н/мм2, предел текучести 424 Н/мм2, относительное удлинение - 17%, относительное сужение - 52%, ударная вязкость при комнатной температуре KCU - 54 Дж/см2.The mechanical properties after normalization are the tensile strength 562 N / mm 2 , yield strength 424 N / mm 2 , elongation 17%, relative narrowing 52%, impact strength at room temperature KCU 54 J / cm 2 .
Внедрение предложенной трубной заготовки из низколегированной стали позволило обеспечить повышенный уровень потребительских свойств проката при обеспечении благоприятного соотношения прочности, пластичности и вязкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низкого содержания неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.The introduction of the proposed low-alloy steel billet made it possible to provide an increased level of consumer properties of rolled products while ensuring a favorable ratio of strength, ductility and toughness, a minimum level of anisotropy of mechanical properties, 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 |
---|---|---|---|
RU2006146633/02A RU2341567C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tubing stock made of low-alloy steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146633/02A RU2341567C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tubing stock made of low-alloy steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146633A RU2006146633A (en) | 2008-06-27 |
RU2341567C2 true RU2341567C2 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=39679836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146633/02A RU2341567C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Tubing stock made of low-alloy steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2341567C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102400057A (en) * | 2011-11-28 | 2012-04-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | Low alloy steel for carbon dioxide corrosion resistant oil well pipe and manufacturing method thereof |
-
2006
- 2006-12-25 RU RU2006146633/02A patent/RU2341567C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102400057A (en) * | 2011-11-28 | 2012-04-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | Low alloy steel for carbon dioxide corrosion resistant oil well pipe and manufacturing method thereof |
CN102400057B (en) * | 2011-11-28 | 2014-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | Low-alloy steel used for oil well pipe with carbon dioxide corrosion resistance and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146633A (en) | 2008-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
RU2341567C2 (en) | Tubing stock made of low-alloy steel | |
RU2330895C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon microalloyed 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 | |
RU2330896C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon low-alloyed steel | |
RU2337151C1 (en) | Tube stock out of alloyed boron containing steel | |
RU2337152C1 (en) | Tube stock out of medium carbon low alloyed steel | |
RU2336317C1 (en) | Tube stock out of low alloyed steel | |
RU2336335C2 (en) | Tube stock out of medium carbon medium alloyed steel | |
RU2336328C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2333970C1 (en) | Tubing stock made from low-alloyed steel | |
RU2333969C1 (en) | Tubing stock made from chrome-molybdenium-containing steel | |
RU2336321C1 (en) | Tube stock out of low carbon steel | |
RU2343210C2 (en) | Tubular pillet made from low-carbon microalloyed steel | |
RU2338796C2 (en) | Tube stock out of low carbon heat resistant steel | |
RU2333967C1 (en) | Tubing stock made from alloyed, molybdenium-containing steel | |
RU2336330C1 (en) | Tube stock out of alloyed heat resistant steel | |
RU2336326C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed manganese containing steel | |
RU2336332C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336333C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336322C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2327748C1 (en) | Tubular billet out of ball bearing steel | |
RU2338797C2 (en) | Tube stock out of ball bearing steel |