RU2353671C2 - Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes - Google Patents
Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2353671C2 RU2353671C2 RU2007122021/02A RU2007122021A RU2353671C2 RU 2353671 C2 RU2353671 C2 RU 2353671C2 RU 2007122021/02 A RU2007122021/02 A RU 2007122021/02A RU 2007122021 A RU2007122021 A RU 2007122021A RU 2353671 C2 RU2353671 C2 RU 2353671C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- air
- cooling
- pipe
- austenite
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к термической обработке в трубопрокатном производстве.The invention relates to heat treatment in pipe production.
Известен способ термомеханической обработки бесшовных труб [Авторское свидетельство СССР №347355, Кл. C21D 9/08, 1972], являющийся, по существу, одной из разновидностей высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО), поскольку при его осуществлении трубы, материал которых находится в состоянии аустенита, после горячей пластической деформации подвергают контролируемому охлаждению. В самом деле, согласно изобретению данный способ включает горячую пластическую деформацию труб и охлаждение, состоящее из начального, совершаемого со скоростью, предотвращающей распад аустенита, а затем окончательного на воздухе. По мнению авторов изобретения, такое непрерывное двухстадийное охлаждение позволяет получить бейнитную структуру, обеспечивающую высокую прочность и удовлетворительную пластичность.A known method of thermomechanical processing of seamless pipes [USSR Author's Certificate No. 347355, Cl. C21D 9/08, 1972], which is essentially one of the varieties of high-temperature thermomechanical processing (HTMO), since during its implementation the pipes, the material of which is in the state of austenite, are subjected to controlled cooling after hot plastic deformation. In fact, according to the invention, this method includes hot plastic deformation of pipes and cooling, consisting of initial, performed at a speed that prevents the decomposition of austenite, and then final in air. According to the inventors, such continuous two-stage cooling allows to obtain a bainitic structure that provides high strength and satisfactory ductility.
Однако не все стали при непрерывном ускоренном, пусть и двухстадийном, охлаждении дают устойчивое бейнитное превращение, которое гарантированно можно обеспечить только путем изотермической закалки. Так, при непрерывном ускоренном охлаждении сталей (например, высокоуглеродистых и некоторых легированных), у которых точки начала мартенситного превращения и начала бейнитного превращения близки и составляют 450…500°С, основная часть исходного аустенита превращается в мартенсит, и только небольшая часть остаточного аустенита превращается в бейнит, т.е. образуется смешанная мартенситно-бейнитная структура, обладающая при высокой прочности низкой пластичностью и вязкостью [Металловедение и термическая обработка стали: Справочник в 3-х т. под ред. Бернштейна М.Л. и Рахштадта А.Г. Т.2. - Основы термической обработки. М.: Металлургия, 1983, с.150-153].However, not all steels under continuous accelerated, albeit two-stage, cooling give a stable bainitic transformation, which can be guaranteed only by isothermal quenching. So, with continuous accelerated cooling of steels (for example, high carbon and some alloyed), for which the points of the onset of martensitic transformation and the onset of bainitic transformation are close at 450 ... 500 ° C, the bulk of the initial austenite is converted to martensite, and only a small part of the residual austenite is transformed in bainite, i.e. a mixed martensitic-bainitic structure is formed, which has high ductility and low ductility and toughness [Metallurgy and heat treatment of steel: Handbook in 3 vols. Ed. Bernstein M.L. and Rakhstadt A.G. T.2. - Basics of heat treatment. M .: Metallurgy, 1983, p.150-153].
Поставлена техническая задача: повысить ударную вязкость горячекатаной трубы.The technical task is set: to increase the toughness of a hot-rolled pipe.
Поставленная задача решается созданием способа производства термомеханически обработанных горячекатаных труб, включающим горячую пластическую деформацию трубы, ее охлаждение со скоростью, предотвращающей распад аустенита, и последующее охлаждение на воздухе, в котором согласно изобретению охлаждение со скоростью, предотвращающей распад аустенита, осуществляют до температуры, лежащей в интервале мартенситного превращения, а после охлаждения на воздухе трубу нагревают в индукторе, питаемом переменным током частотой 50…60 Гц, до температуры 740…760°С в течение 1…1,5 мин, выдерживают в течение 2…4 мин и окончательно охлаждают на воздухе.The problem is solved by creating a method for the production of thermomechanically processed hot rolled pipes, including hot plastic deformation of the pipe, its cooling at a rate that prevents the decomposition of austenite, and subsequent cooling in air, in which according to the invention, cooling at a speed that prevents the decomposition of austenite is carried out to a temperature lying in the range of martensitic transformation, and after cooling in air, the pipe is heated in an inductor fed by alternating current with a frequency of 50 ... 60 Hz, to a pace Aturi 740 ... 760 ° C for 1.5 ... 1 min, incubated for 2 ... 4 min and finally cooled in air.
Применение индукционного метода нагрева обеспечивает высокоскоростной и равномерный по объему прогрев труб и тем самым высокую производительность, а простота конструкции индукционных установок, использующих для питания сетевой ток частотой 50…60 Гц, гарантирует минимум капитальных затрат. Кроме того, применение тока частотой 50…60 Гц позволяет ограничивать температуру нагрева значениями 740…760°С. Данная температура несколько выше допустимых температур для обычного печного отпуска, поскольку она превышает критические значения, однако благодаря высокой скорости нагрева и последующей короткой выдержке превращения в материале труб запаздывают и не переходят в критическую стадию, чем и достигается эффект, аналогичный печному отпуску. В результате формируется структура сорбита отпуска, что в итоге гарантирует достаточную прочность обработанного материала при его высокой пластичности и вязкости.The use of the induction heating method provides high-speed and uniform heating of the pipes in volume and thereby high productivity, and the simplicity of the design of induction plants using a mains current of 50 ... 60 Hz for power supply guarantees a minimum of capital costs. In addition, the use of a current frequency of 50 ... 60 Hz allows you to limit the heating temperature to 740 ... 760 ° C. This temperature is slightly higher than the permissible temperatures for ordinary furnace tempering, since it exceeds critical values, however, due to the high heating rate and subsequent short exposure, the transformations in the pipe material are delayed and do not go to a critical stage, which results in an effect similar to furnace tempering. As a result, the structure of tempering sorbitol is formed, which ultimately guarantees sufficient strength of the processed material with its high ductility and viscosity.
Изменяя время выдержки при данной температуре, получают требуемые значения твердости и прочности. Так, сокращая время выдержки, обеспечивают повышение твердости и прочности. Наращивание же времени выдержки понижает твердость и прочность.By changing the exposure time at a given temperature, the required values of hardness and strength are obtained. Thus, reducing exposure time, provide increased hardness and strength. Increasing the exposure time reduces the hardness and strength.
Известно, что скорость охлаждения, предотвращающая распад аустенита, называемая также сверхкритической скоростью, для разных сталей различна и определяется их химическим составом. В частности, для сталей мартенситного класса (например, 40Х13) данная скорость обеспечивается обычным охлаждением на воздухе, т.е. непрерывное охлаждение на воздухе оказывается также и тем двухстадийным, которое используется в предлагаемом способе, поскольку сначала при охлаждении с температуры окончания горячей пластической деформации блокируется перлитный распад аустенита, а затем, после того как температура упадет ниже точки начала мартенситного превращения, аустенит трансформируется в мартенсит. Для других же сталей сверхкритическая скорость охлаждения достигается выбором охлаждающей среды, в качестве которой можно использовать влажную (водо-воздушную), водную, масляную, эмульсионную, а также и мощную струю направленного воздуха.It is known that the cooling rate that prevents the decomposition of austenite, also called supercritical speed, is different for different steels and is determined by their chemical composition. In particular, for steels of the martensitic class (for example, 40X13) this speed is ensured by conventional cooling in air, i.e. continuous cooling in air also turns out to be the two-stage that is used in the proposed method, since first, pearlite decomposition of austenite is blocked during cooling from the temperature of the end of hot plastic deformation, and then, after the temperature drops below the start point of the martensitic transformation, austenite is transformed into martensite. For other steels, the supercritical cooling rate is achieved by choosing a cooling medium, which can be used as a moist (water-air), water, oil, emulsion, as well as a powerful stream of directed air.
Пример 1. Горячекатаную трубу из стали 45Х, имеющую наружный диаметр 92 мм, длину - 1100 мм и толщину стенки - 13 мм, после ее выхода из калибровочного стана охлаждали от температуры 880°С, при которой сталь 45Х имеет аустенитное состояние, до температуры 260°С со скоростью, равной 31°С/с, что для этой стали гарантированно исключает распад аустенита. Данную скорость охлаждения обеспечили выдержкой трубы в воде, имеющей температуру 35°С, в течение 20 с, после чего трубу охлаждали на воздухе до температуры не более 60°С. Далее трубу нагревали до температуры 740°С в течение 1 мин и выдерживали при этой температуре в течение 3 мин, осуществляя нагрев и выдержку путем поступательного перемещения трубы со скоростью 0,017 м/с через индуктор диаметром 180 мм и длиной 4 м, питаемый переменным током частотой 50 Гц под напряжением 380 В. После выхода из индуктора трубу охлаждали на воздухе до температуры окружающей среды.Example 1. A hot-rolled pipe made of steel 45X, having an outer diameter of 92 mm, a length of 1100 mm and a wall thickness of 13 mm, after it exited the calibration mill, was cooled from a temperature of 880 ° C, at which steel 45X has an austenitic state, to a temperature of 260 ° C at a rate of 31 ° C / s, which for this steel is guaranteed to exclude the decomposition of austenite. This cooling rate was provided by holding the pipe in water having a temperature of 35 ° C for 20 s, after which the pipe was cooled in air to a temperature of not more than 60 ° C. Then the pipe was heated to a temperature of 740 ° C for 1 min and kept at this temperature for 3 min, heating and holding by translational movement of the pipe at a speed of 0.017 m / s through an inductor with a diameter of 180 mm and a length of 4 m, fed by alternating current frequency 50 Hz at a voltage of 380 V. After exiting the inductor, the pipe was cooled in air to ambient temperature.
Механические свойства готовых труб следующие: предел текучести - 510…540 МПа, предел прочности - 720…760 МПа, относительное удлинение - 22…25%, ударная вязкость при температуре 20°С - 1,4…1,6 МДж/м2, а при -40°С - 0,7…0,9 МДж/м2. Полученный результат показывает, что трубы могут успешно эксплуатироваться в условиях отрицательных температур.The mechanical properties of the finished pipes are as follows: yield strength - 510 ... 540 MPa, tensile strength - 720 ... 760 MPa, elongation - 22 ... 25%, impact strength at a temperature of 20 ° C - 1.4 ... 1.6 MJ / m 2 and at -40 ° C - 0.7 ... 0.9 MJ / m 2 . The result shows that the pipes can be successfully operated in conditions of freezing temperatures.
Пример 2. Трубу из стали 30ХМА диаметром 102 мм с толщиной стенки 7 мм и длиной 1500 мм после ее выхода из калибровочного стана охлаждали воздушным потоком, создаваемым вентилятором мощностью 25 кВт, с температуры 880°С до температуры 260°С в течение 50 с, что обеспечило скорость охлаждения 12,5°С/с, затем охлаждали на спокойном воздухе до температуры не выше 60°С. Далее трубу нагревали до температуры 760°С за 1 мин и выдерживали в при этой температуре в течение 4 мин путем поступательного перемещения со скоростью 0,013 м/с через индуктор диаметром 180 мм и длиной 4 м, питаемый переменным током 50 Гц под напряжением 380 В, после чего окончательно охлаждали на воздухе.Example 2. A pipe made of steel 30XMA with a diameter of 102 mm with a wall thickness of 7 mm and a length of 1500 mm after it exited the calibration mill was cooled by the air flow created by a 25 kW fan from a temperature of 880 ° C to a temperature of 260 ° C for 50 s, which ensured a cooling rate of 12.5 ° C / s, then it was cooled in calm air to a temperature not exceeding 60 ° C. Next, the pipe was heated to a temperature of 760 ° C in 1 min and kept at this temperature for 4 min by translational movement at a speed of 0.013 m / s through an inductor with a diameter of 180 mm and a length of 4 m, powered by an alternating current of 50 Hz at a voltage of 380 V, after which it was finally cooled in air.
Механические свойства труб: предел текучести - 630…650 МПа, предел прочности - 920…950 МПа, относительное удлинение - 20…22%, ударная вязкость - 0,9…1,2 МДж/м2. Это означает, что эффект обратимой отпускной хрупкости был подавлен.Pipe mechanical properties: yield strength - 630 ... 650 MPa, tensile strength - 920 ... 950 MPa, elongation - 20 ... 22%, impact strength - 0.9 ... 1.2 MJ / m 2 . This means that the effect of reversible temper embrittlement has been suppressed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122021/02A RU2353671C2 (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122021/02A RU2353671C2 (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007122021A RU2007122021A (en) | 2008-12-20 |
RU2353671C2 true RU2353671C2 (en) | 2009-04-27 |
Family
ID=41019221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007122021/02A RU2353671C2 (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2353671C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580773C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") | Tube rolling method with thermomechanical treatment |
-
2007
- 2007-06-15 RU RU2007122021/02A patent/RU2353671C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580773C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") | Tube rolling method with thermomechanical treatment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007122021A (en) | 2008-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104532126B (en) | A kind of super high strength hot rolled Q&P steel of low yield strength ratio and its manufacture method | |
Saha et al. | Effect of cyclic heat treatment on microstructure and mechanical properties of 0.6 wt% carbon steel | |
US20100319814A1 (en) | Bainitic steels with boron | |
Lee et al. | Microstructure and mechanical properties of spheroidized D6AC steel | |
Rastegari et al. | Investigating the effects of short time austenitizing and cooling rate on pearlitic microstructure and mechanical properties of a hot rolled plain eutectoid carbon steel | |
JP2015528065A (en) | Cold rolled flat steel product and method for producing the same | |
Zaky et al. | Effect of different cooling rates on thermomechanically processed high-strength rebar steel | |
US3711338A (en) | Method for cooling and spheroidizing steel rod | |
Hamzeh et al. | Fabrication of the ultrafine-grained ferrite with good resistance to grain growth and evaluation of its tensile properties | |
KR102349238B1 (en) | Microtreatment and microstructure of carbide containing iron-based alloy | |
CN109402345A (en) | The novel annealing process of bearing steel wire | |
Hauserova et al. | Effect of heating rate on accelerated carbide spheroidisation (ASR) in 100CrMnSi6-4 bearing steel | |
RU2353671C2 (en) | Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes | |
US20100163140A1 (en) | Microtreatment of Iron-Based Alloy, Apparatus and Method Therefor, and Microstructure Resulting Therefrom | |
CN109689238B (en) | On-line manufacturing method of steel pipe | |
Hauserova et al. | Microstructure development of bearing steel during accelerated carbide spheroidisation | |
CN109517947A (en) | A kind of preparation method containing manganese TRIP steel in aluminium | |
CN105714197B (en) | A kind of high-strength easy punch forming cold-rolled steel sheet and its production method | |
CN103981452B (en) | A kind of economical air cooling two-phase low yield strength ratio steel plate and production technique thereof | |
JPH06346146A (en) | Production of wire rod for cold forming coil spring and device therefor | |
JP2591234B2 (en) | Manufacturing method of seamless steel pipe with ultrafine structure | |
Hauserova et al. | Pearlitic Lamellae Spheroidisation During Austenitization and Subsequent Temperature Hold | |
JP2576254B2 (en) | Manufacturing method of seamless steel pipe with ultrafine structure | |
Musonda et al. | Effect of Water flow Rate on the Yield Strength of a Reinforced bar | |
RU2588936C1 (en) | Method for thermomechanical treatment of steel articles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090616 |