RU2358024C1 - Method of production of strips out of low alloyed steel - Google Patents

Method of production of strips out of low alloyed steel Download PDF

Info

Publication number
RU2358024C1
RU2358024C1 RU2007135056/02A RU2007135056A RU2358024C1 RU 2358024 C1 RU2358024 C1 RU 2358024C1 RU 2007135056/02 A RU2007135056/02 A RU 2007135056/02A RU 2007135056 A RU2007135056 A RU 2007135056A RU 2358024 C1 RU2358024 C1 RU 2358024C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strips
temperature
rolling
strength
steel
Prior art date
Application number
RU2007135056/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007135056A (en
Inventor
Андрей Николаевич Луценко (RU)
Андрей Николаевич Луценко
Александр Владимирович Погожев (RU)
Александр Владимирович Погожев
Александр Александрович Степанов (RU)
Александр Александрович Степанов
Николай Борисович Скорохватов (RU)
Николай Борисович Скорохватов
Александр Анатольевич Немтинов (RU)
Александр Анатольевич Немтинов
Александр Васильевич Голованов (RU)
Александр Васильевич Голованов
Геннадий Александрович Махов (RU)
Геннадий Александрович Махов
Наталья Евгеньевна Рослякова (RU)
Наталья Евгеньевна Рослякова
Александр Иванович Трайно (RU)
Александр Иванович Трайно
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь")
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 "Северсталь" (ОАО "Северсталь") filed Critical Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь")
Priority to RU2007135056/02A priority Critical patent/RU2358024C1/en
Publication of RU2007135056A publication Critical patent/RU2007135056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358024C1 publication Critical patent/RU2358024C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be implemented for production of strips with hardness grade of X80; said strips are used at construction of oil and gas pipelines. Slabs are heated to temperature of austenisation, further rough and finish multi-pass rolling is performed and strips are cooled with water; also finish rolling is carried out with total relative reducing not less, than 50%; temperature of end of rolling is maintained equal to 700-880°C, while cooling strips with water is performed at rate not less, than 10°C/sec to temperature not exceeding 580°C. In addition, low alloyed steel has the following chemical composition, wt %: 0.05-0.10 C; 0.20-0.40 Si; 1.50-1.90 Mn; 0.15-0.40 Mo; 0.02-0.06 Nb; 0.01-0.03 Ti; not more 0.01 B; not more 0.05 Al; not more 0.30 Cr; not more 0.50 Ni; not more 0.30 Cu; not more 0.010 P; not more 0.004 S; Fe - the rest.
EFFECT: upgraded hardness, plasticity and impact resilience of strips.
2 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения штрипсов категории прочности Х80, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов.The invention relates to the field of metallurgy, and more specifically to rolling production, and can be used to obtain strips of strength category X80 used in the construction of oil and gas pipelines.

Электросварные трубы из штрипсов категории прочности Х80, используемые для строительства магистральных нефтегазопроводов, при одинаковой конструктивной прочности имеют толщину стенки ~25% меньше, чем трубы из штрипсов категории прочности Х60-Х65. За счет этого достигается существенное снижение металлоемкости трубопровода. В табл.1 приведены требования к механическим свойствам штрипсов из низколегированной свариваемой стали категории прочности Х80.Electric pipes from strips of strength category X80 used for the construction of oil and gas pipelines, with the same structural strength, have a wall thickness of ~ 25% less than pipes from strips of strength category X60-X65. Due to this, a significant reduction in the metal consumption of the pipeline is achieved. Table 1 shows the requirements for the mechanical properties of strips of low alloy welded steel of strength category X80.

Таблица 1
Механические свойства штрипсов категории прочности Х80
Table 1
Mechanical properties of strips of strength category X80
σв, МПаσ in , MPa σт, МПаσ t , MPa σтв σ t / σ in δ5, %δ 5 ,% KCV-10, Дж/см2 KCV -10 , J / cm 2 ИПГ-20, %IPG -20 ,% Cэ, %C e ,% 640-710640-710 не менее 570not less than 570 не более 0,90no more than 0.90 не менее 20not less than 20 не менее 180not less than 180 не менее 90not less than 90 не более 0,43no more than 0.43 Примечания: 1. ИПГ - доля вязкой составляющей в изломе образца при испытании падающим грузом;
2. Сэ - углеродный эквивалент, характеризующий свариваемость стали.
Notes: 1. IPG - the proportion of the viscous component in the fracture of the sample when tested by a falling load;
2. C e is the carbon equivalent characterizing the weldability of steel.

Известен способ производства штрипсов из низколегированной стали [1], включающий нагрев слябов до температуры 1160-1190°С, черновую прокатку, чистовую прокатку с суммарным относительным обжатием не менее 70% при температуре конца прокатки не выше 820°С. После прокатки штрипсы подвергают закалке водой с температуры 900-950°С и отпуску при температуре 600-730°С. При этом низколегированная сталь имеет следующий химический состав, мас.%:A known method for the production of strips of low alloy steel [1], including heating slabs to a temperature of 1160-1190 ° C, rough rolling, finish rolling with a total relative compression of at least 70% at a temperature of rolling end not higher than 820 ° C. After rolling, the strips are subjected to water quenching from a temperature of 900-950 ° C and tempering at a temperature of 600-730 ° C. In this case, low alloy steel has the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,07-0,120.07-0.12 МарганецManganese 1,4-1,71.4-1.7 КремнийSilicon 0,15-0,500.15-0.50 ВанадийVanadium 0,06-0,120.06-0.12 НиобийNiobium 0,03-0,050.03-0.05 ТитанTitanium 0,01-0,030.01-0.03 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 ХромChromium не более 0,3no more than 0.3 НикельNickel не более 0,3no more than 0.3 МедьCopper не более 0,3no more than 0.3 СераSulfur не более 0,005no more than 0,005 ФосфорPhosphorus не более 0,015no more than 0.015 АзотNitrogen не более 0,010no more than 0,010 ЖелезоIron остальноеrest

Недостатки известного способа состоят в том, что штрипсы имеют низкие механические свойства, не соответствующие категории прочности Х80. Кроме того, дополнительное термическое улучшение штрипсов удорожает их производство.The disadvantages of this method are that the strips have low mechanical properties that do not correspond to the strength category X80. In addition, additional thermal improvement of strips increases the cost of their production.

Известен также способ производства штрипсов категории прочности Х65 из низколегированной стали следующего состава, мас.%:There is also a known method for the production of strips of strength category X65 from low alloy steel of the following composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,06-0,120.06-0.12 МарганецManganese 1,4-1,71.4-1.7 КремнийSilicon 0,20-0,450.20-0.45 ВанадийVanadium 0,06-0,100.06-0.10 НиобийNiobium 0,04-0,080.04-0.08 ТитанTitanium 0,005-0,0350.005-0.035 ХромChromium 0,01-0,300.01-0.30 НикельNickel 0,01-0,300.01-0.30 МедьCopper 0,01-0,300.01-0.30 АлюминийAluminum 0,02-0,050.02-0.05 МолибденMolybdenum 0,01-0,500.01-0.50 СераSulfur не более 0,006no more than 0,006 ФосфорPhosphorus не более 0,015no more than 0.015 БорBoron не более 0,006no more than 0,006 АзотNitrogen не более 0,010no more than 0,010 ЖелезоIron остальное,rest,

при этом

Figure 00000001
wherein
Figure 00000001

и

Figure 00000002
and
Figure 00000002

Способ включает нагрев слябов до температуры 1170-1420°С, их черновую прокатку до промежуточной толщины и чистовую прокатку в температурном интервале 910-710°С с суммарным относительным обжатием 60-80% [2].The method includes heating the slabs to a temperature of 1170-1420 ° C, their rough rolling to an intermediate thickness and finishing rolling in the temperature range of 910-710 ° C with a total relative compression of 60-80% [2].

Недостатки известного способа состоят в том, что он не обеспечивает высоких прочностных, пластических и вязкостных свойств штрипсов, соответствующих категории прочности Х80.The disadvantages of this method are that it does not provide high strength, plastic and viscous properties of strips corresponding to strength category X80.

Наиболее близким аналогом по совокупности признаков и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства штрипсов из низколегированной стали следующего химического состава, мас.%:The closest analogue in terms of characteristics and the achieved results to the proposed invention is a method for the production of strips from low alloy steel of the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,12-0,170.12-0.17 МарганецManganese 1,3-1,61.3-1.6 КремнийSilicon 0,3-0,60.3-0.6 АлюминийAluminum 0,02-0,060.02-0.06 Ванадий и/или ниобийVanadium and / or Niobium 0,01-0,050.01-0.05 ХромChromium не более 0,3no more than 0.3 НикельNickel не более 0,3no more than 0.3 МедьCopper не более 0,3no more than 0.3 ФосфорPhosphorus не более 0,015no more than 0.015 СераSulfur не более 0,006no more than 0,006 АзотNitrogen не более 0,010no more than 0,010 КальцийCalcium не более 0,02no more than 0,02 ЖелезоIron остальноеrest

Способ включает нагрев слябов до температуры аустенитизации 1220-1280°С, многопроходную черновую прокатку до промежуточной толщины, многопроходную чистовую прокатку с температурой конца прокатки 820-880°С и ускоренное охлаждение штрипсов водой до температуры 580-660°С [3].The method includes heating the slabs to an austenitizing temperature of 1220-1280 ° C, multi-pass rough rolling to an intermediate thickness, multi-pass finishing rolling with a rolling end temperature of 820-880 ° C and accelerated cooling of the strips with water to a temperature of 580-660 ° C [3].

Недостатки известного способа состоят в том, что он не обеспечивает получения высоких прочностных, пластических и вязкостных свойств штрипсов, соответствующих категории Х80.The disadvantages of this method are that it does not provide high strength, plastic and viscous properties of strips corresponding to category X80.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении прочностных, пластических и вязкостных свойств штрипсов.The technical problem solved by the invention is to increase the strength, plastic and viscous properties of strips.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства штрипсов из низколегированной стали, включающем нагрев слябов до температуры аустенитизации, многопроходную черновую и чистовую прокатку с регламентируемой температурой конца прокатки, и охлаждение штрипсов водой, согласно изобретению чистовую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 50%, температуру конца прокатки поддерживают равной 700-880°С, а охлаждение штрипсов водой осуществляют со скоростью не менее 10°С/с до температуры не выше 580°С. При этом низколегированная сталь имеет следующий химический состав, мас.%:To solve the technical problem in the known method for the production of strips of low alloy steel, including heating slabs to the temperature of austenitization, multi-pass roughing and finishing rolling with a controlled temperature of the end of rolling, and cooling of the strips with water, according to the invention, the finish rolling is carried out with a total relative compression of at least 50% , the temperature of the end of rolling is maintained equal to 700-880 ° C, and the strips are cooled with water at a speed of at least 10 ° C / s to a temperature of no higher than 580 ° C. In this case, low alloy steel has the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 0,05-0,100.05-0.10 КремнийSilicon 0,20-0,400.20-0.40 МарганецManganese 1,50-1,901.50-1.90 МолибденMolybdenum 0,15-0,400.15-0.40 НиобийNiobium 0,02-0,060.02-0.06 ТитанTitanium 0,01-0,030.01-0.03 БорBoron не более 0,01no more than 0,01 АлюминийAluminum не более 0,05no more than 0,05 ХромChromium не более 0,30no more than 0.30 НикельNickel не более 0,50no more than 0.50 МедьCopper не более 0,30no more than 0.30 ФосфорPhosphorus не более 0,010no more than 0,010 СераSulfur не более 0,004no more than 0,004 ЖелезоIron остальноеrest

Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем. Комплекс механических свойств штрипсов определяется микроструктурно-фазовым состоянием низколегированной стали, которое, в свою очередь, зависит от химического состава стали и режимов ее многоциклововой деформационно-термической обработки.The essence of the proposed technical solution is as follows. The complex of mechanical properties of strips is determined by the microstructural-phase state of low alloy steel, which, in turn, depends on the chemical composition of the steel and the modes of its multi-cycle deformation-heat treatment.

При известных способах производства штрипсов из низколегированной стали микроструктура штрипса представляет собой перлит с включениями феррита, следствием чего является недостаточная прочность штрипсов. Одним из путей повышения прочности горячекатаных сталей с ферритно-перлитным фазовым составом является прокатка при пониженной температуре в α-γ области. Однако такая прокатка, помимо увеличения энергозатрат на ее осуществление, приводит к резкому ухудшению вязкостных и пластических свойств стали, вследствие чего неприемлема для производства штрипсов категории Х80.With known methods for the production of strips of low alloy steel, the microstructure of the strip is perlite with inclusions of ferrite, which results in insufficient strength of the strips. One of the ways to increase the strength of hot-rolled steels with a ferrite-pearlite phase composition is rolling at a low temperature in the α-γ region. However, such rolling, in addition to increasing energy costs for its implementation, leads to a sharp deterioration in the viscosity and plastic properties of steel, which is why it is unacceptable for the production of strips of category X80.

Предлагаемые деформационно-термические режимы производства штрипсов и химический состав низколегированной стали обеспечивают формирование после многопроходной прокатки и охлаждения водой двухфазной ферритно-мартенситной микроструктуры, состоящей из ферритной матрицы, упрочненной диспергированным мартенситом, а также незначительным количеством бейнита с остаточным аустенитом и включениями участков игольчатого мартенсита. Благодаря наличию ферритной матрицы штрипсы приобретают высокие вязкостные и пластические свойства, а наличие в ней диспергированного мартенсита повышает прочностные свойства. Причем объемное содержание диспергированного мартенсита в ферритной матрице, образующегося при ускоренном охлаждении штрипсов водой, составляет около 3%. Этим обеспечивается получение заданной прочности σв=650-710 МПа без снижения пластичности и ударной вязкости.The proposed deformation-thermal conditions for the production of strips and the chemical composition of low-alloy steel ensure the formation, after multi-pass rolling and water cooling, of a two-phase ferrite-martensitic microstructure consisting of a ferrite matrix hardened by dispersed martensite, as well as a small amount of bainite with residual austenite and inclusions of needle martensite. Due to the presence of a ferrite matrix, strips acquire high viscous and plastic properties, and the presence of dispersed martensite in it increases the strength properties. Moreover, the volume content of dispersed martensite in the ferrite matrix formed upon accelerated cooling of the strips with water is about 3%. This ensures that the specified strength σ in = 650-710 MPa without reducing ductility and toughness.

Экспериментально установлено, что при многопроходной чистовой прокатке с суммарным обжатием менее 50% не достигается оптимальная степень измельчения микроструктурных составляющих стали, следствием чего является неравномерность микроструктуры и фазового состава штрипсов, снижение пластических и вязкостных свойств.It has been experimentally established that with multi-pass finishing rolling with a total compression of less than 50%, the optimum degree of grinding of the microstructural components of steel is not achieved, as a result of which the microstructure and phase composition of the strips are uneven, and the plastic and viscosity properties are reduced.

При температуре конца прокатки Ткп ниже 700°С деформация стали предложенного состава происходит в α-γ области. В результате чего возрастает прочность штрипсов при снижении вязкостных и пластических свойств, что недопустимо. При температуре конца прокатки Ткп выше 880°С, вследствие интенсивной динамической рекристаллизации имеет место рос зерен аустенита, не достигается требуемая степень упрочнения штрипса и измельчение его микроструктуры до оптимального уровня.When the temperature of the end of rolling T kp below 700 ° C, the deformation of the steel of the proposed composition occurs in the α-γ region. As a result, the strength of the strips increases with a decrease in the viscosity and plastic properties, which is unacceptable. At a temperature of the end of rolling T kp above 880 ° C, due to intensive dynamic recrystallization, austenite grains grow, the required degree of hardening of the strip and grinding of its microstructure to the optimum level are not achieved.

Охлаждение прокатанных штрипсов водой со скоростью менее 10°С/с приводит к снижению объемного содержания в ферритной матрице диспергированного мартенсита, упрочняющего сталь. Поэтому прочностные свойства штрипсов с ферритной матрицей ниже допустимого значения.The cooling of rolled strips with water at a rate of less than 10 ° C / s leads to a decrease in the volume content of dispersed martensite in the ferrite matrix, which hardens steel. Therefore, the strength properties of strips with a ferrite matrix are below the permissible value.

При ускоренном охлаждении штрипсов водой до температуры выше 560°С происходит отпуск диспергированного мартенсита, что ведет к разупрочнению штрипсов ниже допустимого уровня.With accelerated cooling of the strips with water to a temperature above 560 ° C, tempering of dispersed martensite occurs, which leads to softening of the strips below the permissible level.

Углерод в стали предложенного состава определяет ее прочностные свойства. Снижение содержания углерода менее 0,05% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода сверх 0,10% ухудшает свариваемость, пластичность и вязкость стали.Carbon in steel of the proposed composition determines its strength properties. A decrease in carbon content of less than 0.05% leads to a drop in strength below an acceptable level. An increase in carbon content in excess of 0.10% affects the weldability, ductility and toughness of steel.

Кремний раскисляет сталь, упрочняет ферритную фазу. При содержании кремния менее 0,2% прочность стали недостаточна. Увеличение содержания кремния более 0,4% приводит к возрастанию количества силикатных неметаллических включений, ухудшает ее пластичность и ударную вязкость.Silicon deoxidizes the steel and strengthens the ferrite phase. When the silicon content is less than 0.2%, the strength of the steel is insufficient. An increase in silicon content of more than 0.4% leads to an increase in the number of silicate non-metallic inclusions, worsens its ductility and toughness.

Марганец введен для раскисления и повышения прочности стали, связывания примесной серы в сульфиды. При содержании марганца менее 1,50% снижается прочность стали, доля вязкой составляющей в изломе и вязкость при отрицательных температурах. Повышение концентрации марганца сверх 1,90% приводит к снижению пластичности и увеличению отношения σтв.Manganese is introduced to deoxidize and increase the strength of steel, binding impurity sulfur to sulfides. When the manganese content is less than 1.50%, the strength of steel decreases, the proportion of the viscous component in the fracture and the viscosity at low temperatures. An increase in the concentration of manganese in excess of 1.90% leads to a decrease in ductility and an increase in the ratio σ t / σ c .

Молибден решает решающую роль в обеспечении одновременно высокой прочности, вязкости и пластичности штрипсов. Благодаря наличию молибдена в стали при охлаждении после многоциклового деформирования в ней формируется фаза мелкодиспергированного мартенсита, обеспечивающая упрочнение ферритной матрицы и получение горячекатаных штрипсов заданной категории прочности Х80. Уменьшение содержания молибдена менее 0,15% снижает прочностные свойства штрипсов ниже допустимого уровня. Увеличение содержания молибдена более 0,40% переупрочняет сталь, ведет к увеличению расхода легирующих, что нецелесообразно.Molybdenum plays a decisive role in providing both high strength, toughness and ductility of strips. Due to the presence of molybdenum in steel during cooling after a multi-cycle deformation, a phase of finely dispersed martensite is formed in it, which provides hardening of the ferrite matrix and obtaining hot rolled strips of a given strength category X80. A decrease in the molybdenum content of less than 0.15% reduces the strength properties of strips below an acceptable level. An increase in the molybdenum content of more than 0.40% reinforces the steel, leads to an increase in alloying consumption, which is impractical.

Ниобий образуют с углеродом карбиды NbC. Мелкие карбиды ниобия располагаются по границам зерен и субзерен, тормозят движение дислокации и тем самым упрочняют сталь. При содержании ниобия менее 0,02% его влияние недостаточно велико, прочностные свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение концентрации ниобия более 0,06% вызывает дисперсионное твердение и охрупчивание границ зерен. Это приводит к увеличению отношения σтв и ухудшению свойств стали.Niobium form NbC carbides with carbon. Small niobium carbides are located along the boundaries of grains and subgrains, inhibit the movement of dislocations and thereby strengthen the steel. When the niobium content is less than 0.02%, its effect is not large enough, the strength properties have become lower than the permissible level. An increase in niobium concentration of more than 0.06% causes dispersion hardening and embrittlement of grain boundaries. This leads to an increase in the ratio of σ t / σ in and the deterioration of the properties of steel.

Титан является сильным карбидообразующим элементом, упрочняющим сталь. Снижение содержания титана менее 0,01% ухудшает прочность и пластичность стали. Однако при сварке титан полностью выгорает, поэтому его количество в стали не должно превышать 0,03%.Titanium is a strong carbide forming element that strengthens steel. A decrease in titanium content of less than 0.01% impairs the strength and ductility of the steel. However, during welding, titanium completely burns out, so its amount in steel should not exceed 0.03%.

Бор способствует измельчению зерен микроструктуры при прокатке штрипсов, формированию мартенситной фазы. Он вытесняет с границ зерен серу и фосфор, уменьшая их вредное влияние на механические свойства. Однако увеличение содержания бора более 0,01% приводит к увеличению количества неметаллических включений в стали и ухудшению вязкостных свойств штрипсов, что недопустимо.Boron contributes to the grinding of microstructure grains during strip rolling, the formation of the martensitic phase. It displaces sulfur and phosphorus from the grain boundaries, reducing their harmful effect on mechanical properties. However, an increase in boron content of more than 0.01% leads to an increase in the number of non-metallic inclusions in steel and a deterioration in the viscosity properties of strips, which is unacceptable.

Алюминий является раскисляющим и модифицирующим элементом. Однако увеличение содержания алюминия более 0,05% приводит к ухудшению свариваемости штрипсов и труб.Aluminum is a deoxidizing and modifying element. However, an increase in aluminum content of more than 0.05% leads to a deterioration in the weldability of strips and pipes.

Примеси хрома, никеля и меди способствуют повышению прочностных свойств, но при содержании более 0,3% хрома, более 0,5% никеля или более 0,3% меди имеет место снижение ударной вязкости и свариваемости штрипсов.Impurities of chromium, nickel and copper contribute to the increase of strength properties, but with a content of more than 0.3% chromium, more than 0.5% nickel or more than 0.3% copper, there is a decrease in impact strength and weldability of strips.

Сера и фосфор являются вредными примесями, снижающими пластические и вязкостные свойства. При концентрации фосфора не более 0,010% и серы не более 0,004% их вредное действие проявляется слабо и не приводит к заметному снижению механических свойств штрипсов. В то же время более глубокое удаление серы и фосфора удорожает сталь, делает ее производство нерентабельным.Sulfur and phosphorus are harmful impurities that reduce the plastic and viscous properties. When the concentration of phosphorus is not more than 0.010% and sulfur is not more than 0.004%, their harmful effect is weak and does not lead to a noticeable decrease in the mechanical properties of strips. At the same time, a deeper removal of sulfur and phosphorus makes steel more expensive, making its production unprofitable.

Углеродный эквивалент Сэ, характеризующий свариваемость низколегированных сталей, определяется по соотношению:The carbon equivalent C e characterizing the weldability of low alloy steels is determined by the ratio:

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример реализации способаAn example implementation of the method

В кислородном конвертере осуществляют выплавку низколегированных сталей для производства штрипсов категории Х80. Выплавку производят в кислородном конвертере из передельного чугуна с добавками отобранного металлического лома. Полученные расплавы раскисляют ферросилицием, ферромарганцем, легируют феррониобием, ферротитаном, ферробором, ферромолибденом, вводят металлический алюминий. Производят десульфурацию и дефосфорацию расплава, продувку аргоном. Выплавленную низколегированную сталь всех составов подвергают непрерывной разливке в слябы толщиной 250 мм.In an oxygen converter, low alloy steels are smelted to produce X80 category strips. Smelting is carried out in an oxygen converter from pig iron with additives of selected scrap metal. The resulting melts are deoxidized with ferrosilicon, ferromanganese, alloyed with ferroniobium, ferrotitanium, ferroboron, ferromolybdenum, and metal aluminum is introduced. Desulfurization and dephosphorization of the melt, purging with argon. Smelted low alloy steel of all compositions is continuously cast into 250 mm thick slabs.

Химический состав сталей для штрипсов приведен в таблице 2.The chemical composition of the steels for strips is given in table 2.

Таблица 2
Химический состав низколегированных сталей для производства штрипсов категории прочности Х80
table 2
The chemical composition of low alloy steels for the production of strips of strength category X80
№ составаComposition number Содержание химических элементов, мас.%The content of chemical elements, wt.% СFROM SiSi Mn Mn MoMo NbNb TiTi ВAT А1A1 CrCr NiNi СиSi РR SS СэSe FeFe 1.one. 0,040.04 0,190.19 2,12.1 0,140.14 0,010.01 0,0090.009 --- 0,010.01 0,100.10 0,200.20 0,100.10 0,0040.004 0,0010.001 0,440.44 остальноеrest 2.2. 0,050.05 0,200.20 1,91.9 0,150.15 0,020.02 0,0100.010 0,0030.003 0,020.02 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,0050.005 0,0020.002 0,400.40 -:--: - 3.3. 0,060.06 0,300.30 1,71.7 0,300.30 0,040.04 0,0200,020 0,0070.007 0,030,03 0,020.02 0,200.20 0,200.20 0,0060.006 0,0030.003 0,430.43 -:--: - 4.four. 0,050.05 0,350.35 1,51,5 0,150.15 0,050.05 0,0250,025 --- 0,040.04 0,010.01 0,500.50 0,300.30 0,0080.008 0,0040.004 0,390.39 -:--: - 5.5. 0,080.08 0,400.40 1,51,5 0,400.40 0,060.06 0,0300,030 0,0100.010 0,050.05 0,100.10 0,040.04 0,020.02 0,0100.010 0,0030.003 0,430.43 -:--: - 6.6. 0,100.10 0,320.32 1,51,5 0,200.20 0,030,03 0,0230,023 0,0050.005 0,030,03 0,010.01 0,020.02 0,030,03 0,0070.007 0,0010.001 0,400.40 -:--: - 7.7. 0,060.06 0,250.25 1,61,6 0,150.15 0,040.04 0,0170.017 0,0090.009 0,040.04 0,310.31 0,030,03 0,010.01 0,0080.008 0,0030.003 0,420.42 -:--: - 8.8. 0,110.11 0,410.41 1,41.4 0,450.45 0,070,07 0,0400,040 0,0110.011 0,060.06 0,400.40 0,600.60 0,310.31 0,0110.011 0,0050.005 0,570.57 -:--: - 9.9. 0,150.15 0,500.50 1,61,6 --- 0,010.01 --- --- 0,040.04 0,250.25 0,250.25 0,300.30 0,0140.014 0,0050.005 0,510.51 Примечание: состав №8 дополнительно содержит 0,04% V и 0,01% Са.Note: composition No. 8 additionally contains 0.04% V and 0.01% Ca.

Непрерывно-литые слябы из стали с составом 3 (табл.2) загружают в методическую печь и нагревают до температуры аустенитизации Та=1160°С. После выравнивания температуры по сечению очередной сляб подают к толстолистовому реверсивному стану кварто 5000. Сляб подвергают многопроходной черновой прокатке с разбивкой ширины в раскат с промежуточной толщиной Нр=60 мм. Затем раскат подстуживают до температуры 950°С и прокатывают за 7 проходов (чистовая прокатка) в штрипс конечной толщины Нш=24,0 мм с суммарным относительным обжатиемContinuously cast slabs of steel with composition 3 (Table 2) are loaded into a methodical furnace and heated to austenitization temperature T a = 1160 ° C. After the temperature is equalized over the cross section, the next slab is fed to the quarto 5000 thick-plate reversing mill. The slab is subjected to multi-pass rough rolling with a breakdown of the width into a roll with an intermediate thickness of H p = 60 mm. Then the roll is baked to a temperature of 950 ° C and rolled in 7 passes (finishing rolling) into a strip of final thickness N W = 24.0 mm with a total relative compression

Figure 00000004
Figure 00000004

Температуру конца прокатки поддерживают равной Ткп=790°С.The temperature of the end of the rolling support equal to T kn = 790 ° C.

Прокатанный штрипс незамедлительно подвергают ускоренному охлаждению водой в установке контролируемого охлаждения со скоростью Vo=15°C/c до температуры То=570°С.The rolled strip is immediately subjected to accelerated cooling with water in a controlled cooling installation at a speed of V o = 15 ° C / s to a temperature of T about = 570 ° C.

В табл.3 даны варианты реализации способа производства штрипсов категории прочности Х80 из низколегированных сталей, а также показатели механических их и эксплуатационных свойств.Table 3 shows the implementation options for the production of strips of strength category X80 from low alloy steels, as well as indicators of their mechanical and operational properties.

Из данных, приведенных в табл.2 и 3 следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-6) достигается повышение прочностных, пластических и вязкостных свойств штрипсов из низколегированной стали. В результате они полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к штрипсам категории прочности Х80.From the data given in tables 2 and 3 it follows that when implementing the proposed method (options No. 2-6), an increase in the strength, plastic and viscosity properties of strips made of low alloy steel is achieved. As a result, they fully comply with the requirements for strips of strength category X80.

В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты №1, №7 и №8) комплекс механических свойств штрипсов снижается. Кроме того, имеет место возрастание углеродного эквивалента Сэ, что свидетельствует об ухудшении свариваемости.In the case of transcendental values of the declared parameters (options No. 1, No. 7 and No. 8), the complex of mechanical properties of the strips decreases. In addition, there is an increase in the carbon equivalent C e , which indicates a deterioration in weldability.

Также более низкую прочность, пластичность и ударную вязкость имеют штрипсы, произведенные по способу-прототипу (вариант №9). Они не соответствуют категории прочности Х80. Углеродный эквивалент Сэ стали-прототипа также превышает допустимое значение.Also lower strength, ductility and toughness are strips produced by the prototype method (option No. 9). They do not meet the strength category X80. The carbon equivalent C e of the prototype steel also exceeds the permissible value.

Таблица 3
Режимы производства штрипсов категории прочности Х80 и их эксплуатационные свойства
Table 3
Modes of production of strips of strength category X80 and their operational properties
№ п/пNo. p / p Режимы горячей прокатки и охлажденияHot rolling and cooling modes Показатели эксплуатационных свойств штрипсовPerformance indicators strips № составаComposition number εΣ, %ε Σ ,% Ткп, °СT CP , ° C Vo, °C/cV o , ° C / c То, °CT o , ° C σв, МПаσ in , MPa σт, МПаσ t , MPa σтв σ t / σ in δ5, %δ 5 ,% KCV-10, Дж/см2 KCV -10 , J / cm 2 ИПГ-20, %IPG -20 ,% Сэ, %C e ,% 1.one. 1one 4949 890890 99 620620 620620 565565 0,910.91 19,319.3 9898 4747 0,440.44 2.2. 22 50fifty 880880 1010 580580 640640 570570 0,890.89 2828 340340 9999 0,400.40 3.3. 33 6060 790790 15fifteen 570570 700700 580580 0,830.83 3232 360360 100one hundred 0,430.43 4.four. 4four 6464 820820 1919 560560 710710 610610 0,860.86 30thirty 350350 9999 0,390.39 5.5. 55 6868 800800 18eighteen 550550 660660 570570 0,860.86 3131 355355 9797 0,430.43 6.6. 66 7070 700700 20twenty 540540 710710 640640 0,900.90 2929th 350350 9999 0,400.40 7.7. 77 7575 690690 1212 580580 630630 575575 0,910.91 18eighteen 360360 9898 0,420.42 8.8. 88 4848 685685 2121 590590 740740 725725 0,980.98 1717 170170 8282 0,570.57 9.9. 99 8080 850850 не регл.not regl. 620620 560560 448448 0,800.80 2626 200200 8888 0,510.51

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что нагрев слябов из низколегированной стали предложенного состава до температуры аустенитизации, последующая их многопроходная черновая прокатка и многопроходная чистовая прокатка с суммарным относительным обжатием не менее 50%, с температурой конца прокатки 700-880°С и незамедлительным охлаждением штрипсов водой со скоростью не менее 10°С/с до температуры не выше 580°С обеспечивает формирование специфической двухфазной ферритно-мартенситной микроструктуры штрипсов. Благодаря этому штрипсы имеют повышенные прочность, пластичность и ударную вязкость и полностью соответствуют категории прочности Х80.The technical and economic advantages of the proposed method are that the heating of slabs of low alloy steel of the proposed composition to the austenitizing temperature, their subsequent multi-pass rough rolling and multi-pass finish rolling with a total relative compression of at least 50%, with a temperature of rolling end of 700-880 ° C and immediate cooling of the strips with water at a rate of at least 10 ° C / s to a temperature of no higher than 580 ° C provides the formation of a specific two-phase ferrite-martensitic microstructure ipsov. Due to this, strips have increased strength, ductility and toughness and fully comply with the strength category X80.

Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства штрипсов повышенной прочности для труб магистральных нефтегазопроводов на 15-20%.Using the proposed method will increase the profitability of the production of strips of increased strength for pipes of oil and gas pipelines by 15-20%.

Источники, использованные при составлении описания изобретенияSources used in the preparation of the description of the invention

1. Патент Российской Федерации №2255123, МПК C21D 8/02, С22С 38/58, 2005 г.1. Patent of the Russian Federation No. 225123, IPC C21D 8/02, C22C 38/58, 2005

2. Патент Российской Федерации №2241769, МПК C21D 8/02, С22С 38/58, В21В 1/26, 2004 г.2. Patent of the Russian Federation No. 2241769, IPC C21D 8/02, C22C 38/58, B21B 1/26, 2004

3. Патент Российской Федерации №2262537, МПК C21D 8/02, С22С 38/46, 2005 г. - прототип.3. Patent of the Russian Federation No. 2262537, IPC C21D 8/02, C22C 38/46, 2005 - prototype.

Claims (2)

1. Способ производства штрипсов из низколегированной стали, включающий нагрев слябов до температуры аустенитизации, многопроходную черновую и чистовую прокатку с регламентируемой температурой конца прокатки и охлаждение штрипсов водой, отличающийся тем, что чистовую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 50%, температуру конца прокатки поддерживают равной 700-880°С, а охлаждение штрипсов водой осуществляют со скоростью не менее 10°С/с до температуры не выше 580°С.1. A method for the production of strips of low alloy steel, including heating slabs to an austenitizing temperature, multi-pass roughing and finishing rolling with a regulated temperature of the end of rolling and cooling of the strips with water, characterized in that the final rolling is carried out with a total relative compression of at least 50%, the temperature of the end of rolling maintain equal to 700-880 ° C, and the cooling strips with water is carried out at a speed of not less than 10 ° C / s to a temperature of not higher than 580 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что низколегированная сталь имеет следующий химический состав, мас.%:
углерод 0,05-0,10 кремний 0,20-0,40 марганец 1,50-1,90 молибден 0,15-0,40 ниобий 0,02-0,06 титан 0,01-0,03 бор не более 0,01 алюминий не более 0,05 хром не более 0,30 никель не более 0,50 медь не более 0,30 фосфор не более 0,010 сера не более 0,004 железо остальное
2. The method according to claim 1, characterized in that the low alloy steel has the following chemical composition, wt.%:
carbon 0.05-0.10 silicon 0.20-0.40 manganese 1.50-1.90 molybdenum 0.15-0.40 niobium 0.02-0.06 titanium 0.01-0.03 boron no more than 0,01 aluminum no more than 0,05 chromium no more than 0.30 nickel no more than 0.50 copper no more than 0.30 phosphorus no more than 0,010 sulfur no more than 0,004 iron rest
RU2007135056/02A 2007-09-20 2007-09-20 Method of production of strips out of low alloyed steel RU2358024C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007135056/02A RU2358024C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Method of production of strips out of low alloyed steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007135056/02A RU2358024C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Method of production of strips out of low alloyed steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007135056A RU2007135056A (en) 2009-03-27
RU2358024C1 true RU2358024C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=40542363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007135056/02A RU2358024C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Method of production of strips out of low alloyed steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358024C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442831C1 (en) * 2010-10-15 2012-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for production of high-strength steel
RU2476278C2 (en) * 2011-03-18 2013-02-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing hot-rolled wide-strip steel
RU2477323C1 (en) * 2011-09-29 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Manufacturing method of rolled low-alloy plate
RU2499843C1 (en) * 2012-10-10 2013-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Strip manufacturing method
RU2710817C1 (en) * 2017-01-25 2020-01-14 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Steel welded pipe obtained by contact welding for flexible continuous pipe and method of its production

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442831C1 (en) * 2010-10-15 2012-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for production of high-strength steel
RU2476278C2 (en) * 2011-03-18 2013-02-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of producing hot-rolled wide-strip steel
RU2477323C1 (en) * 2011-09-29 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Manufacturing method of rolled low-alloy plate
RU2499843C1 (en) * 2012-10-10 2013-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Strip manufacturing method
RU2710817C1 (en) * 2017-01-25 2020-01-14 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Steel welded pipe obtained by contact welding for flexible continuous pipe and method of its production

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007135056A (en) 2009-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2805834C (en) High-strength cold rolled sheet having excellent formability and crashworthiness and method for manufacturing the same
CN101153370A (en) Low-alloy high-strength steel plate capable of being welded at high heat input and manufacturing method thereof
EP3733892A1 (en) Steel material, for pressure vessel, showing excellent hydrogen-induced cracking resistance and method for preparing same
WO2015093321A1 (en) H-shaped steel and method for producing same
WO2009093728A1 (en) Hollow member and method for manufacturing same
KR20170066612A (en) High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same
RU2549023C1 (en) Method of production of rolled plates with strength class k65, x80, l555 to manufacture arc welded pipes of main pipelines
RU2638479C1 (en) HOT-ROLLED SHEET OF LOW-ALLOY STEEL WITH THICKNESS FROM 15 TO 165 mm AND METHOD OF ITS PRODUCTION
WO2021089851A1 (en) Medium manganese steel product and method of manufacturing the same
RU2358024C1 (en) Method of production of strips out of low alloyed steel
RU2442831C1 (en) Method for production of high-strength steel
JP5194572B2 (en) Method for producing high-tensile steel material with excellent weld crack resistance
JP5565102B2 (en) Steel for machine structure and manufacturing method thereof
RU2549807C1 (en) Manufacturing method of rolled stock from high-strength cold-resistant steel
US20230357876A1 (en) Method of Manufacturing High Strength Steel Tubing from a Steel Composition and Components Thereof
RU2691809C1 (en) Method for production of heavy-duty high-strength wear-resistant rolled stock (versions)
RU2533469C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
JP5266804B2 (en) Method for producing rolled non-heat treated steel
RU2433191C1 (en) Manufacturing method of high-strength plate steel
RU2615667C1 (en) Method of producing hot-rolled sheets of low-alloyed steel of k65 strength grade for longitudinal electric-welded pipes
RU2436848C1 (en) Procedure for production of strips in reels
CN111051555B (en) Steel sheet and method for producing same
RU2551324C1 (en) Manufacturing method of strips of low-alloyed weld steel
RU2346060C2 (en) Method of blades manufacturing
RU2241769C1 (en) Method for production of candies from low-alloy steel

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20111213

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120821