RU2387718C2

RU2387718C2 - Thermomechanical treatment method

Info

Publication number: RU2387718C2
Application number: RU2008123412/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов (RU); Анатолий Васильевич Сафьянов; Александр Анатольевич Федоров (RU); Александр Анатольевич Федоров; Дмитрий Всеволодович Марков (RU); Дмитрий Всеволодович Марков; Владимир Яковлевич Осадчий (RU); Владимир Яковлевич Осадчий; Виктор Николаевич Еремин (RU); Виктор Николаевич Еремин; Константин Александрович Усанов (RU); Константин Александрович Усанов; Александр Николаевич Маковецкий (RU); Александр Николаевич Маковецкий; Леонид Игнатьевич Лапин (RU); Леонид Игнатьевич Лапин; Валерий Андреевич Логовиков (RU); Валерий Андреевич Логовиков; Владимир Сергеевич Баричко (RU); Владимир Сергеевич Баричко
Original assignee: ОАО "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2008-06-07
Filing date: 2008-06-07
Publication date: 2010-04-27
Also published as: RU2008123412A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention refers to strengthening procedure, immediately during hot-deformation process, of tubes of oil country tubular goods from carbon and micro-alloyed Nb, V, Mo and Cr steels. Thermomechanical treatment method of tubes involves pre-deformation, air exposure, heating, final deformation and controlled cooling; at that, heating is combined with final deformation process owing to the heat released during final deformation process. Heating, final deformation and controlled cooling is performed for many times in the area of α→γ conversion.

EFFECT: increasing strength, ductility, cold resistance of metal and obtaining the required geometrical sizes, reducing power consumption required for their treatment.

2 cl

Description

Изобретение направлено на совершенствование технологии упрочнения труб нефтяного сортамента из углеродистых и микролегированных Nb, V, Mo и Cr сталей непосредственно в процессе горячей деформации и может быть использовано на трубопрокатных установках, производящих трубы нефтяного сортамента.The invention is aimed at improving the technology of hardening oil pipes from carbon and microalloyed Nb, V, Mo and Cr steels directly in the process of hot deformation and can be used in pipe rolling plants producing pipes for oil sorting.

Известен способ термообработки труб из углеродистых и низколегированных сталей, заключающийся в том, что трубу охлаждают водой по выходу из последней клети стана, при этом охлаждение наружной поверхности начинают с температуры 800-840°С в течение 3-5 сек со средней скоростью 30-40°С за 6-10 циклов, длительность интенсивного охлаждения в цикле составляет 0,2-0,3 сек с паузами между циклами 0,15-0,2 сек (патент РФ №2112052, М.кл. C21D 9/06, опубл. 27.05.1998 г.)A known method of heat treatment of pipes made of carbon and low alloy steels, which consists in the fact that the pipe is cooled with water at the exit of the last mill stand, while the cooling of the outer surface begins with a temperature of 800-840 ° C for 3-5 seconds with an average speed of 30-40 ° C for 6-10 cycles, the duration of intensive cooling in the cycle is 0.2-0.3 seconds with pauses between cycles of 0.15-0.2 seconds (RF patent No. 2112052, M.cl. C21D 9/06, publ. May 27, 1998)

Недостатком данного способа является то, что охлаждение после окончательной деформации может приводить к искажению геометрии труб сверх требований нормативной документации.The disadvantage of this method is that cooling after the final deformation can lead to distortion of the geometry of the pipes in excess of the requirements of regulatory documentation.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термомеханической обработки, включающий предварительную деформацию, выдержку на воздухе, нагрев до температуры 800-870°С, окончательную деформацию и ускоренное регулируемое охлаждение до температуры 720-760°С в процессе многократной горячей деформации в заневоленном состоянии со средней скоростью охлаждения 40-60°С/сек в очаге деформации и 20-30°С/сек во время междеформационных пауз (патент РФ №2245375, М.кл. C21D 8/10, D9/08, опубл. 27.01.2005 г.).The closest analogue to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a thermomechanical treatment method, including preliminary deformation, exposure to air, heating to a temperature of 800-870 ° C, final deformation and accelerated controlled cooling to a temperature of 720-760 ° C in the process of multiple hot deformation in an agitated state with an average cooling rate of 40-60 ° C / sec in the deformation zone and 20-30 ° C / sec during interdeformation pauses (RF patent No. 22435375, Mcl C21D 8/10, D9 / 08, published on January 27, 2006 5 g.).

Недостатком данного способа являются большие потери времени на обработку из-за необходимости охлаждения и нагрева перед окончательной деформацией.The disadvantage of this method is the large loss of processing time due to the need for cooling and heating before the final deformation.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа термомеханической обработки труб нефтяного сортамента из углеродистых и микролегированных Nb, V, Mo и Cr сталей, который одновременно с повышением прочности, пластичности, хладостойкости металла и получением требуемых геометрических размеров обеспечивал бы минимальные затраты времени на их обработку. Данный эффект достигается проведением в области α→γ превращения или на ее границах многократных нагревов и регулируемых охлаждений в процессе деформации. За счет выбора сочетаний скоростей деформации, степеней деформации и охлаждения в редукционном стане, а также дополнительного подогрева в процессе деформации, возможно добиться нескольких циклов нагрева и охлаждения в области α→γ или на ее границе. Многократные нагревы и охлаждения способствуют накоплению дефектов атомно-кристаллического строения как за счет теплосмен, так и за счет фазового наклепа от нагрева и охлаждений при многочисленных перекристаллизациях. В свою очередь, деформация тоже ведет к накоплению несовершенств структуры, являющихся местами зарождения новых зерен при рекристаллизации. Таким образом, в процессе обработки по предлагаемому способу происходит измельчение зерна, а, как следствие, обеспечиваются повышенная прочность, пластичность и хладостойкость. Совмещение операций нагрева и окончательной деформации позволяет сократить время обработки на величину времени нагрева перед окончательной деформацией.The objective of the present invention is to develop a method for thermomechanical processing of oil pipes from carbon and microalloyed Nb, V, Mo and Cr steels, which at the same time as increasing the strength, ductility, cold resistance of the metal and obtaining the required geometric dimensions would ensure the minimum time spent on their processing. This effect is achieved by performing in the region of α → γ transformation or at its boundaries multiple heating and controlled cooling during deformation. By choosing combinations of strain rates, degrees of deformation and cooling in the reduction mill, as well as additional heating during the deformation, it is possible to achieve several heating and cooling cycles in the region α → γ or at its boundary. Multiple heating and cooling contribute to the accumulation of defects in the atomic-crystalline structure due to both heat exchange and phase hardening from heating and cooling during numerous recrystallizations. In turn, deformation also leads to the accumulation of structural imperfections, which are the nucleation sites of new grains during recrystallization. Thus, in the processing process according to the proposed method, grain is crushed, and, as a result, increased strength, ductility and cold resistance are provided. The combination of heating and final deformation can reduce the processing time by the amount of heating time before the final deformation.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ, включающий предварительную деформацию, выдержку на воздухе, нагрев, окончательную деформацию и регулируемое охлаждение, кроме того, нагрев проводят в процессе окончательной деформации, отличается тем, что за счет регулируемого нагрева нагревательными устройствами, деформации и регулируемого охлаждения производят многократный нагрев и охлаждение в процессе многократной горячей деформации. В данном случае операции нагрева и деформации совмещаются. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии условию «изобретательский уровень».A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method, including preliminary deformation, exposure to air, heating, final deformation and controlled cooling, in addition, the heating is carried out in the process of final deformation, characterized in that due to the controlled heating by heating devices, deformation and controlled cooling produce multiple heating and cooling during multiple hot deformation. In this case, the heating and deformation operations are combined. Thus, these differences allow us to conclude that the condition "inventive step" is met.

Использование предлагаемого способа термомеханической обработки позволит одновременно с повышением прочности, пластичности, хладостойкости металла и получением требуемых геометрических размеров уменьшить время обработки.Using the proposed method of thermomechanical processing will allow simultaneously with increasing the strength, ductility, cold resistance of the metal and obtaining the required geometric dimensions to reduce the processing time.

Claims

1. The method of thermomechanical treatment of pipes, including pre-deformation, exposure to air, heating, final deformation and adjustable cooling, characterized in that the heating is combined with the process of final deformation due to the heat generated during the final deformation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heating, final deformation and controlled cooling are performed repeatedly in the region of α → γ transformation.