RU2387727C2 - Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance - Google Patents

Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance Download PDF

Info

Publication number
RU2387727C2
RU2387727C2 RU2007130996/02A RU2007130996A RU2387727C2 RU 2387727 C2 RU2387727 C2 RU 2387727C2 RU 2007130996/02 A RU2007130996/02 A RU 2007130996/02A RU 2007130996 A RU2007130996 A RU 2007130996A RU 2387727 C2 RU2387727 C2 RU 2387727C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
calcium
earth metals
resistance
corrosion
Prior art date
Application number
RU2007130996/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007130996A (en
Inventor
Ирина Гавриловна Родионова (RU)
Ирина Гавриловна Родионова
Александр Иванович Зайцев (RU)
Александр Иванович Зайцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВПО Сталь"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ВПО Сталь" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВПО Сталь"
Priority to RU2007130996/02A priority Critical patent/RU2387727C2/en
Publication of RU2007130996A publication Critical patent/RU2007130996A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2387727C2 publication Critical patent/RU2387727C2/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used during fabrication of carbon and low-alloyed steels for rolled products and tubes with increased mechanical properties and resistance to various types of common and local corrosion. Such metal products are used in construction engineering, for pipelines of oilfield systems, heating systems and for other applications. Modifying agent contains the following component ratio, wt %: calcium - 0.5-15, rare-earth metals- 17-40, silica - 5-50, iron- the rest; at that, calcium content meets the following condition: Ca≤0.7 rare-earth metals, where Ca and rare-earth metals-content of calcium and rare-earth metals respectively. In addition, modifying agent can contain magnesium in quantity of 0.5-5.0 wt %.
EFFECT: invention allows increasing corrosion resistance of steel by forming modified non-metallic inclusions which are not corrosion active non-metallic inclusions, at maintaining its manufacturability and physical and mechanical properties, including strength and cold resistance.
2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве углеродистых и низколегированных сталей для проката и труб с повышенными механическими свойствами и стойкостью против различных видов общей и локальной коррозии. Такая металлопродукция используется в строительстве, для трубопроводов систем нефтесбора, тепловых сетей и для других назначений.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of carbon and low alloy steels for rolled products and pipes with improved mechanical properties and resistance to various types of general and local corrosion. Such metal products are used in construction, for pipelines of oil recovery systems, heating networks and for other purposes.

Обычные стали в таких условиях могут быть подвержены общей и локальной коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением, водородному охрупчиванию, коррозионной эрозии, что приводит к сквозным коррозионным повреждениям трубопровода. Поэтому основными требованиями, предъявляемыми к таким сталям, должны быть их высокая стойкость против различных видов коррозионного и коррозионно-механического разрушения при достаточной прочности, необходимой для трубопроводов, работающих под давлением, а также вязкости и хладостойкости.Conventional steels under such conditions can be subject to general and local corrosion, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement, and corrosion erosion, which leads to through corrosion damage to the pipeline. Therefore, the main requirements for such steels should be their high resistance to various types of corrosion and corrosion-mechanical failure with sufficient strength required for pipelines operating under pressure, as well as viscosity and cold resistance.

Учитывая, что рассматриваемые трубопроводы имеют значительную протяженность, что связано с необходимостью использования значительных объемов труб, стоимость такой металлопродукции должна быть сравнительно низкой, что исключает возможность использования сталей, содержащих значительные количества дорогостоящих легирующих элементов. В настоящее время одним из основных легирующих элементов, обеспечивающих повышенную прочность стали, является марганец. В свою очередь, повышенное содержание марганца может приводить к появлению в стали значительного количества частиц сульфида марганца, которые снижают вязкость и хладостойкость стали. Поэтому для рассматриваемых видов металлопродукции широко используются технологические приемы, направленные на модифицирование сульфидных включений. С этой целью на этапе ковшевой обработки широко применяется введение в жидкую сталь модификаторов, содержащих кальций, эффективно модифицирующих сульфидные включения. Это приводит к повышению вязкости и хладостойкости стали, а также ее стойкости против сульфидного растрескивания и водородного охрупчивания.Given that the pipelines under consideration have a considerable length, which is associated with the need to use significant volumes of pipes, the cost of such metal products should be relatively low, which excludes the possibility of using steels containing significant amounts of expensive alloying elements. At present, manganese is one of the main alloying elements providing increased strength of steel. In turn, the increased content of manganese can lead to the appearance in the steel of a significant amount of particles of manganese sulfide, which reduce the viscosity and cold resistance of the steel. Therefore, technological methods aimed at modifying sulfide inclusions are widely used for the considered types of metal products. To this end, the introduction of modifiers containing calcium that effectively modify sulfide inclusions is widely used at the ladle treatment stage. This leads to an increase in the viscosity and cold resistance of steel, as well as its resistance to sulfide cracking and hydrogen embrittlement.

В то же время, как показали многочисленные исследования последних лет (Родионова И.Г., Бакланова О.Н., Зайцев А.И. О роли неметаллических включений в ускорении процессов локальной коррозии нефтепромысловых трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей. Металлы, 2004, №5, с.13-18), присутствие в стали части неметаллических включений определенного химического состава, образующихся при обработке кальцийсодержащими модификаторами, может приводить к аномальному снижению стойкости стали против локальной коррозии в ряде сред (в частности, характерных для нефтепромысловых трубопроводов, тепловых сетей и др.). Эти включения получили название коррозионно-активные неметаллические включения (КАНВ). Поэтому при необходимости обеспечения высокого комплекса свойств стали, включая ее прочность, вязкость, хладостойкость, а также стойкость против различных видов коррозионного разрушения, в частности против локальной коррозии, следует использовать модификаторы определенного химического состава, обеспечивающие формирование модифицированных включений, не являющихся КАНВ. При этом обработка стали модификатором не должна снижать технологических характеристик стали - ее разливаемости, горячей пластичности и др.At the same time, as shown by numerous studies of recent years (Rodionova I.G., Baklanova O.N., Zaitsev A.I. On the role of nonmetallic inclusions in accelerating local corrosion processes in oilfield pipelines made of carbon and low alloy steels. Metals, 2004, No. 5, p.13-18), the presence in the steel of a part of non-metallic inclusions of a certain chemical composition, formed during processing with calcium-containing modifiers, can lead to an abnormal decrease in the resistance of steel to local corrosion in a number of environments (in particular Typical of oilfield pipelines, heating systems and others.). These inclusions are called corrosion-active non-metallic inclusions (CANV). Therefore, if it is necessary to ensure a high complex of steel properties, including its strength, toughness, cold resistance, as well as resistance to various types of corrosion damage, in particular against local corrosion, modifiers of a certain chemical composition should be used to ensure the formation of modified inclusions that are not CANV. Moreover, the treatment of steel with a modifier should not reduce the technological characteristics of steel - its spillability, hot ductility, etc.

Известна лигатура, используемая для раскисления, рафинирования и модифицирования стали и чугуна, содержащая следующие компоненты, мас.%:Known ligature used for deoxidation, refining and modification of steel and cast iron, containing the following components, wt.%:

Кальций Calcium 5-155-15 Редкоземельные металлы Rare earth metals 20-3420-34 Алюминий Aluminum 10-2510-25 Никель Nickel 2-92-9 Марганец Manganese 2-142-14 Железо Iron остальноеrest

(Патент РФ №2239669, МПК: С22C 35/00).(RF patent No. 2239669, IPC: C22C 35/00).

Использование указанной лигатуры позволяет повысить прочностные и пластические свойства литого металла при высокой полноте усвоения компонентов лигатуры обрабатываемым металлом. В то же время, соотношение между содержанием кальция и алюминия в модификаторе может приводить к тому, что продукты модифицирования будут представлять собой КАНВ первого типа (включения на основе алюминатов кальция). При этом сталь будет иметь низкую стойкость против локальной коррозии. Кроме того, присутствие никеля в модификаторе повышает его стоимость, что неизбежно скажется на стоимости обрабатываемого металла.The use of this ligature allows you to increase the strength and plastic properties of cast metal with a high degree of assimilation of the ligature components of the processed metal. At the same time, the ratio between the calcium and aluminum content in the modifier can lead to the fact that the modification products will be the first type of CANV (inclusions based on calcium aluminates). In this case, the steel will have a low resistance to local corrosion. In addition, the presence of nickel in the modifier increases its value, which will inevitably affect the cost of the metal being processed.

Известен модификатор для стали, содержащий следующие компоненты, мас.%:Known modifier for steel, containing the following components, wt.%:

Кальций Calcium 1-101-10 Редкоземельные металлы Rare earth metals 6-156-15 Алюминий Aluminum 1-101-10 Марганец Manganese 11-2511-25 Ванадий Vanadium 10-3010-30 Кремний Silicon 8-208-20 Азот Nitrogen 0,5-2,00.5-2.0 Бор Boron 0,2-2,00.2-2.0 Железо Iron остальноеrest

(Авторское свидетельство СССР №522258, МПК: С22С 35/00).(USSR author's certificate No. 5222258, IPC: C22C 35/00).

Модификатор используют для повышения физико-механических свойств стали, в первую очередь, прочности. При этом часть компонентов модификатора участвует в модифицировании неметаллических включений (кальций, РЗМ, алюминий), другая часть - в легировании для повышения прочности (марганец, ванадий, кремний, азот и бор). В то же время, совмещение процессов легирования стали и модифицирования неметаллических включений не всегда приводит к желаемому результату из-за существенного различия требуемого содержания рассмотренных компонентов в стали. Это усложняет и удлиняет технологию по сравнению с вариантами, где финишным этапом технологии является обработка модификатором только с целью модифицирования неметаллических включений. Присутствие в модификаторе значительного количества компонентов, предназначенных для легирования, существенно снижает круг марок сталей, для которых может быть использован данный модификатор. Наконец, большое количество компонентов модификатора может затруднить управление формированием неметаллических включений, привести к появлению КАНВ и, следовательно, к снижению коррозионной стойкости стали.The modifier is used to increase the physicomechanical properties of steel, primarily strength. At the same time, part of the modifier components is involved in the modification of non-metallic inclusions (calcium, rare-earth metals, aluminum), and the other part is in alloying to increase strength (manganese, vanadium, silicon, nitrogen, and boron). At the same time, the combination of steel alloying processes and the modification of non-metallic inclusions does not always lead to the desired result due to a significant difference in the required content of the considered components in steel. This complicates and lengthens the technology compared to options where the final stage of the technology is the processing of the modifier only with the aim of modifying non-metallic inclusions. The presence in the modifier of a significant number of components intended for alloying significantly reduces the range of steel grades for which this modifier can be used. Finally, a large number of modifier components can make it difficult to control the formation of non-metallic inclusions, lead to the appearance of CANV and, therefore, to reduce the corrosion resistance of steel.

Известен способ производства углеродистой или низколегированной стали повышенной коррозионной стойкости, включающий выплавку стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, никель, алюминий, медь, фосфор, серу, железо и неизбежные примеси, с регламентированным содержанием марганца и серы, ее внепечную обработку, непрерывную разливку в слябы, горячую прокатку на полосы или листы, заканчиваемую в интервале 800-950°С, и охлаждение (Патент РФ №2184155, МПК: C21D 8/10). Данное техническое решение является ближайшим аналогом заявленного изобретения.A known method of producing carbon or low alloy steel with high corrosion resistance, including the smelting of steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, aluminum, copper, phosphorus, sulfur, iron and inevitable impurities, with a regulated content of manganese and sulfur, its after-furnace treatment, continuous casting into slabs, hot rolling into strips or sheets, ending in the range of 800-950 ° C, and cooling (RF Patent No. 2184155, IPC: C21D 8/10). This technical solution is the closest analogue of the claimed invention.

В процессе внепечной обработки (в качестве возможного варианта реализации изобретения) сталь продувают порошком, содержащим кальций, или вводят проволоку, содержащую кальций, при регламентированных технологических параметрах.In the process of out-of-furnace treatment (as a possible embodiment of the invention), the steel is blown with a powder containing calcium, or a wire containing calcium is introduced with regulated technological parameters.

Кроме того, в процессе внепечной обработки осуществляют продувку жидкой стали инертным газом, а продолжительность продувки назначают в зависимости от количества введенного в сталь кальция.In addition, in the process of out-of-furnace treatment, liquid steel is purged with an inert gas, and the purge time is prescribed depending on the amount of calcium introduced into the steel.

При отсутствии ввода кальцийсодержащего компонента сталь отличается высокой чистотой по КАНВ, что гарантирует ее удовлетворительную стойкость против локальной коррозии. Однако присутствие в стали немодифицированных частиц сульфида марганца снижает хладостойкость стали, а также стойкость против коррозионно-механического разрушения (водородного растрескивания, сульфидного коррозионного растрескивания под напряжением СКРН). При вводе кальцийсодержащего компонента хладостойкость и стойкость стали против коррозионно-механического разрушения возрастают, однако для предупреждения существенной загрязненности стали КАНВ требуется жесткий регламент технологических параметров ковшевой обработки, высокая культура производства. Иначе неизбежно будет происходить появление в стали КАНВ и снижение стойкости против локальной коррозии.In the absence of input of a calcium-containing component, the steel is characterized by high purity according to CANV, which guarantees its satisfactory resistance against local corrosion. However, the presence in the steel of unmodified particles of manganese sulfide reduces the cold resistance of steel, as well as resistance to corrosion and mechanical damage (hydrogen cracking, sulfide corrosion cracking under stress SKRN). When a calcium-containing component is introduced, the cold resistance and resistance of steel against corrosion and mechanical damage increase, however, to prevent significant contamination of KANV steel, strict regulation of technological parameters of ladle processing and a high production culture are required. Otherwise, the appearance of CANV in steel will inevitably occur and the resistance to local corrosion will decrease.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении высокого комплекса свойств стали, включая ее прочность, вязкость, хладостойкость, а также стойкость против различных видов коррозионного разрушения, в частности против локальной коррозии, путем повышения чистоты стали по КАНВ. Это предполагает использование модификаторов определенного химического состава, обеспечивающих формирование модифицированных включений, не являющихся КАНВ. При этом обработка металла модификатором не должна снижать технологических характеристик стали - ее разливаемости, горячей пластичности и др.The problem to which the invention is directed, is to provide a high complex of steel properties, including its strength, toughness, cold resistance, as well as resistance to various types of corrosion damage, in particular against local corrosion, by increasing the purity of steel according to CANV. This implies the use of modifiers of a certain chemical composition, providing the formation of modified inclusions that are not CANV. At the same time, metal processing with a modifier should not reduce the technological characteristics of steel - its spillability, hot ductility, etc.

Технический результат изобретения заключается в повышении коррозионной стойкости стали путем формирования модифицированных неметаллических включений, не являющихся КАНВ, при сохранении ее технологичности и физико-механических свойств, в том числе прочности и хладостойкости.The technical result of the invention is to increase the corrosion resistance of steel by forming modified non-metallic inclusions that are not CANV, while maintaining its manufacturability and physico-mechanical properties, including strength and cold resistance.

Технический результат достигается тем, что модификатор для углеродистой и низкоуглеродистой стали для проката и труб повышенной коррозионной стойкости, содержащий кальций, согласно изобретению дополнительно содержит редкоземельные металлы, кремний и железо в следующем соотношении, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the modifier for carbon and low carbon steel for rolled products and pipes of increased corrosion resistance, containing calcium, according to the invention additionally contains rare earth metals, silicon and iron in the following ratio, wt.%:

кальций calcium 0,5-150.5-15 редкоземельные металлы rare earth metals 17-4017-40 кремний silicon 5-505-50 железо iron остальноеrest

причем содержание кальция соответствует условию:and the calcium content meets the condition:

[Ca]≤0,7[РЗМ], где [Ca] и [РЗМ] - содержание кальция и редкоземельных металлов соответственно,[Ca] ≤0.7 [REM], where [Ca] and [REM] are the contents of calcium and rare earth metals, respectively

также тем, что он дополнительно содержит магний в количестве 0,5-5,0 мас.%.also the fact that it additionally contains magnesium in an amount of 0.5-5.0 wt.%.

Кальций в предлагаемых пределах оказывает раскисляющее действие, повышает вязкость и хладостойкость металла и при этом не участвует в образовании КАНВ, то есть не приводит к снижению стойкости против локальной коррозии.Calcium within the proposed range has a deoxidizing effect, increases the viscosity and cold resistance of the metal and does not participate in the formation of CANV, that is, does not lead to a decrease in resistance to local corrosion.

Содержание редкоземельных металлов (РЗМ) в предлагаемых пределах определяет необходимую степень модифицирования неметаллических включений для обеспечения хладостойкости и стойкости против коррозионно-механического разрушения. Более высокое содержание РЗМ снижает технологические характеристики стали, ее разливаемость.The content of rare earth metals (REM) within the proposed limits determines the necessary degree of modification of non-metallic inclusions to ensure cold resistance and resistance to corrosion and mechanical damage. A higher content of rare-earth metals reduces the technological characteristics of steel, its spillability.

Кремний в модификаторе в предлагаемых пределах оказывает раскисляющее действие, позволяет варьировать прочность стали в зависимости от требований потребителя. Более высокое содержание кремния может приводить к снижению коррозионной стойкости стали.Silicon in the modifier within the proposed range has a deoxidizing effect, allows you to vary the strength of steel depending on the requirements of the consumer. A higher silicon content can lead to a decrease in the corrosion resistance of steel.

Дополнительное ограничение содержания кальция в зависимости от содержания РЗМ позволяет избежать присутствия в стали КАНВ: комплексное оксидное или оксисульфидное включение, содержащее кальций и РЗМ, становится коррозионно-активным и приводит к снижению стойкости против локальной коррозии, если содержание кальция в нем становится более 0,7 [РЗМ].An additional restriction of calcium content depending on the content of rare-earth metals allows avoiding the presence of CANW in steel: a complex oxide or oxysulfide inclusion containing calcium and rare-earth metals becomes corrosive and leads to a decrease in resistance to local corrosion if the calcium content in it becomes more than 0.7 [REM].

Магний в модификаторе в предлагаемых пределах за счет интенсивного испарения способствует эффективному перемешиванию жидкой стали при вводе модификатора, его лучшему усвоению, обеспечению равномерного химического состава стали по всему объему плавки.Magnesium in the modifier within the proposed range due to intensive evaporation contributes to the effective mixing of liquid steel when introducing the modifier, its better absorption, ensuring uniform chemical composition of the steel throughout the melting volume.

Примеры конкретных составов модификаторов и их влияние на свойства сталиExamples of specific modifier compositions and their effect on steel properties

Опробованные модификаторы, состав которых приведен в таблице 1, в виде порошковой проволоки вводили в сталь типа 20, микролегированную ниобием. Одна плавка металла была обработана модификатором, состав которого соответствовал прототипу, другая плавка металла была выполнена без его обработки модификаторами. С целью сопоставления эффективности действия и характера влияния на свойства стали исследованных модификаторов и наиболее часто используемого для модификации неметаллических включений SiCa30 металл одной плавки был обработан этим ингредиентом.The tested modifiers, the composition of which is shown in table 1, in the form of a cored wire was introduced into steel type 20, microalloyed with niobium. One metal melting was processed by a modifier, the composition of which corresponded to the prototype, another metal melting was performed without its processing by modifiers. In order to compare the effectiveness of the action and the nature of the effect on the properties of steel of the studied modifiers and the most commonly used for the modification of non-metallic inclusions SiCa30, the metal of one heat was processed with this ingredient.

Выплавку металла производили в вакуумно-индукционной печи фирмы BALZERS в корундовом тигле. Вес одного слитка составлял около 1 кг. Размер слитка: ⌀=35 мм, h=110 мм. В качестве шихты использовали заготовки из стали следующего химического состава.The smelting of the metal was carried out in a vacuum induction furnace company BALZERS in a corundum crucible. The weight of one ingot was about 1 kg. Ingot size: ⌀ = 35 mm, h = 110 mm. As the charge used billets of steel of the following chemical composition.

Химический состав стали марки 20-КСХ, использованной в качестве шихты при проведении опытных плавок, мас.%The chemical composition of the steel grade 20-KSX used as a charge in the experimental melting, wt.%

СFROM SiSi MnMn PP SS CrCr NiNi CuCu AlAl NbNb FeFe 0,210.21 0,20.2 0,540.54 0,0070.007 0,0040.004 0,180.18 0,0350,035 0,080.08 0,0320,032 0,0440,044 ост.rest

Расплавление шихты производили под вакуумом ~10-1-10-2 мм рт.ст. После ввода необходимой навески модификатора (3 г/1 кг) и выдержки расплава в течение 3 мин сталь разливали в слитки.The charge was melted under a vacuum of ~ 10 -1 -10 -2 mm Hg. After entering the required weighed modifier (3 g / 1 kg) and holding the melt for 3 minutes, the steel was poured into ingots.

Прокатка слитков производилась на лабораторном стане ДУО 300 в три прохода на толщину 5 мм.The ingots were rolled at the DUO 300 laboratory mill in three passes to a thickness of 5 mm.

Из полученных полос изготавливали образцы для испытаний на растяжение, на ударный изгиб (образцы с надрезом «V» тип 12 по ГОСТ 9454) при температуре +20 и -60°С, для исследования КАНВ и коррозионных испытаний. При испытаниях на растяжение оценивали соответствие полученных вариантов классу прочности К52 (предел текучести не менее 350 Н/мм2, предел прочности не менее 510 Н/мм2, относительное удлинение δ5 не менее 20%). При испытаниях на ударный изгиб удовлетворительными считали значения выше 100 Дж/см2 при +20°С и выше 70 Дж/см2 при -60°С, хотя эти значения существенно выше, чем требования НТД (такой высокий уровень ударной вязкости, как правило, может свидетельствовать о стойкости стали к коррозионно-механическому разрушению - СКРН и водородному растрескиванию).Samples for tensile and impact bending tests (specimens with notch “V” type 12 according to GOST 9454) were made from the obtained strips at a temperature of +20 and -60 ° C, for the study of CANV and corrosion tests. In tensile tests, the correspondence of the obtained variants was evaluated to K52 strength class (yield strength of at least 350 N / mm 2 , tensile strength of at least 510 N / mm 2 , elongation δ 5 of at least 20%). When testing for impact bending, values above 100 J / cm 2 at + 20 ° C and above 70 J / cm 2 at -60 ° C were considered satisfactory, although these values are significantly higher than the requirements of NTD (such a high level of impact strength, as a rule , may indicate the resistance of steel to corrosion and mechanical destruction - SKRN and hydrogen cracking).

Для выявления КАНВ, а также для оценки стойкости стали к локальной коррозии использовали электрохимический метод, заключающийся в потенциодинамических испытаниях (при изменении значений потенциала в некотором диапазоне с заданной скоростью) образцов со шлифованной поверхностью по сечению, параллельному оси прокатки. После испытаний анализировали количество коррозионных поражений поверхности, образование которых вызвано присутствием КАНВ. За плотность КАНВ принимали количество таких поражений на 1 мм2 площади микрошлифа. Если плотность КАНВ была менее 2 вкл./мм2, то по данному показателю сталь считали удовлетворительно стойкой против локальной коррозии. Другим показателем стойкости стали против локальной коррозии является максимальная плотность тока при электрохимических измерениях, которая, как показано в предыдущих исследованиях, хорошо коррелирует с реальной скоростью локальной коррозии применительно к нефтепромысловым трубопроводам Западной Сибири (с реальным сроком их эксплуатации до образования сквозного коррозионного повреждения). При значении плотности тока не более 3 мА/см2 скорость локальной коррозии не превышает 0,5 мм/год, и металл можно признать удовлетворительно стойким против локальной коррозии.To identify the CANV, as well as to assess the resistance of steel to local corrosion, we used the electrochemical method, which consists in potentiodynamic tests (when the potential values change in a certain range with a given speed) of samples with a polished surface along a section parallel to the rolling axis. After the tests, the number of surface corrosion lesions whose formation is caused by the presence of CANV was analyzed. The density of such lesions was taken as the number of such lesions per 1 mm 2 microsection area. If the density of CANV was less than 2 incl./mm 2 , then according to this indicator, steel was considered satisfactorily resistant to local corrosion. Another indicator of the resistance of steel to local corrosion is the maximum current density during electrochemical measurements, which, as shown in previous studies, correlates well with the real rate of local corrosion as applied to oil fields in Western Siberia (with the actual life of them before the formation of through corrosion damage). When the current density value is not more than 3 mA / cm 2, the local corrosion rate does not exceed 0.5 mm / year, and the metal can be considered satisfactorily resistant to local corrosion.

По результатам испытаний на растяжение все исследованные варианты соответствуют предъявляемым требованиям. При этом более низкая пластичность (при наиболее высокой прочности) получена для варианта, соответствующего прототипу (вариант 1). Из исследованных вариантов несколько более низкие значения ударной вязкости и при +20°C и при -60°С получены для плавки без модифицирования (вариант 2), а также для плавок с минимальным содержанием в модификаторе кальция и РЗМ (варианты 1 и 5 соответствуют содержанию РЗМ в модификаторе меньше, чем по формуле изобретения). Все остальные варианты показали очень высокий уровень вязкости и хладостойкости, что может свидетельствовать и о высокой стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением. КАНВ в количестве, более допустимого, обнаружены в металле трех плавок (варианты 1, 3 и 6), там, где модификатор содержал повышенное количество кальция по сравнению с рекомендованным по формуле изобретения (общего - вариант 3, или по отношению к РЗМ - варианты 1 и 6 соответствуют модификаторам, содержащим кальций в количестве более 0,7 от содержания РЗМ). Результаты определения максимальной плотности тока хорошо коррелируют с плотностью КАНВ. Допустимое значение плотности тока так же, как и плотности КАНВ, превышено для вариантов 1,3 и 6. Таким образом, только сталь, полученная с использованием модификатора, полностью соответствующего формуле изобретения (вариант 4), отвечает всем требованиям по механическим свойствам, хладостойкости и коррозионной стойкости.According to the results of tensile tests, all investigated options meet the requirements. Moreover, lower ductility (at the highest strength) was obtained for the option corresponding to the prototype (option 1). Of the investigated variants, slightly lower impact toughness values were obtained both at + 20 ° C and at -60 ° C for melting without modification (option 2), as well as for melts with a minimum content of calcium and rare-earth metals in the modifier (options 1 and 5 correspond to REM in the modifier is less than according to the claims). All other options showed a very high level of viscosity and cold resistance, which may indicate a high resistance to stress corrosion cracking. CANV in an amount more permissible was found in the metal of three heats (options 1, 3, and 6), where the modifier contained an increased amount of calcium compared with that recommended by the claims (general - option 3, or with respect to rare-earth metals - options 1 and 6 correspond to modifiers containing calcium in an amount of more than 0.7 of the content of rare-earth metals). The results of determining the maximum current density correlate well with the density of the CANV. The permissible value of the current density as well as the CANV density is exceeded for options 1.3 and 6. Thus, only steel obtained using a modifier that fully complies with the claims (option 4) meets all the requirements for mechanical properties, cold resistance and corrosion resistance.

Следует отметить, что для усреднения химического состава и равномерного распределения неметаллических включений после модифицирования для всех рассмотренных вариантов потребовалось перемешивание стали продувкой аргоном. На пробах, отобранных до продувки, наблюдались скопления включений и неравномерность химического состава. Дополнительно, в модификатор варианта 4, соответствующий п.1 формулы изобретения, было введено 1,5% магния. При вводе в сталь такого модификатора (соответствующего п.2 формулы изобретения) из-за активного испарения магния и связанного с этим перемешивания металла, для усреднения химического состава и равномерного распределения неметаллических включений дополнительная продувка не понадобилась.It should be noted that in order to average the chemical composition and uniform distribution of non-metallic inclusions after modification, for all the considered options, mixing of the steel with argon flushing was required. On the samples taken before purging, accumulations of inclusions and uneven chemical composition were observed. Additionally, 1.5% magnesium was added to the modifier of embodiment 4 corresponding to claim 1. When such a modifier (corresponding to claim 2) is introduced into steel due to the active evaporation of magnesium and the associated stirring of the metal, additional purging was not necessary to average the chemical composition and uniform distribution of non-metallic inclusions.

Таким образом, только модификаторы, соответствующие формуле изобретения, обеспечивают требуемый комплекс свойств стали, включая прочностные характеристики, хладостойкость и коррозионную стойкость. При этом модификатор по п.2 формулы изобретения является более технологичным. При его использовании продувка металла инертным газом после модифицирования для усреднения химического состава и равномерного распределения неметаллических включений может оказаться излишней.Thus, only modifiers corresponding to the claims provide the required set of steel properties, including strength characteristics, cold resistance and corrosion resistance. Moreover, the modifier according to claim 2 of the claims is more technologically advanced. When using it, purging the metal with an inert gas after modification to average the chemical composition and uniform distribution of non-metallic inclusions may be unnecessary.

Таким образом, использование настоящего предложения существенно повышает коррозионную стойкость стали путем формирования модифицированных неметаллических включений, не являющихся КАНВ, при сохранении ее технологичности и физико-механических свойств, в том числе прочности и хладостойкости.Thus, the use of this proposal significantly increases the corrosion resistance of steel by forming modified non-metallic inclusions that are not CANV, while maintaining its manufacturability and physico-mechanical properties, including strength and cold resistance.

Таблица 1Table 1 Химический состав исследованного модификатора, % мас.The chemical composition of the investigated modifier,% wt. № состав. модиф.No. composition. modif. CaCa P3MP3m SiSi AlAl MnMn VV NN ВAT FeFe Ca≤0,7PЗMCa≤0.7PЗM 1one 88 88 15fifteen 55 15fifteen 18eighteen 1one 1one ост.rest 8>5,68> 5.6 (прототип)(prototype) 22 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- (без модиф.)(without mod.) 33 30thirty -- 7070 -- -- -- -- -- -- -- (SiCa)(SiCa) 4four 22 30thirty 30thirty -- -- -- -- -- ост.rest 2<212 <21 55 88 14fourteen 2525 -- -- -- -- -- ост.rest 8<9,88 <9.8 66 15fifteen 20twenty 2525 -- -- -- -- -- ост.rest 15>1415> 14

Таблица 2table 2 Механические свойства и коррозионная стойкость стали исследованных вариантов модифицированияMechanical properties and corrosion resistance of steel of the investigated modification options № вариантаOption No. σт, Н/мм2 σ t , N / mm 2 σв, Н/мм2 σ in , N / mm 2 δ5, %δ 5 ,% KCV-20 KCV -20 KCV-60 KCV -60 Плотность КАНВ, вкл./мм2 Density CANV, incl./mm 2 Iкор., 5 мА/см2 I cor. 5 mA / cm 2 1one 470470 600600 2121 7575 4545 4four 7,57.5 22 450450 560560 2525 8080 30thirty <1<1 2,52.5 33 460460 580580 2626 120120 9595 88 11eleven 4four 470470 590590 2626 130130 110110 <1<1 1,61,6 55 440440 560560 2323 9090 50fifty 1,51,5 2,82,8 66 450450 570570 2828 115115 105105 33 5,05,0 Треб. ур.Req. ur ≥350≥350 ≥510≥510 ≥20≥20 ≥100≥100 ≥70≥70 ≤2≤2 ≤3≤3

Claims (2)

1. Модификатор для углеродистой и низколегированной стали для проката и труб повышенной коррозионной стойкости, содержащий кальций, отличающийся тем, что он дополнительно содержит редкоземельные металлы, кремний и железо в следующем соотношении, мас.%:
кальций 0,5-15 редкоземельные металлы 17-40 кремний 5-50 железо Остальное

причем содержание кальция соответствует условию:
Ca<0,7 РЗМ, где Ca и РЗМ - содержание кальция и редкоземельных металлов соответственно.
1. Modifier for carbon and low alloy steel for rolled products and pipes of increased corrosion resistance, containing calcium, characterized in that it additionally contains rare earth metals, silicon and iron in the following ratio, wt.%:
calcium 0.5-15 rare earth metals 17-40 silicon 5-50 iron Rest

and the calcium content meets the condition:
Ca <0.7 REM, where Ca and REM are the contents of calcium and rare earth metals, respectively.
2. Модификатор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магний в количестве 0,5-5,0 мас.%. 2. The modifier according to claim 1, characterized in that it further comprises magnesium in an amount of 0.5-5.0 wt.%.
RU2007130996/02A 2007-08-14 2007-08-14 Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance RU2387727C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130996/02A RU2387727C2 (en) 2007-08-14 2007-08-14 Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130996/02A RU2387727C2 (en) 2007-08-14 2007-08-14 Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130996A RU2007130996A (en) 2009-02-20
RU2387727C2 true RU2387727C2 (en) 2010-04-27

Family

ID=40531425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130996/02A RU2387727C2 (en) 2007-08-14 2007-08-14 Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2387727C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497955C1 (en) * 2012-02-17 2013-11-10 Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" Out-of-furnace treatment method for carbon and low-alloy steels
RU2533295C1 (en) * 2013-08-09 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Северский трубный завод" Method of continuously casting of steel billets

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497955C1 (en) * 2012-02-17 2013-11-10 Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" Out-of-furnace treatment method for carbon and low-alloy steels
RU2533295C1 (en) * 2013-08-09 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Северский трубный завод" Method of continuously casting of steel billets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007130996A (en) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU72697U1 (en) STAINLESS STEEL HIGH STRENGTH STEEL BAR
KR20030077239A (en) Super duplex stainless steel with a suppressed formation of intermetallic phases and having an excellent corrosion resistance, embrittlement resistance, castability and hot workability
KR20110086618A (en) Ferritic-austenitic stainless steel
EP3553195A1 (en) High mn steel sheet and method for producing same
EA022968B1 (en) Steel for steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance
JPWO2019189871A1 (en) Duplex stainless clad steel sheet and its manufacturing method
JP2021031720A (en) HIGH CORROSION RESISTANT Ni-Cr-Mo STEEL EXCELLENT IN WELDABILITY AND SURFACE PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP6842257B2 (en) Fe-Ni-Cr-Mo alloy and its manufacturing method
JP5217277B2 (en) Manufacturing method of high alloy pipe
JP2015183290A (en) Ni BASED ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
Grajcar et al. Non-metallic inclusions in high manganese austenitic alloys
CN110408842B (en) Duplex stainless steel having excellent low-temperature toughness
WO2019131035A1 (en) Low alloy high strength seamless steel pipe for oil wells
RU2387727C2 (en) Modifying agent for carbon and low-alloyed steel for rolled products and tubes from steel with increased corrosion resistance
JP2010507021A (en) Ferritic stainless steel excellent in workability of welds and corrosion resistance of steel materials and method for producing the same
WO2022025078A1 (en) Highly corrosion-resistant austenitic stainless steel and method for producing same
JP3931640B2 (en) Seamless steel pipe and its manufacturing method
WO2019131036A1 (en) Low alloy high strength seamless steel pipe for oil wells
JP6776469B1 (en) Duplex stainless steel and its manufacturing method
KR20080053718A (en) Ferritic stainless steel having excellent low temperature formability of welded zone
CA2486902C (en) Steel for components of chemical installations
JP6911174B2 (en) Nickel-based alloy
JP2020084250A (en) Steel material for seamless steel pipe
WO2019131037A1 (en) Low alloy high strength seamless steel pipe for oil wells
RU2479645C1 (en) Round hot-rolled bar stock