RU2689348C1 - Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности - Google Patents
Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689348C1 RU2689348C1 RU2018123247A RU2018123247A RU2689348C1 RU 2689348 C1 RU2689348 C1 RU 2689348C1 RU 2018123247 A RU2018123247 A RU 2018123247A RU 2018123247 A RU2018123247 A RU 2018123247A RU 2689348 C1 RU2689348 C1 RU 2689348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- rolling
- ferrite
- rolled
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения рулонного проката для изготовления насосно-компрессорных труб. Для повышения прочностных свойств и коррозионной стойкости проката осуществляют выплавку стали, содержащей, мас. %: углерод 0,21-0,29, кремний 0,30-0,80, марганец 1,0-1,60, сера не более 0,005, фосфор не более 0,015, хром 0,10-0,40, никель 0,10-0,40, медь 0,10-0,40, алюминий 0,02-0,07, азот не более 0,01, ниобий не более 0,01, титан не более 0,03, ванадий не более 0,01, молибден не более 0,01, кальций не более 0,02, железо и неизбежные примеси - остальное, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку при температуре конца чистовой прокатки в диапазоне T+20°С÷A+50°С, где T- температура остановки рекристаллизации, °С, охлаждение проката после чистовой прокатки в течение первых 10-15 с на воздухе, а затем водой со скоростью охлаждения не более 9°С/с на первом участке и не более 5°С/с на втором, смотку полос в рулоны в диапазоне 580÷640°С с обеспечением в прокате феррито-перлитной структуры с содержанием феррита 40-70%, в которой отсутствуют элементы структуры закалочного типа. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения рулонного проката для изготовления насосно-компрессорных труб группы прочности Кс по ГОСТ 52203-04.
Определяющими качествами проката, предназначенного для нефтепроводных труб группы Кс являются высокий предел прочности исходного проката и готовой трубы, обеспечивающий требуемую прочность трубы, достаточно низкий предел текучести и отсутствие структур закалочного типа (бейнит, мартенсит и т.п.), обеспечивающих хорошую формуемость проката в готовую трубу, обеспечение хорошей свариваемости и отсутствия дефектов УЗК в сварном шве и околошовной зоне.
В таблице 1 приведены требования к механическим свойствам проката для изготовления насосно-компрессорных труб группы Кс.
Известен способ производства штрипсов из низколегированной стали, включающий получение сляба, нагрев сляба, черновую и многопроходную чистовую прокатку до заданной толщины в регламентированном температурном диапазоне, охлаждение водой до температуры смотки согласно которому сляб получают из стали, содержащей, мас. %:
Углерод | 0,22-0,28 |
Марганец | 1,0-1,4 |
Кремний | 0,15-0,35 |
Алюминий | 0,02-0,05 |
Кальций | не более 0,02 |
Титан | не более 0,03 |
Хром | не более 0,40 |
Медь | не более 0,40 |
Сера | не более 0,010 |
Фосфор | не более 0,015 |
Азот | не более 0,012 |
Железо | остальное |
при этом многопроходную чистовую прокатку ведут в диапазоне температур от 960-1050 до 820-890°С, температуру смотки устанавливают в зависимости от толщины проката в диапазоне 580-660°С (Патент РФ №2341565, опубл.20.12.2008, МПК C21D 8/02, С22С 38/20).
Недостаток известного способа состоит в том, что он не позволяет обеспечить прочностные характеристики, требуемые для группы Кс.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства штрипсов из низколегированной стали, включающий нагрев слябов, прокатку в штрипсы с регламентированной температурой конца прокатки и охлаждение водой до температуры смотки согласно которому нагрев слябов производят до температуры 1220-1280°С, температуру конца прокатки поддерживают в диапазоне 820-880°С, а температуру смотки устанавливают в зависимости от содержания углерода в стали по соотношению:
Тсм=[С]⋅103+(390±30),
где Тсм - температура смотки,°С;
[С] - содержание углерода в стали, мас. %.
Кроме того, штрипсы прокатывают из низколегированной стали следующего химического состава, мас. %:
Углерод | 0,15-0,24 |
Марганец | 0,20-0,70 |
Кремний | 0,10-0,40 |
Алюминий | 0,01-0,07 |
Ниобий | 0,01-0,08 |
Хром | не более 0,4 |
Никель | не более 0,4 |
Медь | не более 0,4 |
Фосфор | не более 0,020 |
Сера | не более 0,010 |
Азот | не более 0,012 |
Железо | остальное. |
(Патент РФ №2264475, опубл. 20.11.2005 г., МПК С21D 8/02, С22С 38/46).
Недостаток известного способа состоит в том, что он не позволяет обеспечить прочностные характеристики, требуемые для группы Кс.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочностных свойств и коррозионной стойкости горячекатаного проката.
Технический результат достигается тем, что в способе производства горячекатаного проката повышенной прочности, включающем выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, согласно изобретению выплавляют сталь, содержащую, мас. %:
Углерод | 0,21-0,29 |
Кремний | 0,30-0,80 |
Марганец | 1,0-1,60 |
Сера | не более 0,005 |
Фосфор | не более 0,015 |
Хром | 0,10-0,40 |
Никель | 0,10-0,40 |
Медь | 0,10-0,40 |
Алюминий | 0,02-0,07 |
Азот | не более 0,01 |
Ниобий | не более 0,01 |
Титан | не более 0,03 |
Ванадий | не более 0,01 |
Молибден | не более 0,01 |
Кальций | не более 0,02 |
Железо и неизбежные примеси | остальное, |
при этом температуру конца чистовой прокатки поддерживают в диапазоне Tnr+20°С÷Ar3+50°С, где Tnr - температура остановки рекристаллизации, °С, а температуру смотки поддерживают в диапазоне 580÷640°С, охлаждение проката после окончания чистовой прокатки в течение первых 10-15 секунд осуществляют на воздухе, а потом водой со скоростью охлаждения не более 9°С/с на первом участке и не более 5°С/с на втором, при этом в прокате формируется феррито-перлитная структура с содержанием феррита 40-70%, в которой отсутствуют элементы структуры закалочного типа.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.
Углерод в конструкционной стали предложенного состава определяет как непосредственно прочность готового проката, так и возможность получения достаточно низких значений предела текучести. Снижение содержания углерода менее 0,21% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,29% негативно влияет с точки зрения роста ликвации и как следствия увеличения полосчатости структуры.
Кремний ускоряет γ→α превращение, повышая точку начала выделения феррита. При высоком содержании Si повышается объемная доля феррита в структуре. Кремний в Si-Mn-Cr стали сильно повышает предел прочности за счет твердорастворного упрочнения феррита, одновременно понижая отношение предела текучести к пределу прочности и практически не влияя на пластические свойства. Известно, что твердорастворное упрочнение феррита кремнием затрудняет скольжение, вызывая рост деформационного упрочнения ферритной матрицы. Кремний увеличивает термодинамическую активность углерода в аустените. В результате повышается пластичность феррита за счет очистки от атомов углерода, которые при γ→α превращении переходят в непревращенный аустенит и повышают его устойчивость. При содержании кремния менее 0,30% не достигается уровень прочностных свойств проката. Увеличение содержания кремния более 0,80% приводит к возрастанию количества силикатных неметаллических включений, охрупчивает сталь, ухудшает ее пластичность.
Снижение содержания марганца менее 1,00% увеличивает окисленность стали, снижает прочность стали ниже допустимой. Повышение содержания марганца более 1,6% повышает предел текучести выше требуемых величин и снижает значение относительного удлинения.
Хром, никель, медь в диапазоне 0,10-0,40% каждого введены в сталь для увеличения прочностных свойств, а так же для стабилизации структуры при нагреве металла под прокатку и уменьшении размера зерна при черновой прокатке. Кроме того, при указанных предельных концентрациях эти элементы в стали предложенного состава положительно влияют на стойкость труб к коррозии.
Алюминий 0,02-0,07% введен в сталь для раскисления. При значениях менее 0,02% сталь будет недораскислена, при значениях более 0,07% - сталь будет иметь повышенный уровень неметаллических включений.
Все остальные элементы, содержание которых ограничено по верхнему пределу, являются примесными.
Заданное сочетание температуры окончания чистовой прокатки Tnr+20°С÷Ar3+50°С, где Tnr - температура остановки рекристаллизации, °С охлаждения проката после окончания чистовой прокатки в течение первых 10-15 секунд на воздухе, а потом водой со скоростью охлаждения не более 9°С/с на первом участке и не более 5°С/с на втором, и температуры смотки 580÷640°С обеспечивает получение равномерной феррито-перлитной структуры с содержанием феррита 40-70%, в которой отсутствуют элементы структуры закалочного типа. Снижение температуры конца прокатки, повышение температуры смотки приведет к снижению скорости охлаждения, увеличению размера зерна феррита и снижению прочностных характеристик ниже требуемых. Повышение температуры конца прокатки, снижение температуры смотки приводит к увеличению скорости охлаждения, что увеличивает риск получения структур закалочного типа, а также приводит к избыточному измельчению зерна и увеличению прочностных характеристик проката, что в свою очередь увеличивает трудоемкость формовки готовой трубы. Форсированное двухступенчатое охлаждение позволяет сформировать равномерную по толщине структуру проката, необходимую для качественной формовки труб из данного металлопроката.
Для получения более достоверных результатов расчет температуры остановки рекристаллизации Tnr производят по формуле:
где Tnr - температура остановки рекристаллизации, °С,
174 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем,
Nb, С, N - содержание ниобия, углерода и азота в стали, %,
1444 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем.
Пример реализации способа.
В кислородном конвертере выплавляли низколегированные стали, химический состав которых приведен в таблице 2.
Непрерывнолитые слябы из стали с химическим составом таблицы 2 загружают в методическую печь с и нагревают до температуры аустенитизации 1260°С, после чего прокатывают на непрерывном стане. После выравнивания температуры слябов по сечению, очередной сляб подают к непрерывному широкополосному стану 2000 и подвергают черновой прокатке за 5 проходов в раскат с промежуточной толщиной Нр=35-38 мм. Далее металл прокатывают за 7 проходов в непрерывной чистовой группе клетей (чистовая прокатка).
Температуру конца прокатки и смотки выбирают в диапазонах Tnr+20°С÷Ar3+50°С и 580-640°С соответственно, при этом:
Ar3=910-273×С-74×Mn-5×Cu-16×Cr-56×Ni-9×Мо=910-273×0,27-74×1,35-5×0,17-16×0,12-56×0,13-9×0,002=726°С
После окончания чистовой прокатки в течение первых 10-15 секунд прокат охлаждают на воздухе, а потом водой со скоростью не более 9°С/с на первом участке ламинарного охлаждения и со скоростью не более 5°С/с на втором участке ламинарного охлаждения.
В таблице 3 представлены показатели механических и эксплуатационных свойств металла, произведенного по приведенной выше технологии.
Из данных, приведенных в таблице 3, следует, что при реализации предложенного способа достигается требуемое сочетание высокого предела прочности и требуемого предела текучести.
В результате полученный металл полностью соответствует требованиям, предъявляемым к сталям для производства насосно-компрессорных труб. Представленная технология позволяет сформировать феррито-перлитную структуру с содержанием феррита 40-70%, в которой отсутствуют элементы структуры закалочного типа, что гарантирует равномерное распределение свойств как по площади проката, так и по его толщине.
Claims (3)
- Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности, включающий выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую, мас. %:
-
Углерод 0,21-0,29 Кремний 0,30-0,80 Марганец 1,0-1,60 Сера не более 0,005 Фосфор не более 0,015 Хром 0,10-0,40 Никель 0,10-0,40 Медь 0,10-0,40 Алюминий 0,02-0,07 Азот не более 0,01 Ниобий не более 0,01 Титан не более 0,03 Ванадий не более 0,01 Молибден не более 0,01 Кальций не более 0,02 Железо и неизбежные примеси остальное, - при этом температуру конца чистовой прокатки поддерживают в диапазоне Tnr+20°С÷Ar3+50°С, где Tnr - температура остановки рекристаллизации, °С, а температуру смотки поддерживают в диапазоне 580÷640°С, охлаждение проката после окончания чистовой прокатки в течение первых 10-15 с осуществляют на воздухе, а потом водой со скоростью охлаждения не более 9°С/с на первом участке и не более 5°С/с на втором, при этом обеспечивают в прокате формирование феррито-перлитной структуры с содержанием феррита 40-70%, в которой отсутствуют элементы структуры закалочного типа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123247A RU2689348C1 (ru) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123247A RU2689348C1 (ru) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689348C1 true RU2689348C1 (ru) | 2019-05-27 |
Family
ID=66636712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123247A RU2689348C1 (ru) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689348C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2709075C1 (ru) * | 2019-08-19 | 2019-12-13 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали |
RU2724217C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-06-22 | Антон Владимирович Шмаков | Способ производства стального проката |
RU2749009C1 (ru) * | 2020-09-02 | 2021-06-02 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ получения горячекатаного проката повышенной прочности |
RU2773478C1 (ru) * | 2021-11-26 | 2022-06-06 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2398028C2 (ru) * | 2005-10-25 | 2010-08-27 | Смс Зимаг Акциенгезелльшафт | Способ изготовления горячекатаной полосы с многофазной структурой |
KR20130002213A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 현대제철 주식회사 | 강관 소재용 열연 강판 제조방법 |
RU2478133C1 (ru) * | 2009-10-28 | 2013-03-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Стальной лист для производства магистральной трубы с превосходной прочностью и пластичностью и способ изготовления стального листа |
RU2630721C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2017-09-12 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Толстый лист из конструкционной стали для изготовления деталей сварных конструкций и способ его получения в нормализованном состоянии |
RU2637444C1 (ru) * | 2016-07-04 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения листов из сплава системы алюминий-магний-марганец |
RU2638479C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Горячекатаный лист из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм и способ его получения |
-
2018
- 2018-06-26 RU RU2018123247A patent/RU2689348C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2398028C2 (ru) * | 2005-10-25 | 2010-08-27 | Смс Зимаг Акциенгезелльшафт | Способ изготовления горячекатаной полосы с многофазной структурой |
RU2478133C1 (ru) * | 2009-10-28 | 2013-03-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Стальной лист для производства магистральной трубы с превосходной прочностью и пластичностью и способ изготовления стального листа |
KR20130002213A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 현대제철 주식회사 | 강관 소재용 열연 강판 제조방법 |
RU2637444C1 (ru) * | 2016-07-04 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения листов из сплава системы алюминий-магний-марганец |
RU2630721C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2017-09-12 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Толстый лист из конструкционной стали для изготовления деталей сварных конструкций и способ его получения в нормализованном состоянии |
RU2638479C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Горячекатаный лист из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм и способ его получения |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2709075C1 (ru) * | 2019-08-19 | 2019-12-13 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали |
RU2724217C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-06-22 | Антон Владимирович Шмаков | Способ производства стального проката |
RU2749009C1 (ru) * | 2020-09-02 | 2021-06-02 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ получения горячекатаного проката повышенной прочности |
RU2773478C1 (ru) * | 2021-11-26 | 2022-06-06 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали |
RU2778533C1 (ru) * | 2021-12-29 | 2022-08-22 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ получения полос толщиной 4-10 мм из низколегированной стали |
RU2796666C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2023-05-29 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства горячекатаных стальных полос |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11339454B2 (en) | Method for manufacturing a high strength steel sheet and sheet obtained | |
JP7134230B2 (ja) | 低降伏比・超高強度コイルドチュービング用鋼及びその製造方法 | |
RU2613265C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности к60 для электросварных прямошовных труб | |
US20130160907A1 (en) | High strength cold rolled steel sheet having excellent stretch flangeability and method for manufacturing the same | |
RU2689348C1 (ru) | Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности | |
RU2638479C1 (ru) | Горячекатаный лист из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм и способ его получения | |
RU2728981C1 (ru) | Рулонный прокат для обсадных и насосно-компрессорных труб и способ его производства | |
RU2549807C1 (ru) | Способ производства рулонного проката из высокопрочной хладостойкой стали | |
RU2743946C1 (ru) | Способ производства холоднокатаного высокопрочного проката из двухфазной ферритно-мартенситной стали | |
RU2677426C1 (ru) | Способ производства горячекатаного проката из конструкционной стали | |
RU2658515C1 (ru) | Труба высокопрочная из низкоуглеродистой доперитектической молибденсодержащей стали для нефтегазопроводов и способ её производства | |
RU2465346C1 (ru) | Способ производства высокопрочного штрипса для труб магистральных трубопроводов | |
RU2593803C1 (ru) | Способ производства толстолистовой трубной стали, микролегированной бором | |
RU2676543C1 (ru) | Способ производства горячекатаного проката из конструкционной стали | |
JP6123734B2 (ja) | 鋼管杭向け低降伏比高強度電縫鋼管およびその製造方法 | |
RU2548536C1 (ru) | Способ производства толстолистового проката классов прочности к52-к60, х52-х70, l360-l485 для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов | |
RU2696186C2 (ru) | Способ производства листового проката из низколегированной трубной стали | |
RU2633196C1 (ru) | Способ изготовления холоднокатаной двухфазной феррито-мартенситной стали, микролегированной ниобием | |
RU2633858C1 (ru) | Способ производства холоднокатаной двухфазной феррито-мартенситной автолистовой стали | |
RU2773478C1 (ru) | Способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали | |
JP3945373B2 (ja) | 微細粒組織を有する疲労特性に優れた冷延鋼板の製造方法 | |
RU2629420C1 (ru) | Способ производства высокопрочного проката повышенной хладостойкости | |
RU2810463C1 (ru) | Способ производства высокопрочного горячекатаного проката | |
RU2760014C1 (ru) | Способ производства штрипсового проката толщиной 10-40 мм для изготовления прямошовных труб большого диаметра, эксплуатируемых в условиях экстремально низких температур | |
RU2790840C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб с высокой деформационной способностью |