RU2714566C2 - Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures - Google Patents
Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714566C2 RU2714566C2 RU2018128103A RU2018128103A RU2714566C2 RU 2714566 C2 RU2714566 C2 RU 2714566C2 RU 2018128103 A RU2018128103 A RU 2018128103A RU 2018128103 A RU2018128103 A RU 2018128103A RU 2714566 C2 RU2714566 C2 RU 2714566C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- rolling
- deformation
- production
- welded
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству на реверсивном толстолистовом стане листового проката, преимущественно толщиной до 40 мм, с повышенной хладостойкостью для изготовления электросварных труб и сварных конструкций.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of sheet metal at a reversible plate mill, mainly up to 40 mm thick, with high cold resistance for the manufacture of electric-welded pipes and welded structures.
Известен способ производства стального проката с заданным структурным состоянием (патент RU №2516213), включающий нагрев заготовки, черновую прокатку при температурах, превышающих температуру рекристаллизации аустенита, междеформационную паузу, обеспечивающую требуемое снижение температуры металла, чистовую прокатку, правку и ускоренное охлаждение проката, при этом температуру нагрева под прокатку Т устанавливают из условия обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов и определяют по зависимости: t+280°C<Т<t+310°C, где t=883-313,95C+37,88Si-9,58Mn-2,79Cr-15,99Ni-2,55Cu+110,18Ti+5,5Nb+76,74V-142,53N+71,45Al+23,67Mo.A known method for the production of rolled steel with a given structural state (patent RU No. 2516213), including heating the workpiece, rough rolling at temperatures higher than the austenite recrystallization temperature, an inter-deformation pause that provides the required decrease in metal temperature, finish rolling, straightening, and accelerated cooling of the rolling, the heating temperature for rolling T is set from the conditions for ensuring the required solubility of carbides and nitrides of microalloying elements and is determined by the dependence: t + 280 ° C <T <t + 310 ° C, where t = 883-313.95C + 37.88Si-9.58Mn-2.79Cr-15.99Ni-2.55Cu + 110.18Ti + 5.5Nb + 76.74V-142.53N + 71.45Al + 23.67Mo.
К недостаткам данного способа можно отнести нагрев заготовок под прокатку до температур выше температуры растворения карбидов и нитридов микролегирующих элементов без ограничений по времени выдержки, что приводит к формированию разнозернистой исходной структуры аустенита перед прокаткой. Экспериментально установлено, что обеспечение полной рекристаллизации аустенита между проходами при черновой прокатке толстых листов не является достаточным условием для получения мелкозернистой структуры перед началом чистовой прокатки, а, напротив, может привести к укрупнению среднего размера зерен в том случае, если в ходе рекристаллизации было сформировано малое количество зародышей новых зерен.The disadvantages of this method include the heating of billets for rolling to temperatures above the dissolution temperature of carbides and nitrides of microalloying elements without restrictions on the exposure time, which leads to the formation of a different-grained austenite initial structure before rolling. It has been experimentally established that ensuring complete recrystallization of austenite between passes during rough rolling of thick sheets is not a sufficient condition for obtaining a fine-grained structure before finishing rolling, but, on the contrary, can lead to enlargement of the average grain size if a small grain size is formed during recrystallization the number of embryos of new grains.
Указанные недостатки приводят к формированию неоднородной конечной структуры в листе вследствие различной кинетики фазового превращения аустенитных зерен разного размера и, как следствие, к снижению уровня и стабильности вязкостных свойств при пониженных температурах.These shortcomings lead to the formation of a heterogeneous final structure in the sheet due to the different kinetics of the phase transformation of austenitic grains of different sizes and, as a result, to a decrease in the level and stability of viscosity properties at low temperatures.
Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является способ производства проката из низколегированной толстолистовой стали (патент RU №2532768 - прототип), включающий нагрев слябовой заготовки, черновую прокатку, подстуживание на воздухе раската толщиной 4-6 от толщины готового листа, последующую чистовую прокатку и охлаждение готового листа, отличающийся тем, что заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас. %:Closest to the invention in its technical essence is a method for the production of rolled products from low-alloy steel plate (patent RU No. 2532768 - prototype), which includes heating the slab billet, rough rolling, reinforcing the roll in air 4-6 thick from the thickness of the finished sheet, subsequent finishing rolling and cooling the finished sheet, characterized in that the preform is obtained from steel with the following ratio of elements, wt. %:
при этом количество сульфидных неметаллических включений не превышает 1,5 балла, а количество остальных неметаллических включений не превышает 3 балла, температуру нагрева заготовок толщиной не менее 250 мм перед черновой прокаткой устанавливают в диапазоне 1160-1220°С, черновую прокатку осуществляют в 2 стадии со степенью обжатия за проход не менее 10%, при этом первую стадию черновой прокатки проводят при температурах протекания полной рекристаллизации не менее 980°С до толщины промежуточной заготовки, равной 40-60% от исходной толщины слябовой заготовки, после чего осуществляют охлаждение промежуточной заготовки на воздухе, вторую стадию черновой прокатки проводят при температуре начала прокатки, равной 870-930°С, соответствующей температуре торможения рекристаллизации при термомеханической обработке до толщины раската, а чистовую прокатку ведут при температуре начала прокатки не выше 830-890°С и при температуре конца прокатки, равной от Ar3 -50°С до Ar3 +10°С.the number of sulfide non-metallic inclusions does not exceed 1.5 points, and the number of other non-metallic inclusions does not exceed 3 points, the heating temperature of the workpieces with a thickness of at least 250 mm before rough rolling is set in the range of 1160-1220 ° C, rough rolling is carried out in 2 stages with the degree of compression per pass is at least 10%, while the first stage of rough rolling is carried out at full recrystallization temperatures of at least 980 ° C to an intermediate billet thickness equal to 40-60% of the initial slab thickness preparations, after which the intermediate billet is cooled in air, the second stage of rough rolling is carried out at a rolling start temperature of 870-930 ° C, corresponding to the braking temperature of recrystallization during thermomechanical processing to the thickness of the roll, and finish rolling is carried out at a rolling start temperature of no higher than 830 -890 ° C and at a temperature of the end of rolling equal to Ar3 -50 ° C to Ar3 + 10 ° C.
Недостатком данного способа является то, что для сталей с широким интервалом содержания таких легирующих элементов как углерод, ниобий и титан регламентируется лишь диапазон температуры нагрева заготовок, но не время нагрева или выдержки в томильной зоне печи. При отсутствии контроля за временем выдержки в предлагаемом диапазоне температуры нагрева возможно частичное растворение частиц карбонитридов микролегирующих элементов, которое приведет к развитию вторичной рекристаллизации аустенита и формированию неоднородной структуры перед прокаткой. Также данный способ не предусматривает, что при прокатке слябов толщиной более 310 мм на реверсивном толстолистовом стане степень деформации в первых проходах ограничена по допустимому усилию прокатки и принимает значения менее 10%. Черновая прокатка при температурах выше 980°С для обеспечения полной рекристаллизации между проходами не гарантирует измельчения зеренной структуры аустенита перед началом чистовой стадии, вследствие чего данный способ не обеспечивает достижения стабильных вязкостных свойств и хладостойкости. Вторая стадия черновой прокатки рассматриваемого способа предполагает деформацию в условиях торможения процессов рекристаллизации, при которых рекристаллизация протекает лишь в 40% объема металла, что в целом противоречит принципам черновой прокатки и может привести к формированию частично рекристаллизованной структуры и снижению механических свойств.The disadvantage of this method is that for steels with a wide range of alloying elements such as carbon, niobium and titanium, only the heating temperature range of the workpieces is regulated, but not the heating or holding time in the languid zone of the furnace. In the absence of control over the exposure time in the proposed range of heating temperature, partial dissolution of particles of carbonitrides of microalloying elements is possible, which will lead to the development of secondary recrystallization of austenite and the formation of an inhomogeneous structure before rolling. Also, this method does not provide that when rolling slabs with a thickness of more than 310 mm on a reversible plate mill, the degree of deformation in the first passes is limited by the allowable rolling force and takes values less than 10%. Rough rolling at temperatures above 980 ° C to ensure complete recrystallization between the passes does not guarantee the crushing of the austenite grain structure before the start of the finishing stage, as a result of which this method does not achieve stable viscosity properties and cold resistance. The second stage of rough rolling of the method under consideration involves deformation under braking conditions of recrystallization processes, in which recrystallization occurs in only 40% of the metal volume, which generally contradicts the principles of rough rolling and can lead to the formation of a partially recrystallized structure and a decrease in mechanical properties.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в обеспечении высоких и стабильных значений ударной вязкости и доли вязкой составляющей в изломе образцов при пониженных температурах.The technical result of the invention is to provide high and stable values of impact strength and the proportion of the viscous component in the fracture of samples at low temperatures.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ производства толстолистового хладостойкого проката для изготовления электросварных труб и сварных конструкций из заготовки толщиной 310-355 мм из микролегированной трубной стали, содержащей Nb, Ti и N, включающий нагрев заготовки выше температуры Ас3, дробную деформацию и охлаждение в установке контролируемого ускоренного охлаждения, отличающийся тем, что перед деформацией заготовку нагревают до температуры не менее чем на 20°С и не более чем на 70°С выше температуры растворения карбонитридов ниобия в стали, с общим временем нагрева не менее 0,9 мин на 1 мм толщины заготовки, и продолжительностью выдержки t=1÷2,2 ч, при этом предварительную стадию прокатки проводят с минимальной степенью деформации за проход ε1, определяемой из уравнения:The specified technical result is achieved by the fact that a method for the production of cold-rolled plate for the manufacture of electrowelded pipes and welded structures from a workpiece with a thickness of 310-355 mm from microalloyed steel steel containing Nb, Ti and N, including heating the workpiece above Ac 3 temperature, fractional deformation and cooling in a controlled accelerated cooling installation, characterized in that before deformation, the workpiece is heated to a temperature of not less than 20 ° C and not more than 70 ° C higher than the temperature rupture of niobium carbonitrides in steel, with a total heating time of at least 0.9 min per 1 mm of the workpiece thickness, and a holding time of t = 1 ÷ 2.2 h, while the preliminary rolling stage is carried out with a minimum degree of deformation per passage ε 1 , determined from the equation:
где εi - минимальная степень деформации за проход; i - номер прохода; ТНЧ - температура начала предварительной прокатки, К,where ε i is the minimum degree of deformation per passage; i is the number of the passage; T LF - the temperature of the beginning of the preliminary rolling, K,
и минимальной паузой между проходами tip, определяемой из уравнения:and the minimum pause between passes t ip , determined from the equation:
Особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что по меньшей мере часть проходов на стадии предварительной прокатки могут разбивать на пары, при этом прокатку производят с обеспечением доли рекристаллизованных зерен XSRX после первого прохода в каждой паре не более 10%, а после второго прохода в каждой паре - более 90% в соответствии с зависимостями:A feature of the method of the present invention is that at least a portion of the passes at the preliminary rolling stage can be paired, while rolling is carried out with a fraction of recrystallized X SRX grains after the first pass in each pair of not more than 10%, and after the second pass in each pair - more than 90% in accordance with the dependencies:
где TNb(C,N) - температура растворения карбонитридов ниобия в стали, °С.where T Nb ( C, N ) is the temperature of dissolution of niobium carbonitrides in steel, ° C.
Еще одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что предварительную стадию прокатки могут разделять на две стадии, вторую из которых проводят при температуре в интервале 9604-930°С с четным количеством проходов, которые разбивают на пары, при этом прокатку производят с обеспечением доли рекристаллизованных зерен XSRX после первого прохода в каждой паре не более 10%, а после второго прохода в каждой паре - более 90%.Another feature of the method of the present invention is that the preliminary rolling stage can be divided into two stages, the second of which is carried out at a temperature in the range of 9604-930 ° C with an even number of passes, which are divided into pairs, while rolling is performed with the fraction of recrystallized X SRX grains after the first pass in each pair is no more than 10%, and after the second pass in each pair more than 90%.
Сущность изобретения заключается в том, что на этапах нагрева заготовки и предварительной прокатки необходимо избегать частичной рекристаллизации аустенита и обеспечивать максимальное измельчение зерна для формирования дисперсной и однородной структуры перед началом чистовой стадии.The essence of the invention lies in the fact that at the stages of heating the billet and preliminary rolling, it is necessary to avoid partial recrystallization of austenite and to ensure maximum grinding of the grain to form a dispersed and uniform structure before the start of the finishing stage.
Сначала заготовку толщиной 310-355 мм из микролегированной трубной стали, содержащей Nb, Ti и N, нагревают в печи выше температуры Ас3. Отличительной особенностью способа является то, что заготовку нагревают до температуры не менее чем на 20°С и не более чем на 70°С выше температуры растворения карбонитридов ниобия в стали, с общим временем нагрева не менее 0,9 мин на 1 мм толщины заготовки и продолжительностью выдержки t=1÷2,2 ч.First, a billet with a thickness of 310-355 mm from microalloyed steel pipe containing Nb, Ti and N is heated in an oven above Ac 3 . A distinctive feature of the method is that the preform is heated to a temperature of not less than 20 ° C and not more than 70 ° C above the temperature of dissolution of niobium carbonitrides in steel, with a total heating time of at least 0.9 min per 1 mm of the thickness of the preform the exposure time t = 1 ÷ 2.2 hours
Экспериментальные исследования показали, что рост аустенитных зерен в ходе нагрева заготовок для толстых листов сдерживают частицы карбонитрида ниобия Nb(C,N).Experimental studies have shown that the growth of austenitic grains during heating of blanks for thick sheets is restrained by particles of niobium carbonitride Nb (C, N).
При температуре нагрева заготовки ниже температуры растворения карбонитридов ниобия в стали карбонитридообразующие элементы не удастся перевести в твердый раствор для последующего выделения дисперсных частиц при подстуживании. Более крупные нерастворенные частицы карбонитридов менее эффективны для торможения границ зерен, что приводит к частичной рекристаллизации в чистовой стадии прокатки, неоднородной конечной структуре и снижению вязкостных свойств.At a heating temperature of the workpiece below the temperature of dissolution of niobium carbonitrides in steel, the carbonitride-forming elements cannot be converted into a solid solution for the subsequent separation of dispersed particles when undercoating. Larger undissolved particles of carbonitrides are less effective for inhibiting grain boundaries, which leads to partial recrystallization in the final rolling stage, an inhomogeneous final structure, and a decrease in viscosity properties.
При температурах нагрева заготовки выше температуры растворения карбонитридов ниобия в стали происходит постепенное растворение частиц, интенсивность которого зависит от их размера, плотности и локального химического состава матрицы. Эксперименты подтвердили, что продолжительная выдержка при таких температурах приводит к неравномерному растворению частиц. В результате этого происходит аномальный рост отдельных зерен и образование разнозернистой структуры перед началом предварительной прокатки, которую невозможно устранить многократной горячей деформацией, что впоследствии значительно снижает вязкостные свойства в листе. Для максимально полного растворения частиц карбонитридов микролегирующих элементов без образования разнозернистой структуры продолжительность выдержки заготовки t при целевой температуре в соответствии с настоящим изобретением ограничивают интервалом 1÷2,2 ч.At heating temperatures of the workpiece above the temperature of dissolution of niobium carbonitrides in steel, the particles gradually dissolve, the intensity of which depends on their size, density and local chemical composition of the matrix. The experiments confirmed that prolonged exposure at such temperatures leads to uneven dissolution of the particles. As a result of this, an abnormal growth of individual grains and the formation of a different grain structure before preliminary rolling, which cannot be eliminated by repeated hot deformation, which subsequently significantly reduces the viscosity properties in the sheet, occur. For the most complete dissolution of the particles of carbonitrides of microalloying elements without the formation of a heterogeneous structure, the exposure time of the workpiece t at the target temperature in accordance with the present invention is limited to the interval of 1 ÷ 2.2 hours
Слишком высокая температура нагрева не позволяет обеспечить выравнивание температуры по сечению заготовки перед началом прокатки. По этой причине температуру нагрева заготовки выбирают на 204-70°С выше температуры растворения карбонитридов ниобия. При этом общее время нагрева составляет не менее 0,9 мин на 1 мм толщины заготовки.Too high a heating temperature does not allow balancing the temperature over the cross section of the workpiece before rolling. For this reason, the heating temperature of the preform is chosen 204-70 ° C above the dissolution temperature of niobium carbonitrides. Moreover, the total heating time is at least 0.9 min per 1 mm of the thickness of the workpiece.
Горячая прокатка толстых листов по заявленному способу направлена на максимальное измельчение зерен аустенита и формирование однородной структуры перед чистовой прокаткой. Экспериментальные исследования показали, что для этой цели полное протекание рекристаллизации между проходами является необходимым, но недостаточным условием. Установлено, что при режимах горячей деформации, реализуемых на реверсивном толстолистовом стане, возможно, как измельчение, так и укрупнение аустенитных зерен после рекристаллизации за счет формирования малого количества зародышей новых зерен. При этом необходимая для измельчения структуры степень деформации εi изменяется в зависимости от температуры и в случае высокой температуры начала предварительной прокатки ТНЧ в некоторых проходах может значительно превышать предлагаемое в прототипе значение 10%.Hot rolling of thick sheets according to the claimed method is aimed at the maximum grinding of austenite grains and the formation of a homogeneous structure before finishing rolling. Experimental studies have shown that for this purpose, the full course of recrystallization between passages is a necessary but not sufficient condition. It has been established that under the hot deformation regimes implemented on a reversible plate mill, both grinding and coarsening of austenitic grains after recrystallization due to the formation of a small number of new grain nuclei are possible. At the same time, the degree of deformation ε i required for grinding the structure varies depending on the temperature and in the case of a high temperature of the beginning of preliminary rolling of T LF in some passes, it can significantly exceed the value proposed in the prototype of 10%.
Минимальная степень деформации за проход на предварительной стадии прокатки, позволяющей измельчать зерна в результате рекристаллизации, в соответствии с настоящим изобретением соответствует выражению:The minimum degree of deformation per pass at the preliminary stage of rolling, allowing to grind the grain as a result of recrystallization, in accordance with the present invention corresponds to the expression:
где εi - минимальная степень деформации за проход; i - номер прохода; ТНЧ - температура начала предварительной прокатки, К.where ε i is the minimum degree of deformation per passage; i is the number of the passage; T LF - the temperature of the beginning of preliminary rolling, K.
Для обеспечения высокой однородности аустенитной структуры перед началом чистовой стадии между проходами предварительной прокатки требуется достигать степени рекристаллизации аустенита не менее 90%. С этой целью минимальное время паузы между проходами tip должно соответствовать выражению:To ensure high uniformity of the austenitic structure before starting the finishing stage between the preliminary rolling passes, it is required to achieve a degree of recrystallization of austenite of at least 90%. For this purpose, the minimum pause time between passes t ip should correspond to the expression:
При прокатке толстых листов из слябов толщиной более 310 мм степени деформации в первых проходах предварительной стадии ограничены возможностями прокатного оборудования по допустимому усилию прокатки и достигают значений существенно меньше указанных в прототипе 10%. Это приводит к частичной рекристаллизации и образованию неоднородной крупнозернистой структуры перед чистовой стадией, что снижает вязкостные свойства конечного листа.When rolling thick sheets of slabs with a thickness of more than 310 mm, the degree of deformation in the first passes of the preliminary stage is limited by the capabilities of the rolling equipment for the allowable rolling force and reaches values significantly less than 10% indicated in the prototype. This leads to partial recrystallization and the formation of an inhomogeneous coarse-grained structure before the finishing stage, which reduces the viscosity properties of the final sheet.
В частном случае реализации заявленного способа по меньшей мере часть проходов на стадии предварительной прокатки разбивают на пары со степенями деформации достаточно малыми для их реализации в условиях ограничений по усилию прокатки. При этом прокатку производят с обеспечением доли рекристаллизованных зерен XSRX после первого прохода в каждой паре не более 10%, а после второго прохода в каждой паре - более 90% в соответствии с зависимостями:In the particular case of the implementation of the inventive method, at least part of the passes at the preliminary rolling stage is divided into pairs with degrees of deformation small enough for their implementation under conditions of restrictions on the rolling force. In this case, rolling is carried out with the share of recrystallized X SRX grains after the first pass in each pair not more than 10%, and after the second pass in each pair - more than 90% in accordance with the dependencies:
где TNb(C,N) _ температура растворения карбонитридов ниобия в стали, °С.where T Nb (C, N) _ dissolving temperature carbonitrides of niobium in the steel, ° C.
Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о сильной зависимости размера рекристаллизованных зерен, прежде всего от степени деформации и температуры рекристаллизации. На основании этих данных в другом частном случае реализации заявленного способа предусмотрено разделение предварительной стадии прокатки на две стадии. При этом вторую стадию проводят при температуре в интервале 960÷930°С и с четным количеством проходов, которые разбивают на пары, а температурно-деформационные параметры для них выбирают исходя из условия обеспечения доли рекристаллизованных зерен XSRX после первого прохода в каждой паре не более 10%, а после второго прохода в каждой паре - более 90%. При данных условиях в ходе рекристаллизации скорость возникновения зародышей новых зерен превышает скорость их роста, в результате чего перед чистовой стадией формируется дисперсная и однородная структура аустенита, необходимая для достижения высоких и стабильных вязкостных свойств в листе при пониженных температурах.The results of experimental studies indicate a strong dependence of the size of recrystallized grains, primarily on the degree of deformation and temperature of recrystallization. Based on these data, in another particular case of the implementation of the claimed method, a preliminary stage of rolling is divided into two stages. In this case, the second stage is carried out at a temperature in the range of 960 ÷ 930 ° C and with an even number of passes, which are divided into pairs, and the temperature-strain parameters for them are selected based on the condition that the fraction of recrystallized grains X SRX is ensured after the first pass in each pair, not more than 10%, and after the second pass in each pair - more than 90%. Under these conditions, during recrystallization, the rate of nucleation of new grains exceeds their growth rate, as a result of which a dispersed and uniform austenite structure is formed before the finishing stage, which is necessary to achieve high and stable viscosity properties in the sheet at low temperatures.
Основным преимуществом предложенного способа является формирование дисперсной и однородной структуры аустенита, достижение высоких и стабильных значений вязких свойств и хладостойкости в листе до Т50=-100°С и повышения выхода годного по результатам испытаний на ударную вязкость и долю вязкой составляющей в изломе.The main advantage of the proposed method is the formation of a dispersed and uniform structure of austenite, the achievement of high and stable values of viscous properties and cold resistance in the sheet up to T 50 = -100 ° C and increase of yield according to the results of tests for impact strength and the share of the viscous component in the fracture.
ПримерыExamples
Для эксперимента использовались слябы толщиной 310 и 355 мм, химический состав стали которых соответствовал прототипу (см. таблицу 1), с целью получения листов класса прочности К60 толщиной 30 мм.For the experiment, slabs with a thickness of 310 and 355 mm were used, the chemical composition of the steel of which corresponded to the prototype (see table 1), in order to obtain sheets of strength class K60 with a thickness of 30 mm.
Допустимый интервал температуры нагрева в прототипе 1160-1220°С, при этом требования к продолжительности нагрева отсутствуют. Предлагаемый способ предполагает нагрев слябов данного состава в диапазоне температур 1145-1195°С с общим временем нагрева не менее 5,3 часов. Допустимое время выдержки в томильной зоне печи по предлагаемому способу производства составляет не более 1 часа при температуре 1170°С и не более 2,4 часов при температуре 1150°С.The permissible temperature range of the heating in the prototype 1160-1220 ° C, while there are no requirements for the duration of heating. The proposed method involves heating the slabs of this composition in the temperature range 1145-1195 ° C with a total heating time of at least 5.3 hours. The permissible exposure time in the languid zone of the furnace according to the proposed production method is not more than 1 hour at a temperature of 1170 ° C and not more than 2.4 hours at a temperature of 1150 ° C.
Технологические параметры прокатки приведены в таблице 2. Режимы деформации в черновой стадии приведены в таблицах 3-8. Режим деформации в чистовой стадии и условия охлаждения для всех случаев одинаковы.The technological parameters of rolling are given in table 2. Modes of deformation in the rough stage are given in tables 3-8. The deformation mode in the finishing stage and the cooling conditions are the same for all cases.
Режимы №1-1 и 1-2 разработаны согласно способу-прототипу и отличаются только условиями нагрева - длительность выдержки в томильной зоне печи.Modes No. 1-1 and 1-2 are developed according to the prototype method and differ only in heating conditions - the exposure time in the languid zone of the furnace.
Режим №2-1 составлен согласно предлагаемому способу производства с минимальными степенями деформации за проход, необходимыми для формирования дисперсной и однородной структуры.Mode No. 2-1 is compiled according to the proposed method of production with minimal degrees of deformation per pass, necessary for the formation of a dispersed and uniform structure.
Режим №2-2 демонстрирует, что при помощи данного изобретения температура нагрева слябов может быть выбрана за пределами диапазона, указанного в прототипе, без снижения вязкостных свойств металла.Mode No. 2-2 demonstrates that using the present invention, the temperature of the heating of the slabs can be selected outside the range specified in the prototype, without reducing the viscosity properties of the metal.
Режим №2-3 представляет собой пример технологии производства хладостойкого проката в условиях, когда частные степени деформации за проход не могут достигать значений ≥10% из-за ограничений по энергосиловым параметрам прокатного стана.Mode No. 2-3 is an example of a technology for the production of cold-resistant rolled products under conditions when the partial degrees of deformation per pass cannot reach values ≥10% due to restrictions on the power parameters of the rolling mill.
Режимы №3-1 и 3-2 призваны показать последствия выхода за пределы заявленного в предлагаемом способе диапазона параметров технологии для уровня вязкостных свойств в листе.Modes No. 3-1 and 3-2 are intended to show the consequences of going beyond the range of technology parameters declared in the proposed method for the level of viscosity properties in the sheet.
Механические свойства определяли на поперечных образцах. Испытания на статическое растяжение проводили на полнотолщинных образцах (по ГОСТ 1497 и ASTM A370), а на ударный изгиб - на образцах с V-образным надрезом (по ГОСТ 9454) при температурах -20°С, -40°С и -60°С.Испытания падающим грузом проводили на полнотолщинных образцах в соответствии с API 5L 3 при температурах -20°С, -40°С и -60°С.Mechanical properties were determined on transverse samples. Tensile tests were carried out on full-thickness specimens (according to GOST 1497 and ASTM A370), and on impact bending - on specimens with a V-shaped notch (according to GOST 9454) at temperatures of -20 ° C, -40 ° C and -60 ° C . Tests with a falling load were carried out on full-thickness samples in accordance with
Механические свойства экспериментальных сталей приведены в таблице 9.The mechanical properties of the experimental steels are given in table 9.
Сравнение вязкостных свойств листов, прокатанных по режимам №1-1 и 1-2 показало важность регламентирования не только температуры нагрева, но и времени выдержки. В противном случае сформированная в ходе нагрева неоднородная структура аустенита не может быть устранена при последующей обработке.Comparison of the viscous properties of sheets rolled according to regimes No. 1-1 and 1-2 showed the importance of regulating not only the heating temperature, but also the exposure time. Otherwise, the heterogeneous structure of austenite formed during heating cannot be eliminated during subsequent processing.
Результаты лабораторных исследований влияния режима деформации в черновой стадии прокатки на изменение среднего размера зерен аустенита показали, что предлагаемый в способе-прототипе режим деформации №1-1 не способствует повышению дисперсности структуры (Фиг. 1). Напротив, режимы деформации согласно предлагаемому изобретению предусматривают использование минимальной степени деформации для последовательного измельчения зерен. Необходимость измельчения структуры аустенита для достижения высоких значений хладостойкости подтверждается результатами испытаний механических свойств.The results of laboratory studies of the influence of the deformation mode in the rough rolling stage on the change in the average grain size of austenite showed that the deformation mode No. 1-1 proposed in the prototype method does not increase the dispersion of the structure (Fig. 1). On the contrary, the deformation modes according to the invention provide for the use of a minimum degree of deformation for sequential grinding of grains. The need to grind the structure of austenite to achieve high cold resistance values is confirmed by the results of mechanical properties tests.
Результаты испытаний механических свойств проката, произведенного по режиму №2-2, подтверждают, что высокие значения вязкостных свойств могут быть достигнуты и при нагреве слябов за пределами указанного в прототипе интервала температур при условии соблюдения допустимой длительности выдержки в томильной зоне печи. Таким образом при назначении режима нагрева первичным является обеспечение максимально полного растворения частиц карбонитридов микролегирующих элементов и предотвращение формирования разнозернистой структуры аустенита перед прокаткой.The test results of the mechanical properties of rolled products, produced according to mode No. 2-2, confirm that high values of viscosity properties can be achieved by heating the slabs outside the temperature range specified in the prototype, subject to the permissible exposure time in the languid zone of the furnace. Thus, when designating the heating mode, the primary task is to ensure the maximum complete dissolution of the carbonitride particles of the microalloying elements and to prevent the formation of a different-grained austenite structure before rolling.
Результаты лабораторных исследований (Фиг. 1) и механических испытаний после прокатки по режиму №2-3 показали, что в условиях ограничений оборудования по энергосиловым параметрам, предложенный способ производства с чередованием малых и больших обжатий является единственной возможностью обеспечить формирование дисперсной и однородной структуры стали с высокими значениями вязкостных свойств.The results of laboratory studies (Fig. 1) and mechanical tests after rolling according to mode No. 2-3 showed that, in the conditions of equipment limitations in power parameters, the proposed production method with alternating small and large reductions is the only way to ensure the formation of a dispersed and uniform steel structure with high values of viscous properties.
Испытания механических свойств листа после режима №3-1 показали, что в случае назначения режима прокатки без учета необходимой паузы между проходами для обеспечения полной рекристаллизации и несоблюдении температурного интервала второй стадии черновой прокатки, частичная рекристаллизация приводит к снижению как вязкостных, так и прочностных свойств.Tests of the mechanical properties of the sheet after mode No. 3-1 showed that in the case of setting the rolling regime without taking into account the necessary pause between passes to ensure complete recrystallization and non-observance of the temperature interval of the second stage of rough rolling, partial recrystallization leads to a decrease in both viscosity and strength properties.
Как показали результаты испытаний металла после прокатки по режиму №3-2 способ чередования малых и больших обжатий при прокатке толстых слябов, предложенный в данном изобретении, заключается именно в предотвращении частичной рекристаллизации. В случае, если параметры деформации подобраны без учета полноты протекания рекристаллизации между проходами, вязкостные свойства заметно снижаются.As the results of testing the metal after rolling according to mode No. 3-2 showed, the method of alternating small and large reductions when rolling thick slabs, proposed in this invention, consists precisely in preventing partial recrystallization. If the deformation parameters are selected without taking into account the completeness of the recrystallization flow between the passes, the viscosity properties are noticeably reduced.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128103A RU2714566C2 (en) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128103A RU2714566C2 (en) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018128103A3 RU2018128103A3 (en) | 2020-01-30 |
| RU2018128103A RU2018128103A (en) | 2020-01-30 |
| RU2714566C2 true RU2714566C2 (en) | 2020-02-18 |
Family
ID=69415868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018128103A RU2714566C2 (en) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714566C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241769C1 (en) * | 2003-08-04 | 2004-12-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for production of candies from low-alloy steel |
| US20110168304A1 (en) * | 2002-02-07 | 2011-07-14 | Jfe Steel Corporation | Method for manufacturing high strength steel plate |
| RU2445379C1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of low-alloy plate strips |
| RU2532768C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Manufacturing method of rolled stock from low-alloy plate steel |
-
2018
- 2018-07-30 RU RU2018128103A patent/RU2714566C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110168304A1 (en) * | 2002-02-07 | 2011-07-14 | Jfe Steel Corporation | Method for manufacturing high strength steel plate |
| RU2241769C1 (en) * | 2003-08-04 | 2004-12-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for production of candies from low-alloy steel |
| RU2445379C1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") | Manufacturing method of low-alloy plate strips |
| RU2532768C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Manufacturing method of rolled stock from low-alloy plate steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018128103A3 (en) | 2020-01-30 |
| RU2018128103A (en) | 2020-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107619993B (en) | Cold-rolled martensite steel plate with yield strength of 750MPa and manufacturing method thereof | |
| US9567659B2 (en) | Method for manufacturing a high-strength structural steel and a high-strength structural steel product | |
| CN110184525B (en) | High-strength Q500GJE quenched and tempered steel plate for building structure and manufacturing method thereof | |
| US9708680B2 (en) | Hot rolled steel sheet for square column for building structural members | |
| CN114686777B (en) | Flat steel product with good ageing resistance and manufacturing method thereof | |
| EP2615191B1 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet having excellent stretch flange properties, and process for production thereof | |
| US20070181231A1 (en) | Method for producing high-carbon steel rails excellent in wear resistance and ductility | |
| RU2463359C1 (en) | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip | |
| RU2581696C1 (en) | Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel | |
| RU2613265C1 (en) | Method of producing hot-rolled sheets from low-alloyed tube steel of k60 strength grade for longitudinal electric-welded pipes | |
| RU2458156C1 (en) | Method of producing sheets from low-alloyed tube steel of x60 strength grade | |
| RU2532768C1 (en) | Manufacturing method of rolled stock from low-alloy plate steel | |
| CN106636898A (en) | Cold-rolled steel sheet with 420 MPa grade yield strength and preparation method of steel sheet | |
| JP2020509174A (en) | High strength and high toughness thick steel plate and manufacturing method thereof | |
| JP2007031762A (en) | High-carbon cold-rolled steel sheet superior in workability, and manufacturing method therefor | |
| JPS63241114A (en) | Manufacture of high toughness and high tension steel having superior resistance to stress corrosion cracking | |
| JP2011052244A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING THICK HIGH-STRENGTH STEEL SHEET HAVING SUPERIOR CHARACTERISTICS OF STOPPING PROPAGATION OF BRITTLE CRACK SHEET AND SHEET THICKNESS OF 50-125 mm | |
| CN104278206A (en) | Steel plate with thickness of smaller than 60mm and yield strength of 690MPa and preparation method of steel plate | |
| RU2714566C2 (en) | Method for production of hot-rolled plate with high cold resistance for production of electric-welded pipes and welded structures | |
| CN108570603A (en) | A kind of aerosol can ferrostan and its production method | |
| RU2383633C1 (en) | Method of production strips for pipes of mains | |
| RU2403105C1 (en) | Method of rolling low-alloyed main pipe strips on reversing plate mill | |
| RU2479639C1 (en) | Manufacturing method of plates from low-alloy pipe steel with strength class k60 | |
| RU2679675C1 (en) | Method of manufacturing construction rolled product from low-alloy steel | |
| RU2495142C1 (en) | Manufacturing method of rolled steel plate from low-alloy steel |