SU1438868A1 - Способ изготовлени холоднодеформированных труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может бцть использовано при изготовлении холоднодеформированных труб из фер- ритно-аустенитной стали. Целью изобретени   вл етс  повьшение -выхода годного и стабилизаци  прочностных свойств партии труб из ферритно- аустенитной стали. Заготовку из фер- ритно-аустенитной стали прокатывают в несколько проходов на стане холодной прокатки труб. Причем в последнем проходе отношение козффициента выт жки по стенке трубы к коэффициенту выт жки по диаметру равно 1,5- 2,5. Последующее волочение трубы ведут в нечетное число проходов. 2 ил., 4 табл. 9

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и мпдет быть использовано при изготовлении холод- нодеформированных труб из ферфитно- аустенитных марок стали (типа Х21Н5Т), имеющих нестабильный фазовый состав в услови х обработки.

Цепь изобретени  - повышение выхода годного и стабилизаци  проч- ностных свойств партии труб из фер- ритно-аустенитной стали.

На фиг. 1 и 2 приведены графики, по сн кицие предлагаемый способ.

Сущность изобретени  состоит в регламентировании режимов деформации , при которых возникает эффект разупрочнени  металла готовых труб.

Стали типа Х21Н5Т относитс  к классу ферритно-аустенитных сталей и содержат несколько фазовых составл ющих (аустенит, феррит, мартенсит и др.).Пластическа  деформаци  существенно измен ет соотношение фаз и свойства изготавливаемых изделий, Термическа  обработка не восстанавливает исходные соотнощени  фаз и свойства металла. На практике это приводит к нестабильности предела прочности. Эффект разупрочнени  св - зан с выравниванием содержани  фер- ритной и аустенитной фаз в металле. Режимы деформации, при которых воз-г никает зффект разупрочнени , вы влены экспериментально. Установлено, что bf.,после безоправочного волоче- ни  зависит, главным образом, от предела прочности труб перед этим проходом 6р:

Oi03B2

1088,29- М/ ,

6,

где |u - коэффициент выт жки в данном проходе безоправочного воло- чени ., . . . Из формулы (1) и фиг. 1 видно, что чем больше исходньм предел прочност 6,, тем меньшую прочность будет иметь металл после волочени , и наоборот,

Вли ние коэффициента выт жки на уровень прочности . про вл етс  незна чительно. Например, если металл имел предел прочности -5 1000 МПа, то после одного прохода волочени  ( (ii 1,2) и термообработки (. 89бМПа (лини  а , b , с, фиг. 1), После второго прохода волочени  с таким же

коэффициентом выт жки 1,2 и мообработки предел прочности ( 1007. МПа (лини  d е f, фиг. 1) и т.д.

Таким образом,, и каждом последующем нечетном проходе получаетс  значение предела прочности б г 896 МПа, в каждом четном г 1000 МПа (фиг. 2). Поэтому получение готовых труб с пределом прочности 700 Жа ; d.,. 950 МПа можно осуществл ть по двум вариантам:

. прокатка на стане ХПТ труб с пределом прочности 6j :; 950 Ша (с учетом естественного разбора свойств целесообразно иметь d 1000 Ша) плюс безоправочное волочение в нечетное число проходов;

прокатка на стане ХПТ труб с пределом прочности 950 МПа (с учетом естественного р.пзброса свойств целесообразно иметь йд 900 МПа) плюс безоправочное волочение в четное число проходов.

Оба варианта обеспечивают получение труб с прочностными характеристиками 700 МПа г 950 ГГЛа. Однако , как показали исследовани , при всех режимах прокатки на стане ХПТ всегда предел прочности труб ёр 900 МПа, т.е. второй вариант, на практике трудно осуществим. Поэтому в предлагаемом изобретении ис- лтользуетс  первый вариант реализаци эффекта разупрочнени  стали.

Эксперименты показали, что прочность труб после прокатки на стане ХПТ зависит, главным образом, от отношени  коэффициента выт жки по стенке ко- - эффициенту выт жки по диаметру трубы

|М«. С увеличением отношени  - возрас . . MO

тает прочность изготавливаемых труб. Нпример , в последнем проходе прокатки пр

отношении- 1,5 получаютс  трубы с

.15 .

пределом прочности ; 1000 МПа, а

PC

при отчетеНИИ - 2,92 предел прочНл ности Oft 1120 Ша. Однако дефор-1-PS

маци  труб при отношении - 2,5

HD приводит к массовому растрескиванию

концов трубы вследствие большой неравномерности деформации. Поэтому- дл  получени  труб по первому варианту рекёмендуетсл в последнем проходе прокатки отношение 1, 2,5,

Гв

гарантирующее получение труб с б,, -. 1000 МПа. Последующее безоправочное волочение в нечетное число проходов реализует экспериментально обнаруженный эффект разупрочнени  стали и получение труб с заданными прочностными свойствами 700 МПа fef- 950 МПа. д прочности МПа, только в

Во всех четных проходах безоправоч- ного волочени  наблюдаетс  упрочнение с увеличением d свыше 1000 ГШа

(фиг. 2).

Способ осуществл ют следующим образом.

Согласно действующим калибровкам станов ХПТ задают маршрут обжатий, причем в последующем проходе устанавливают отношение выт жек по стен 5

ке и диаметру - 1,5-2,5, а во

D всех остальных проходах принимают

PS . .- а 1. Рассчитывают суммарную выт ж г .

ку и из услови  деформации без разрушени  наход т среднее значение выт жки за один проход бсзоправочного волочени . По этим значени м опре дел ют число проходов безоправочно- го волочени , которое затем округл ют в большую сторону до нечетного числа.

Дл  определени  св зи прочностных свойств ферритно-аустенитной стали с режимами деформации проведены в промьшшенньгх услови х две серии экспериментов.

В первой серии экспериментов установлены закономерности изменени 

прочности при безоправочном волочении труб из стали марки 12Х21Н5Т. Все трубы, предназначенные дл  волочени , изготовлены- из стали одной плавки путем 2-кратной прокатки на станах ХПТ. Последний прохрд на стане ХПТ осуществл лс  с различными режимами деформации, чтобы получить трубы дл  волочени  с различной исходной прочностью.

Волочение осуществл ли на цепном волочильном стане через волоки с углом конусности 12° на мыльной смазке. Перед и после деформации

все трубы отжигались па-режиму: температура нагрева 1050°С, врем  выдержки 5 мин, охлаждение на воздухе,

От всех труб в термообработанном состо нии отбирали образцы на разрыв дл  определени  предела прочности.

том случае, если перед последним проходом деформации предел прочнос труб 0 7 950 ffla. Причем измене коэффициента выт жки р при волоче

5I оказывает (по сравнении с исходным пределом прочности 6) весьма нез начительное вли ние на прочностны свойства бр готовых труб. Как след ет из фиг. 1 и 2, при последук дем

20 волочении труб с исходной прочност dj 950 МПа во всех нечетных про ходах будет наблюдатьс  разупрочн ние и 950 МПа, а во всех чет проходах - упрочнение и 6 950 ВД

25 Во второй серии промышленных экспериментов исследовано вли ние различных режимов прокатки на стан ХПТ на предел прочности труб. Цел исследований - установить режимы

30 деформации в последнем проходе про катки на стане ХПТ, обеспечивающ достижение максимально допустимог по услови м деформации без разруше предела прочност г 6д , Дл  этого

. промьшшенном эксперименте йарьиро вали коэффициенты выт жки по стенк jLt 2 и по диаметру р трубы. После прокатки и термообработки (режиьа термообработки: температура нагрев

40

1050 С, врем  выдержки 5 мин - ост вались неизменными) от каждой тр бы отбирались образцы дл  определ ни  предела прочности. Толщину ст ки трубы до и после прокатки измер с микрометром в восьми точках по пер метру трубы, а дл  расчета испол зовали усредненные данные.

Основные параметры процесса п катки на стане ХПТ труб с исходным размерами 45хА,1 мм представлены табл. 2. (Диаметр и толщина стенки трубы до и после прокатки обознач соответственно D , S и D,, S ) .

Как следует из табл. 2, при п

....lUg

55 катке с отношением -.- 1,5 (опыты

6 И 7) уровень прочности практичес . ки не зависит от режима деформации . и достигает критического значени 

вр

68 .

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и на -фиг. 1,

Опытные данные с достаточной степенью точности описываютс  зависимостью (1). Как следует из приведенных данных, можно получать трубы после волочени , удовлетвор ющие верхнему ограничению по пределу

том случае, если перед последним проходом деформации предел прочности труб 0 7 950 ffla. Причем изменение коэффициента выт жки р при волочении

I оказывает (по сравнении с исходным пределом прочности 6) весьма незначительное вли ние на прочностные свойства бр готовых труб. Как следует из фиг. 1 и 2, при последук дем

волочении труб с исходной прочностью dj 950 МПа во всех нечетных проходах будет наблюдатьс  разупрочнение и 950 МПа, а во всех четных проходах - упрочнение и 6 950 ВДа.

Во второй серии промышленных экспериментов исследовано вли ние различных режимов прокатки на стане ХПТ на предел прочности труб. Цель исследований - установить режимы

деформации в последнем проходе прокатки на стане ХПТ, обеспечивающие достижение максимально допустимого по услови м деформации без разрушени  предела прочност г 6д , Дл  этого в

промьшшенном эксперименте йарьиро- вали коэффициенты выт жки по стенке jLt 2 и по диаметру р трубы. После прокатки и термообработки (режиьа термообработки: температура нагрева

1050 С, врем  выдержки 5 мин - оставались неизменными) от каждой трубы отбирались образцы дл  определени  предела прочности. Толщину стенки трубы до и после прокатки измер ли микрометром в восьми точках по периметру трубы, а дл  расчета использовали усредненные данные.

Основные параметры процесса прокатки на стане ХПТ труб с исходными , размерами 45хА,1 мм представлены в табл. 2. (Диаметр и толщина стенки трубы до и после прокатки обозначены соответственно D , S и D,, S ) .

Как следует из табл. 2, при про ...lUg

катке с отношением -.- 1,5 (опыты

И 7) уровень прочности практичес- и не зависит от режима деформации достигает критического значени 

5 14388686

6i) 940 МПа, что не гарантируетПо технологии, разработанной в

стабильного получени  готовых трубсоответствии с предлагае а 1м способом,

после волочени  с 6 г 950 МПавначале осуществл ют две прокатки на

фиг. 1), При прокатке на стане ХПТ стане ХИТ, а затем п ть проходов воf gлочени . Маршрут изготовлени  труб

с отношением -- 7,1,5 после отжига предлагаемом способу представпредел прочности в 1000 МПален в табл. 3. Последний проход на (опыты 1-5), что обеспечивает получе-стане ХПТ осуществл етс  при отношение труб после волочени  в нечетное10 s

число проходов, удовлетвор ющих . Hi, ° проходов волоограничению по прочностным свойствамчени  выбрано нечетным. Согласно

700 МПа (f 950 МПа. Из табл. 2опытным данным в табл. 4 по предласледует , что максимальное значениегаемому способу среднее значение

р 1120 МПа получаетс  при отноше-15 предела прочности готовых труб

НИИ 2,9. Однако прокатка с 879 МПа, что позвол ет сущестfXjjвенно повысить выход 1годного до

КИМ обжатием сопровождаетс  растрес-98%. Таким образом, в рассмотренном

киванием концов труб вследствие боль-примере при изготовлении труб 83 х

шой неравномерности деформации. Поз-20 х8 1,5 мм разработанные

тому в качестве верхней границы зна-режимы позвол ют повысить выход год о ; г „„.г „.,ного на 35% по сравнению с извести чении прин то -.- 2,5. Согласно опыт- . V Dкым способом.

ным данным табл. 2 диапазон рекомен-Технико-экономическим преимущестдуемых режимов деформации на стане вом предлагаемого способа  вл етс 

ХПТ, обеспечивающий эффект разупроч-экономи  металла в результате повынени  стали при последующем волочениишени  выхода годного при изготовлев нечетное число проходов, состав-нии труб из сталей ферритно-аустел ет:нитного класса типа Х21 Н5Т, что

и30 достигаетс  путем рационального выбо1 ,5 - 2,5.ра режимов деформации, обеспечивающих

ополучение готовых труб со стабильПример . Требуетс  изготовитьными прочностными свойствами

трубы с размерами 10x1,5 мм из заго-(700 МПА 6. 950 МПа).

товки 83x8 мм. Существующа  техноло-35

Claims (1)

1. ги  (известный способ) включает три .Формула изобретени  прокатки на стане ХПТ и четыре волочени . Маршрут изготовлени  труб. Способ изготовлени  холоднодефор- представлен в табл. 3. Последниймированных труб, включающий много- проход на стане ХПТ осуществл етс 40 проходную холодную прокатку с отно 5 , пг. „шением в последнем проходе коэффипри отношении - 1,09. Число прохо-„

   |LXj. циента выт жки по стенке трубы к кодов волочени  выбрано четным. Такиезффициенту выт жки по диаметру не режимы деформации позвол ют полу-более 2,5 и последующее безоправоч- чить среднее значение предела проч-45 ное волочение, отличающий- нос;ти готовых труб бр 937 МПа,с   тем, tiTO, с целью повышени  что с учетом естественного разброса выхода годного и стабилизации проч- механических свойств обуславливаетностных свойств партии труб из фер- высокий уровень брака. Выход годного ритно-аустенитной стали, беэопра- при изготовлении труб по известному50 вочное волочение ведут в нечётное способу составл ет 63%. .число проходов.

   Таблица 2

   Таблица 3

   По известному способу

   По предлагаемому способу

   Таблица 4

   1,09

   937

   63

   5

   )-

   1,57

   897

   98

   §., мпа

   о 1 Z J S 6

   прохода при Волочомии Фив. 2,

   8