SU852179A3 - Способ изготовлени стальныхбЕСшОВНыХ ТРуб - Google Patents

Description

шение зерна аустенита дл  повышени  пластичности стали. Закаливаемость стали может регулироватьс  при помощи добавки бора В , если специфические услови  термообработки примен ютс  до закалки. На фиг. 1 изображена диаграмма, показывающа  зависимость процентного содержани  окалины;. оставшейс  на внутренней поверхности стальной трубы от относительной деформации после завершени  второго этапа гор чей прокатки; на фиг. 2 - график, показывающий веро тность по влени  выде лений соединений бора или по границам зерен, или в основе кристаллического вещества дл  образца 10 (табл. О, аустенизированного при 1250°С и нагреве в течение 5 мин; на фиг. 3 - ди аграмма, показывающа  распределение готовых стальных труб из стали № 1 по степени деформации (предлагаемый способ в сравнении с известным); на 9 фиг. 4 - геометри  стальной трубы, ис пользованной на фиг. 3; на фиг. 5 диаграмма , показывающа  изменение во времени температуры стали при производстве бесшовной стальной трубы; на фиг. 6 - лини  прокатки и термообработки . Согласно изобретению трубна  заготовка с этапа первой гор чей прокатки выдерживаетс  в течение времени , достаточного дл  равномерного распределени  температуры по всей трубе, и затем поступает в аустенитном сос1о нии на удаление окалины с ее наружной поверхности. После сн ти  окалины трубную заготовку подвергают второй операции гор чей прокатки с редуцированием, замеренным в виде одинаковой относительной деформации СС), большей 0,02. При этом почти вс  окалина удал етс  с внутренней поверх ности трубы (фиг. l). Предполагаетс  что такое редуцирование диаметра вызывает образование большого количества тепловой энергии, достаточного дл компенсации падени  температуры вбли зи наружной поверхности черновой трубы ,  вл ющегос  результатом операции сн ти  окалины, так что распределени температуры становитс  равномерным в радиальном направлении трубы. Когда наружна  и внутренн   поверхности тру бы освобождены от окалины и температура ихстановитс  одинаковой стальн трубу резко охлаждают с температуры. превышающей точку Aij дл  получени  готовой стальной трубы. Чтобы предотвратить закаленно Чтобы предотвратить нежелательную деформацию закаленной трубы по длине, важно управл ть скоростью ее охлаждени  - что с достаточной точностью можно делать только в том случае, если труба, подлежаща  закалке, не имеет окалины и охлаждение начинаетс  когда температура трубы равномерно распределена . Механическа  обработка трубы в гор чем состо нии объединена с последующей термической обработкой, включающей закалочную операцию, так что труба может быть подвергнута закалке прежде, чем ее температура станет ниже критического температурного уровн . Это ведет к образованию поверхностей трубы, подлежащей закалке, без окалины и к равномерному распределению температуры в радиальном направлении трубы . Тем самым становитс  возможным придать закаленной трубе гомогенную микроструктуру с ограничением деформации до незначительной степени. Операци  второй гор чей прокатки проводитс  с редуцированием, большим 0,20, дл  измельчени  аустенитных зерен с тем, чтобы улучшить пластичность трубы. Кроме- того, используют преимущества от .утилизации тепловой энергии гор чекатанной трубы при осуществлении операции закалки, чтобы тем самым сэкономить дополнительное количество тепловой энергии, которое иначе было бы необходимо дл  повьшени  температуры трубы, подлежащей закалке, если труба после второй операции гор чей прокатки охлаждаетс  до комнатной температуры. Основное оборудование дл  проведени  первой операции гор чей прокатки состоит главным образом из трех элементов , а именно: прошивочного стана, прокатного стана и машины дл  обкатки трубы в валках, и если необходимо,последующего калибровочного стана. Это обрудование располагаетс  вдоль линии производства труб, тогда как ососновное оборудование дл  производства труб с окончательными размерами из трубной заготовки, подаваемых с первой операции гор чей прокатки, состоит только из одногокалибровочного стана и редукционного стана с нат же5 нием дл  прокатки трубной заготовки регулируемым редуцированием диаметра трубы, как указано выше. На самом раннем этапе процесса пр изводства стсшьных бесшовных труб, т. е. на операции плавлени  в сталеплавильной печи обычного типа, напри мер конвертере или электропечи, дово дитс  химический состав стали и може проводитьс  операци  вакуумной дегазации дл  рафинировани  перед разлив кой расплавленной стали в изложницу или машину дл  непрерывной отливки. Такие отливки имеют форму заготовок или блюмов с размерами подход щими дл  изготовлени  труб с предусмотрен ными окончательными размерами. Предварительное определение химического состава дл  предлагаемого способа не существенно. Предпочтительно примен ть способ дл  углеродистых или низколегированных сталей, химический состав которых находитс  в следу ющих пределах, вес.% Углерод До 0,50 предпочтительно 0,05-0,3 Кремний До 1,5 - - 0,01-0,4 Марганец До 3,0 - - 0,8-1,5 Принима  во внимание необходимую прочность, упругость, противодействи коррозии и т. п., может быть добавле один или несколько следующих элементов , вес.%: Хром0,01-5,0 Никель0,01-2,0 Медь0,01-1,0 Молибден0,01-2,0 АлюминийДо 0,01 ВанадийДо 0,5 ТитанДо 0,5 ЦирконийДо 0,5 НиобийДо 0,5 Бор0,0003-0,0050 ЖелезоОстальное ( за исключением н избежных прим сей) . Установлено, что из всех этих легирующих элементов бор особенно эффе тивен дл  повышени  закаливаемости сталей при том, что специфические услови  термической обработки (описа ны далее), удовлетворительные. В таком случае предпочтительно добавить образующий нитриды элемент, как например вместе с бором, чтобы избежать потери эффективного бора пр 96 реакции с азотом. Да  раскислени , десульфуризации, улучшени  упругости в направлении С и других к составу стали могут быть добавлены Са, редкоземельные элементы и другие при :адк11.. . С целью получени  готовых стальных труб высокой прочности в комбинации с высокой пластичностью необходимо, чтобы температура трубной заготовки перед поступлением на операцию установлени  равномерного распределени  температуры была либо вьше, чем точка Аг , либо ниже, чем точка Аг и степень гор чей прокатки, осуществл ема  на втором ее этапе должна регулироватьс  в соответствии с окончательными свойствами стальных труб. Дл  регулировани  окончательной прочности в сочетании с пластичностью может быть применена операци  отпуска. Если основной целью становитс  получение высокой пластичности, выгодно провести операцию отпуска при температуре между и точкой Агт . Нагрев может производитьс  с использованием нагревательных установок любого вида, например индукционный или электрический. Лини  механической и термической обработки (фнг. 6 } состоит из нагревательной печи дл  нагрева стального сл ба, машин .первой гор чей механической обработки дл  прокатки стального сл ба, нагретого до его рабочей температуры в нагревательной печи, в трубную заготовку, имеющую промежуточный размер печи 3 подогрева дл  нагрева и выдерживани  при определенной температуре трубной заготовки , обработанной на первой машине , до полной аустенизации устройства 4 дл  сн ти  окалины, прилигшей к поверхности трубной заготовки, извлеченной из подогревательной печи. Кроме того, лини  имеет второй прокатный стан 5 дл  обработки трубной заготовки с удаленной окалиной на устройстве дл  сн ти  окалины и устройство 6 дл  закалки стальной трубы, обработанной на втором прокатном стане, установленное в той же линии, что и второй прокатный стан. Пример . Изготавливают сталь, содержащую, %: С 0,11, Si 0,23 Мп 0,81, Сг 0,82, Мо 0,37, At 0,065, N 0,0058 и В 0,0018. Трубную заготовку с устенитной структурой помещают в нагревательную печь, затем с нее удал ют окалину, после чего подвергают второй гор чей прокатке с редуцированием диаметра , 0,022 и непосредственно за этим закал ют, чтобы получить стальную бесшовную трубу с наружным диаметром 114,3 см, толщиной 13 мм и длиной 13 м. Степень деформации 50 готовых труб замерена, как показано на фиг. 4 а результаты показаны на фиг. 3. Согласно прежней технологии трубную заготовку после второй гор чей прокатки охла одают на воздухе до ком натной температуры, затем нагревают нагревательной газопламенной печи, приспособленной дл  операции закалки (температура 920°С, врем  выдержки 15 мин) и закаливают (фиг. 3). Дефор маци  готовой трубы, изготовленной по предлагаемому способу, заметно уменьшилась по сравнению с трубой, изготовленной по прежней технологии. Пример 2. Изготавливают п  стальных образцов различного химиче кого состава, представленного в табл. 1.8 Стал м придают форму блюмов, которые ;перерабатывают предлагаемым: способом, чтобы получить стаг1ьные бесшовные трубы с высокой прочностью на раст жение или сочетанием высокой прочпрочности с высокой упругостью при минимальной деформации см. фиг. 5 . Каждый из блюмов различного химического состава нагревают до Т 1250 С, затем первый раз обрабатывают в гор чем состо нии на участке (W), где провод т операции: прошивка,прокатка, обкатка в валках и калибровка, до окончательной температуры (Tt. Затем блюмы , нагревают до 930 С° (J) с выдержкой 15 мин и подвергают сн тию окалины на этапе (DS).c использованием воды под большим давлением, затем вторично обрабатывают механически на этапе (W) с относительным редуцированием диамет ра большим 0,02 или 0,20, после чего закаливают начина  с температуры (Т) и отпускают при (Т) 600°С в течение 30 мин. Результаты представлены в табл. 2. Из табл. 2 вытекает, что если степень обработки на второй операции гор чей прокатки больше 0,20, то улучшаетс  ударна  в зкость готовой трубы. Таблица Г

30,27 0,25 1,19 - - 0,028 40,14 0,22 0,75 0,62 0,180,023 50,11 0,28 1,31 -- 0,036

810

0,03

О,-2 4

805

Таблица 2

24,

-40 18 -60 0,0061 0,021 0,0016 ,0041 0 ,0020 -0,0015 0,038

Claims (6)

1.Способ изготовлени  стальных бесшовных труб, включающий прошивку и раскатку заготовки, редуцирование, калибровку и закалку, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  высокой прочности и ударной в зкости с минимальной деформацией, после нагрева заготовки производ т первую гор чую прошивку и раскатку при температуре аусте:дазации, снимают окалину с наружной и внутренней стороны трубной заготовки, производ  вторую раскатку заготовки до получени  окончательных размеров равномерной относительной деформацией со степенью 0,02, после чего производ т закалку.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что трубную заготовку после первой гор чей прошивки

и раскатки вновь подогревают дл  полной аустенизации.

3.Способ по пп. 1,2, отличающийс  тем, что подогрев провод т при температуре более высокой , чем температура аустенизации, но более.низкой, чем температура по вле0 ни  роста зерна аустенита.

4.Способ по пп. 1-3, о т л и чающий с   тем, что отпуск закаленной трубы провод т при температуре ниже точки ACi5

5.Способ по пп. 1-4, отличающийс  тем, что первуюгор чую- прощивку и раскатку провод т и завершают при температуре не ниже

O точки Arj , а закалку провод т непоср .едствённо с температурой вьппе точки Аг .

6.Способ по пп. 1-5, отличающийс  тем, что нагревают заготовку, провод т первую гор чую

S прошивку и раскатку, охлаждают до температуры вьше, чем точка Аг, но ниже температуры, при которой начинаетс  рост зерна аустенита, провод т вторую гор чую щзокатку с показателем относи тельной деформации, меньшим 0,02, и немедленную закалку, начина  с температуры не ниже чем точка Аг . 7, Способ по пп. 1-6, .отличающийс  тем, что трубна  заготовка имеет состав, содержащий от 0,0003 до 0,0050% бора, причем после

О ,01 .01 -05 ,0t .OS .OB . 6

ригЛ первой гор чей прошивки и раскатки непосредственно повторно нагревают заготовки при 800-1100 С продолжительностью бол.ее 3 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I.Бернштейн М. Л. Термомеханическа  обработка металлов и сгшавов. М., Металлурги , 1968, с, 837.

О W tO ВО 8( WO Ш 1tO 1$B 180 100 ПО VtO 260 т 300

Фиг.З

4

M

:s e.