SU990836A1 - Способ изготовлени труб из низкоуглеродистой стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии, в частности к способам упрочн ющей обработки гор чедеформированных труб из низкоуглеродистой стали.

Известен способ механико-термической обработки низкоуглеродистой стали , включающий аустенизацию, ускоренное охлаждение до комнатной температуры , при которой производ т холодную деформацию на 5-40% с последующим отпуском при бОО-ТОО С длительностью 1 ч и охлаждением на воздуxeXl .

Недостатком известно го :способа  вл етс  невозможность его применени  дл  гор чедеформированных труб готового размера..

Известен способ изготовлени  упрочненных труб, включающий гор чую прокатку черновой трубы, закалку с использованием тепла прокатного нагрева, нагрев до температуры отпуска с последующей калибровкой или редуцированием 2 Т ,3 и 4 .

Известный способ, хот  и позвол ет получить на трубах из углеродистых сталей сочетание высоких прочност ных и пластических свойств, но требует дл  реализации создани  специального оборудовани .

Известен опособ изготовлени  труб из низкоуглеродистых сталей, включающий закалку черновой трубы с про-, катного нагрева, нагрев до температуры отпуска 500-650 С и деформацию со степенью 5-15% 53.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что он неприменим дл  труб готового размера.

Наиболее близким по технической сущности .к предлагаемому  вл етс  способ произвокства бесшовных стальных обсадных труб, включающий последовательное проведение гор чей деформации , холодной.деформации (степень деформсщии l-i5% ) и старение при 50-400 0 и правку циклическим знакопеременным изгибом с одновреманным вращением, который предлага- . етс  использовать в качестве упрочн ющей обработки С 6 .

недостатками известного способа  вл ютс  невозможность использовани  его дл  гор чекатанных труб готового размера, поскольку указанный дщапазон степеней деформации выходит за пределы минусовых допусков, возможность хрупкого разрущени  упрочнеиных труб выше комнатной температуры вследствие получени  соответствующих температур перехода в хрупкое состо ние, что в свою очередь  в л етс  следствием обработки согласно способу гор чедеформированной стали на деформационное старение, необхо ,дймость применени  специального дефо мирующего оборудовани  дл  осуществлени  холодной деформации, которое обычно не примен етс  при производст ве гор чедеформированных труб. , Целью изобретени   вл етс  повыше ние пластичности и в зкости при сохр нении прочностных свойств. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу, включающему гор чую деформацию, холодную дефор- мацию циклическим знакопеременным изгибом с одновременным вращением и отпуск в интервале температур, деформеадионного старени , после гор чей деформации трубы нагревают до температуры аустенизации и охлаждают со скоростью 20-80 град/с, а холодную деформацию циклическим знакопеременным изгибом с одновременным вращением осуществл ют за 40-70 циклов. Охлаждение из аустенитного состо  ни  со скоростью 20-80 град/с обеспе чивает распад аустенита в нижнем интервале температур перлитного превр щени . Происход щие при этом структу ные изменени  в совокупности с изме нени ми структуры на последующих ст ди х обработки, труб (холодна  дефор маци  путем циклического знакопеременного изгиба с одновременным вращением и стабилизирующий отпуск ) привод т к одновременному существен ному повышению прочности и ударной в зкости при сохранении высокой пла тичности. Оптимальна  скорость охлаждени  из аустенитной области зависит от содержани  углерода в стали и количества циклов знакопеременных изгибов с вращением при последующей деформации . С повышением содержани  углерода и увеличением числа указан ных циклов оптимальна  скорость охлаждени  снижаетс , например, при использовании минимальйЪго количест ва циклов (40) при деформации верхн   граница указанного оптимального интервала скоростей охлаждени  (80°С/с) соответствует стали с содержанием углерода около О,, 1%, а нижн   граница (20С/с) - сталис содержанием углерода около 0,3%. Ес ли количество циклов при деформации увеличиваетс  до 70, то оптимальна  скорость охлаждени  дл  стали типа 10 может быть снижена до 20 град/ Скорость, охлаждени  ниже оптимал ной (20 град/с) снижает прочность и в зкость, термическую стабильност получаемых свойств. Скорость охлаждени  выше оптимальной (80 град/с ) понижает пластичность и в зкость и повышает опасность короблени  труб при ускоренном охлаждении. Со структурной точки зрени  оптимальна  скорость охлаждени  обеспечивает измельчение ферритного зерна, диспергирование и равномерное распределение выделений цементит.а в объеме ферритного зерна и повышение плотности дислокаций и равномерное их распределение. Холодную деформацию осуществл ют путем правки по схеме: циклический знакопе.ременный изгиб с одновременным вращением в интервале 40-70 циклов . .Сумммарна  остаточна  деформаци  труб за указанное число циклов не должна быть более 0,8%, т.е. не превышать минусового допуска по диаметру и толщине стенки труб. Нижний предел указанного интервала циклов обусловлен тем, что только при использовании 40 и более циклов прочностные характеристики стали начинают достаточно заметно расти по сравнению с термически упрочненным состо нием. Использование более 70 циклов делает невозможным Применение предлагаемого способа дл  гор чекатаных труб на готовом размере, так как изменение геометрии труб начинает превышать соответствующий минусовой допуск, одновременно наблюдаетс  снижение пластичности и в зкости не сопровождающеес  сколь-нибудь заметным ростом прочностных характеристик , наконец увеличение числа циклов более 70 ведет к неоправданному увеличению длительности технологического процесса обработки труб. Использование вращени  при знакопеременном изгибе способствует более однородной деформации труб по ее длине , периметру и толщине стенки. Сочетание диспергировани  микроструктуры стали при описанной выше операции.ускоренного охлаждени  из аустенитной области с особенност ми деформации путем знакопеременного циклического изгиба с вращением, когда максимальный уровень напр жений остаетс  посто нным, приводит к постепенному залечиванию слабых участков структуры и, таким образом, к выравниванию дислокационной структуры по объему металла. Использование затем отпуска в интервале температур деформационного старений позвол ет дополнительно увеличить прочностные характеристики стали при получении высокой в зкости и сохранении высокой пластичности, что пр мо св зано с особенност ми дислокационной структуры, указанными выше. Формирование однородной дислокационной структуры по предлагаемому способу позвол ет также сохранить коррозионную стойкость на уровне неупрочненного состо ни , в то врем  Как обычные упрочн ющие обработки, например термическое упрочнение, как правило, уменьшают коррозионную стой кость упрочненной стали. Например, при испытании на атмосферную коррозию образцов, вырезанных из труб марки стали 10, были получены следующие значени  привеса массы образца (др/в- ), дл  нормализованных труб привес массы составл ет 24 г/м, дл  термоупрочненных труб - 45 г/м, дл  труб, упрочненных по предлагаемо му способу - 30 г/м. Дополнительным техническим преиму ществом предлагаемого способа  вл ет с , как показало п омьшшенное опробование , возможность осуществлени  его на имеющемс  технологическом обо рудовании, причем в качестве деформи рующих устройств могут быть успешно использованы правильные агрегаты. Таким образом, представл етс  возможность совместить операцию прав ки как по ее пр мому назначению, так и с целью получени  нового комплекса механических свойств гор чедеформированных труб на готовом размере. Способ осуществл етс  следующим образом. В производственных услови х провод т обработку по предлагаемому способу труб из стали 10 размером с 76. 3,5 мм на трубах, полученных методом гор чей деформации на стане 30-102- Трубы указанных размеров, длиной 10-12 м, подвергают термической обработке на секционной печи ско ростного нагрева с колесным рольгангом по технологии: нагрев до температуры аустенизации 940-960 0, охлаждение с помощью форсуночных вод ных спрейеров до комнатной температуры со скоростью 40-60 град/с. Термически упрочненные трубы транспортируют к правильному агрегату, на котором осуществл ют циклический знакопеременный и1ги6 с вращением в количестве 60 циклов. Необходимое количество циклов регулируют числом проходов через правильный агрегат, которое в данном случае соответствует двадцати проходам. Обработанные предлагаемом способом трубы подвергают отпуску при в течение 30 мин. Дл  сравнени  провод т обработку в лабораторных услови х патрубков, отобранных от указанных выше труб стали 10 по известному способу. Результаты механических испытаний сведены ъ таблицу. Как видно и таблицы, как известный , так и предлагаемый способ, приводит к заметному повышению прочностных характеристик (пределов текучести и прочности ),Однако трубы,обработанные по предлагаемс у способу, обладают более высокой пластичностью и, особенно, значительно более высокой ударной в зкостью, в том числе при пониженных температурах , что характеризует возможность использовани  повышенных прочностных характеристик в конструкци х без опасности их выхода, из стро  вследствие внезапного хрупкого разрушени  при напр жени х ниже предела текучести . Использование предлагаемого способа позвол ет снизить расход металла на изготовление труб снижени  расхода металла за счет применени  термически упрочненных труб меньшего диаметра и толщины стенки по сравнению с неупрочненными {гор чедеформированными ).

о го

о

го

о

IT

см

о

1Л

см

о г

о см

ё

о,

е-1

Claims (6)

1.Авторское свидетельство GCCP 645970, кл. С-21 D 1/78, 1976.,

2.Авторское свидетельство CdcP 179786, кл. С 21 D 9/08, 1966.

3. Сталь, 1974, 4, с.354-357.

4. Сталь,.1975, № 8, с.746-749.

5.Авторское свидетельство СССР № 767223, кл. С 21 О 9/08, 1978.

6.За вка Японии 53-114766, кл, С 2 С 23. 1978.