Конструкционная сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных стальных бесшовных труб. Цель изобретения - улучшение технологичности и снижение себестоимости . Среднеуглеродистая низколегированная сталь содержит, мас.%: углерод 0,38-0,44; кремний 0,20-0,37; марганец 1,30-1,50; ванадий 0,06- 0,10; кальций 0,005-0,01; барий 0,003-0,006; церий 0,02-0,08; алюминий 0,015-0,035; железо - остальное . Сталь для получения обсадных труб, содержащая 0,08-0,10 мас.% ванадия и 0,025-0,035 мас.% алюминия, катается на трубопрокатном агрегате с температурой конца прокатки не ниже 750°С с последующим нагревом под нормализацию при 850-900°С и ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2-4 град/с, при этом обеспечивается получение труб группы прочности Л. Для получения высокопрочных насосно-компрессорных труб сталь, содержащая 0,06-0,075 мас.% ванадия и 0,015-0,020 мас.% алюминия, катается на трубопрокатном агрегате после предварительного охлаждения перед посадкой в подогревательную печь при температуре ниже 600 С. Повьпиение температуры конца прокатки вызывает увеличение прочностных свойств; затем проводится ускоренное воздушное охлаждение со скоростью 2-4 град/с после нагрева под нормализацию. При этом предлагаемая сталь имеет более низкую стоимость при высокой технологичности . 2 з.п. ф-лы, 5 табл. СО сх QD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11) 1190 А1 (51)4 С 22 С 38/12 С 21 D 9/08 ф 1Р pry g m g g

„13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы% i: lpga (54) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974728/23-02 (22) 31. 10.85 (46) 15.03.88. Бюл. В 10 (71) Руставский металлургический завод (72) Г. В. Кашакашвили, В, В.Мосиашвили, П.А.Церетели, В.H.Êîëàëåéøâèëè, Д.M.Харадзе, А.Н.Ломашвили, З.В.Копалейшвили, И.Г.Кашакашвили и В.Д.Гриви (53) 669. 15-194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 827581, кл. С 22 С 38/14, 1982 °

Авторское свидетельство СССР

В 331111, кл. С 27 С 38/12, 1969. (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных стальных бесшовных труб. Цель изобретения — улучшение технологичности и снижение себестоимости. Среднеуглеродистая низколегированная сталь содержит, мас.Х: углерод 0,38-0,44; кремний 0,20-0,37; марганец 1,30-1,50; ванадий 0,060,10; кальций 0,005-0,01 барий

О, 003-0, 006; церий О, 02-0, 08; алюминий О, 015-0, 035; железо — остальное. Сталь для получения обсадных труб, содержащая О, 08-0, 10 мас.7. ванадия и 0,025-0,035 мас.7 алюминия, катается на трубопрокатном агрегате с температурой конца прокатки не ниже 750 C с последующим нагревом под нормализацию при 850-900 С и ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2-4 град/с, при этом обеспечивается получение труб группы прочности Л. Для получения высокопрочных насосно-компрессорных труб сталь, содержащая 0,06-0,075 мас.Ж ванадия и 0,015-0,020 мас.7 алюминия, катается на трубопрокатном агрегате после предварительного охлаждения перед посадкой в подогревательную печь при температуре ниже 600 С. Повышение температуры конца прокатки вызывает увеличение прочностных свойств; затем проводится ускоренное воздушное охлаждение со скоростью 2-4 град/с после нагрева под нормализацию. При этом предлагаемая сталь имеет более низкую стоимость при высокой технологичности. 2 э.п. ф-лы, 5 табл.

1381190 сти стали.

В табл.1 приведены химические составы сталей.

Предлагаемую сталь выплавляют в мартеновской печи. После предвари15 тельного раскисле ния сталь выпускают.

Дораскисление и легирование производят в ковше ° Весь алюминий (в количестве 500-1000 г/т) присаживают в ковш раньше других элементов, а потом — другие раскислители и легирую20 щие элеме нты.

Алюминий в количестве 0,015-0,0357 улучшает показатели механических 25 свойств труб, позволяет регулировать процесс поломки трубной заготовки, при внесении 400-500 кг 453-ного феррованадия обеспечивает остаточное содержание ванадия 0,06-0,!7. 30

Кальций, улучшая макро- и микростроение слитка, блюма, трубной заготовки и труб, облегчает обработку резанием. Иодификаторы кальций и барий вводятся с помощью комплексного спла— ва И1КБ,7: Са 10; Ва 10; 11п 16; 8i 50;

Al 3; Fe — остальное, расход которого составляет 1 кг на тонну стали.

Барий с кальцием образуют непрерывный ряд твердьж растворов, что облегчает 40 усвоение кальция, кроме того, барий принимает активное участие в модифицировании матрицы.

Церий (в виде ферроцерия или металлического) в данной композиции 45 вводится для улучшения ударной вязкости и усиления наследственных эффектов пластической деформации при у. Ыпревращении и последующей термической обработке.

Для получения бесшовных труб сталь, содержащая, мас.7.: углерод 0,38-0,44; кремний О,?-0,37; марганец 1,30-1,50; ванадий 0,08-0,10; кальций 0,0050,01; барий 0,003-0,006; церий 0,020,08; алюминий 0,025-0,035; железоостальное, Këò;rется на трубопрокатном агрегате с т rrrrc ратурой концапрокатки не ниже 750 С с последующим

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочных стальных бесшовньж труб, В настоящее время нысокопрочные трубы категории Е и Л (по ГОСТ 632-80)

5 производят путем термической (закалка + отпуск) или термомеханической обработки (Т110).

Цель изобретения — улучшение тех10 нологичности и снижение себестоимо— нагревом под нормализацию при 850900 0 и ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2-4 град/с, при этом обеспечивается получение труб группы прочности Л.

Для получения высокопрочных (Л) насосно — компрессорных труб сталь, содержащая, мас.X: углерод 0,38-0,44; кремний 0,20-0,37; марганец 1,30-1,50; ванадий 0,06-0,075; кальций 0,0050,01; барий 0,003-0,006; церий 0,020,08; алюминий 0,015-0,020; железоостальное, катают на трубопрокатном агрегате "140" по стандартной технологии, с той лишь разницей, что до ,посадки в подогревательную печь трубы охлаждают ниже 600 С.

После нагрева в кольцевой печи трубные заготовки подаются на прошивной стан, потом на автоматстан, затем на раскатные станы, после чего по основной схеме трубы подаются на редукционный стан. Перед этим подстуженные трубы нагревают в подогревательной печи выше Ас (900 †10 С) .

В зависимости от толщины труб и от темпа прокатки температура труб до подогрева может быть выше или ниже

Ar, .Предлагается с использованием воздушного охлаждения, например с помощью аэраторов, трубы охлаждать ниже Аг

Нагрев для проведения горячей прокатки осуществляется с весьма высоких температур (1200-1300 C) поэтому структура, полученная после прокатки, грубая и из-за неравномерного охлаждения труб неравномерная.

Для исправления структуры проводят нормализацию (нагрев выше Ас и охлаждение на воздухе).

Промежуточное охлаждение ниже

Аг, и последующий нагрев Bbrrrre Ac является, другими словами, нормализацией "в потоке", оставшаяся СПД 307 сохраняет возможность проведения ТМО или контролируемой прокатки.

Химический состав по основным элементам предлагаемой стали подбирают таким образом, чтобы после прокатки на обжимных станах (1000 и

900) фазовые превращения осуществлялись диффузионным ме анизмом, чтобы прокатку проводить без замедленного охлаждения, а микролегирующими элементами максимально использовать наследственные эффекты горячей пластической деформации прп у о пре1381190 вращении и последуке(ей термической обработке.

Подобранный химический состав стали при оптимальном содержании микролегирующих элементов

7 Са + 7 Ва + 7 Се

7 Al 0,5 — 6 о

Предлагаемая сталь технологична при выплавке и после прокатки на станах "1000" и "900" не требует замедленного охлаждения.

Способы достижения высокопрочного состояния этой стали хорошо вписываются в существующие технологические схемы производства бесшовных труб, не требуется применения закалки и отпуска (или ВТМО).

50 обеспечивает максимальное использование наследственных эффектов горячей пластической деформации труб при «» превращении и при последующей термической обработке.

Незначительное различие в химических составах сталей, предназначенных для производства обсадных и насосно-компрессорных труб иэ предлагаемой стали обусловлено специфичностью производства труб на трубопрокатных 20 агрегатах "400" и "140" (например, степень пластической деформации на

t l 11 агрегате 400 постепенно уменьшается и на калибровочном стане состав ляет менее 107, тогда как на arpera- 25 те "140" сохраняется воэможность про— ведения ТИО или контролируемой прокатки) .

Регламентирование температуры конца прокатки труб („,„ прокатки 30 750 С) на стане "400" основывается на оригинальных данных, полученных на предлагаемой стали в лабораторных условиях при изучении контролируемой прокатки.

Предлагаемая сталь и методы ее обработки обеспечивают получение высокопрочных бесшовных обсадных (табл.2) и насосно-компрессорных (табл„З) труб, кроме того, она может служить как конструкционный материал, например, после улучшения.

В табл.4 приводятся химические составы и данные по технологичности труб из предлагаемой и известной сталей.

Выход труб второго сорта из предлагаемой стали составляет менее 57., а из известной стали — приблизительно 107

Разница в стоимостях раскисления известной и предлагаемой стали по пределам марочных составов приведена в табл. 5, Иэ табл,5 Випно> что раскисление предлагаемой стали обходится дешевле известной, вариант для обсадных труб дешевле на 7,29 руб., а вариант насосно-компрессорных труб дешевле на 11 75 руб.

Пэ изложенного следует, что предлагаемая сталь дешевле и технологичнее известной.

Формула изобретения

1 ° Конструкционная сталь, содержащая углерод, кремиий, марганец, ванадий и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения технологичности и снижения себестоимости, она дополнительно содержит кальций, барий, церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас .7,:

Углерод 0,38-0,44

Кремний 0,20-0,37

Иарганец 1, 30-1, 50

Ва надий О, 06-0, 10

Кальций 0 005-0,01

Барий 0,003-0,006

Цернй 0102=0э08

Алюминий 0,015-0,035

Железо Остальное

2. Сталь по п.1, преимущественно для обсадных труб, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что содержит 0,08-0,10 мас ° 7. ванадия и 0,025-0,035 мас.X алюминия.

3. Сталь по п. 1, преимущественно для насосно-компрессорных труб, î F л ич а ю щ а я с я тем, что содержит

0,06-0,075 мас.Х ванадия и 0,0150,020 мас.Х алюминия.

1381190

Ю о х

«4

E () «ч а ф о о о а ° а о о о

CV о л

О и ф о о л а о о

I V

« ) о о« а ь О о ь л о

1 I и

О

Ю л о о

I I а3 1 о и I

«Г\ сч ««« ) о о о л а л о о о

«л

Ю л

О л о а о о

«Ч

О л

CD! л! I

«Г«

«« о л а о о о л о

1 I л о о л л о о л л о л о л О

О л о ф О1 о о л л л о о о О

Ю л о ь л о о сч е с о л у!

О л е со л

CV C4 «л« л л л о о о

««

««О

«Ч л

I CD

3 ь л О а A

О л

« \ л о

«D

«Ч

° \

CD ф

/VS л о ф

Ф л л о о

4 IO

C«I О

I I

Г 1 л

« Ъ « О о о о о о о л а л о о о

«« л о о о о о л O л

CD О О

CO ф C0 °

« 1 О «") ф

° \ л л л л л о о о о о о л

Ю

«D а о и л ь о а ь о

М О ОЦ

1 !й

1381190

Таблица 2

Плавка

Показатели механических свойств

6,кг/мм 6,,кгlмм d,7 ч,7 ) а „,кгм/см

Предлагаемая

67

20

85

18

15

96

16

Таблица 3

Плавка а „,кгм/см 1

Предлагаемая 1

61

80

56

92

71

104

55 9

20

Таблица 4 мас.7

10, 24

Предлагаемая

0,5

1,39

3,2

4,89

П р и м е ч а н и е. Содержание алюминия, кальция, бария и церия в плавках предлагаемой стали находится на среднем уровне марочного состава. ь,кг/мм 4,кг/мм d,7 v,X

Плавка Содержание элементов

С Si Mn S P Ч Nb

Известная 0,28 0,40 1,30 0,025 0,020 0,06 0,05

1 Оэ38 Ою20 1э30 Оэ030 Оэ020 Оэ08

2 0 41 Оэ29 1э40 Оэ028 Ое020 Оэ09

3 0,44 0,37 1,50 0,030 0,030 0,10

4 0,44 0,37 1,50 0,031 0,026 0,08

Выход труб

П сорта,7

1381190

Та бли ца 5

Тип Раэница в стоимостях раскисления по пределам, ста- руб на нимальный Средний

"400" 8,57-14,05 = 23,20 — 21,44 = 39,88 — 25,87 = — 8,48 1,76 14,01

7,29

"140" 8,57-! 5,04 = 23,20-20,40 = 39,88 - 24,45 — 6,48 2,80 15, 43

11, 75

Составитель С.Деркачева

Техред И.Попович Корректор JI.!Iàòàé

Редактор М.Петрова

Закаэ 1167/29

Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,,ужгород, ул.Проектная, 4