Формирование комплекса повышенной прочности и хладостойкости низкоуглеродистых микролегированных трубных сталей при термомеханической прокатке

• Автор: Ильинский, Вячеслав Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ СТАЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА.

1.1 Требования нормативнотехнической документации к трубным сталям

1.2 Химический состав трубных сталей.

1.2.1 Влияние химического состава на комплекс свойств стали

1.2.2 Химический состав применяемых трубных сталей.

1.3 Структура и свойства трубных сталей

1.4 Формирование структуры в процессе горячей деформации.

1.5 Технология производства трубных сталей.

1.6 Постановка задач исследования
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Химический состав исследуемых сталей, выплавка и термомеханическая обработка листового проката.
2.2 Методика исследования
2.2.1 Механические испытания.
2.2.2 Металлографические и электронномикроскопические исследования образцов металла.
2.2.3 Исследование фазовых превращений.
2.2.4 Исследование свариваемости.
2.2.5 Исследование трещинностойкости.
2.2.6 Определение стойкости к сероводородному растрескиванию.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ
3.1 Влияние содержания углерода и ниобия на свойства и структуру стали.
3.2 Исследование кинетики превращения горячедеформированного аустенита опытных сталей и влияния продуктов промежуточного превращения на комплекс свойств трубных сталей
3.3 Влияние параметров прокатки, охлаждения и химического состава на свойства и структуру.
3.4 Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИЙ ЛЕГИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОКАТКИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СТАНАМ И ОАО СЕВЕРСТАЛЬ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНЫХ ПАРТИЙ ПРОКАТА С ПОВЫШЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ
4.1 Оценка состояния вопроса по производству проката для труб на станах и к моменту постановки работы, разработка подходов к получению
стали повышенной прочности и хладостойкости для различных условий деформации и охлаждения.
4.2 Разработка химического состава стали и опробование на стане .
4.2.1 Опытная прокатка и исследование сверхнизкоуглеродистой стали типа ХГ2НДБ
4.2.2 Опытная прокатка и исследование сталей типа ХГ2МНДФБ и Г2МНДБ
4.3 Промышленные эксперименты в условиях стана
4.4 Выводы по главе.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНЫХ СТАЛЕЙ И СОПОСТАВЛЕНИЕ С МЕТАЛЛОМ ТЕКУЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА
5.1 Исследование макроструктуры слябов
5.2 Исследование микроструктуры листов
5.3 Исследование и сопоставление комплекса механических свойств.
5.4 Оценка параметров сопротивления разрушению при статических испытаниях опытных и сравнительных трубных сталей
5.5 Исследование свариваемости опытных сталей.
5.6 Исследование сопротивления водородному растрескиванию и сероводородному растрескиванию под напряжением.
5.7 Выводы по главе.
6. ВНЕДРЕНИЕ СТАЛЕЙ С УЛУЧШЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ
6.1 Анализ влияния химического состава трубных сталей существующего сортамента на комплекс механических свойств проката на стане .
6.2 Внедрение сталей с улучшенным комплексом свойств на стане .
6.3 Предложения по модернизации химического состава при промышленном производстве на стане .
6.4 Внедрение сталей с улучшенным комплексом свойств на стане .
6.5 Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 8 ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Хулке ii , Германия за содействие в выполнении работы и ценные замечания по содержанию диссертации. На основе результатов исследования разработаны и внедрены в металлургическое производство стали с модифицированным химическим составом Г1СУ и ГСБ, новые стали Ь0МС, Х, Х, Х Г2НДМБ. Изготовлено более 0 тонн проката из которог о на ОАО ВМЗ, ОАО ЧТПЗ, и заводе компании еЬрип изготовлены трубы мм, которые, в том числе, были использованы в международном проекте Сахалин1. Требования к потребительским свойствам труб для газонсфтспроводов большого диаметра из года в год повышаются. Причиной является постоянное усложнение условий строительства и эксплуатации трубопроводов. С экономической точки зрения и безопасности трубопроводов требуется повышение прочностных и вязких характеристик, повышение толщины стенки трубы проекты подводных трубопроводов, точность геометрических размеров, хорошая свариваемость 1,2. Так же в настоящее время более востребована повышенная устойчивость к коррозии для того, цгобы безопасно и экономично транспортировать коррозионноактивные РЦБ и СО2 энергоносители Рис. Рис. К до К от А до Х в соответствии с АР 5ЦЗ. Мп V Т i . ГОСТ , 2, I 4 и т. Типичным примером требований являются ТУ 1 на прокат классов прочности КК и ХХ для электросварных труб на рабочее давление от 5,4 до 7,4 МПа. В соответствии с данными ТУ листы изготовляют из низколегированной стали, химический состав которой должен соответствовать 1. Сталь должна быть полностью раскисленной, прошедшей десульфурацию и продувку инертным газом. Допускается обработка кальцием или его сплавами. Углеродный эквивалент Сэ и параметр стойкости против растрескивания Рсм должны быть не более 0, и 0, соответственно. Рсм С 5В,
Листы поставляются в состоянии после контролируемой прокатки, контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением, после нормализации, нормализации с отпуском, закалки с отпуском. Механические свойства листов в состоянии поставки должны соответствовать требованиям, указанным в таблицах 1. Твердость листов должна бьпъ не более 0 V. Размер зерна стали должен быть не крупнее 9 номера по ГОСТ или 9 балла по 2. Каждый лист должен быть подвергнут ультразвуковому контролю. Ультразвуковой контроль производится по 2 для всей площади листа в соответствии с 3 классом по таблице 1 2, а по прикромочным зонам листов в соответствии с 2 классом по таблит це 2 2 По согласованию между заказчиком и изготовителем ультразвуковой контроль сплошности листа может производится в соответствии с классом 1 ГОСТ 7 7, . Анализ требований приведенных выше технических условий и подобных им 9 показывает, что современные требования к трубным сталям достаточно высоки и выполнение определенных характеристик является весьма сложной задачей, ввиду противоречия факторов их обеспечивающих. Так в работе показано, что достижение высокого уровня предела текучести при низком углеродном эквиваленте вступает в противоречие с обеспечением отношения предела текучести к временному сопротивлению разрыву не более 0,, благодаря тому что при контролируемой прокатке в силу известных причин п. Последние два фактора еще более осложняют ситуацию, ввиду того, что при использовании термомеханической прокатки, необходимо понижение как температуры окончания так и начала чистовой прокатки прокатка в уа области. Низкотемпературная прокатка, связанная с получением требуемого уровня прочностных свойств так же вступает в противоречие с требованиями по относительному удлинению и устойчивости к коррозионному воздействию НгБ ,,. Таблица 1. Примечания 1 Испытания на растяжение проводятся на поперечных образцах. Значения временного сопротивления в продольном направлении гарантируются в листах без проведения прямых испытаний и не должны отличаться более чем на 7 от значений в поперечном направлении. Таблица 1. К Г1СУ 0, 1, 0, 0,0 0,5 0,0, 0,,5 0. К Г2ФБ 0, 1,1, 0. Х 0, 1, 0, 0,6 0,0 0. Примечания. Массовая доля хрома, никеля и меди в стали не более 0, каждого, при этом юс суммарная массовая доля не должка превышать 0,. Массовая доля азота не более 0,0. Допускается массовая доля молибдена в стали не более 0,.