Влияние режимов термомеханической обработки на формирование ферритно-бейнитной микроструктуры и свойства рулонного проката из низколегированных трубных сталей

• Автор: Соя, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

1.1 Требования к рулонному прокату для газопроводных труб

1.1.1 Общие требования к сталям для труб большого диаметра

1.1.2 Особенности требований к рулонному прокату, определяемые с

учетом изготовления спиральношовных труб

1.2 Области применения рулонного проката для изготовления труб

большого диаметра

1.3 Понятие о термомеханической обработке низколегированных

1.4 Механизмы упрочнения низколегированной стали

1.5 Основные процессы структурообразования, происходящие в

стали в процессе ТМО

1.5.1 Рост зерна аустенита в стали при нагреве слябов под прокатку

1.5.2 Рекристаллизация горячедеформированного аустенита
1.5.3 Выделение частиц ,Ы в аустените под действием
деформации
1.5.4 Фазовое превращение аустенита
1.5.5 Выделение дисперсных частиц избыточных фаз карбонитридов
микролегирующих элементов при фазовом превращении иваБе
1.6 Развитие процесса ТМО применительно к производству
проката на НШС ГП
1.7 Металловедческие особенности формирования
микроструктуры в рулонном прокате при производстве на
НШС гп
1.7.1 Особенности композиции химического состава сталей для рулонного проката.
1.7.2 Использование повышенных температур нагрева слябов под прокатку
1.7.3 Особенности стратегии обжатий
1.7.4 Ускоренное охлаждение полосы на отводящем рольганге
1.7.5 Формирование окончательной микроструктуры проката в смотанном рулоне
1.8 Зависимость уровня механических свойств проката, производимого по технологии ТМО, от угла отбора проб относительно направления прокатки
1.9 Опыт производства рулонного проката класса прочности КК толщиной 8 мм по технологии ТМО на отечественных НШС ГП
1. Актуальные направления совершенствования технологии производства рулонного проката касса прочности К Х с повышенными требованиями по хладостойкости при ИПГ
Выводы по главе I
Глава II. Материалы и методы исследования
2.1 Материалы исследования
2.1.1 Химический состав исследованных сталей
2.1.2 Выплавка стали и термомеханическая обработка рулонного проката
2.2 Методы исследования
2.2.1 Исследование механических свойств
2.2.2 Методы исследования микроструктуры
2.2.3 Методика проведения лабораторного эксперимента
2.2.4 Исследование микроструктуры дилатометрических образцов
2.2.5 Исследование свариваемости
Глава III. Исследование влияния параметров ускоренного охлаждения полосы на формирование микроструктуры низколегированной стали Х при двухстадийной схеме охлаждения на отводящем рольганге НШС ГП
3.1 Выявление технологических параметров, определяющих процессы сгруктурообразования низколегированной стали на отводящем рольганге НШС ГП
3.2 Классификация продуктов промежуточного бейнитного превращения в исследованной стали
3.3 Определение типа микроструктуры, наличия и долей структурных составляющих в низколегированной стали после двухстадийного УО
3.4 Изучение морфологии составляющих микроструктуры стали Х методами электронной микроскопии
3.5 Анализ влияния технологических параметров двухстадийного У О полосы на отводящем рольганге НШС ГП на формирование микроструктуры стали типа Х
Выводы по главе III
Глава IV. Исследование влияния температуры начала прокатки в группе чистовых клетей НШС ГП на параметры микроструктуры и хладостойкость рулонной стали Х
4.1 Влияние параметров чистовой стадии КП на микроструктуру и хладостойкость рулонного проката
4.2 Изучение влияния температуры начала прокатки в группе чистовых клетей НШС ГП на механические свойства и микроструктуру стали Х
4.2.1 Характеристика объекта исследования
4.2.2 Определение механических свойств проката по длине полосы
4.2.3 Исследование микроструктуры стали при различных значениях температуры начала чистовой стадии КП
4.3 Анализ влияния температуры начала чистовой прокатки на 2 параметры микроструктуры и хладостойкость рулонной стали Х
Выводы по главе IV
Глава V Промышленное опробование производства рулонного
проката класса прочности К с гарантией уровня механических свойств на стане ОАО ММК
5.1 Разработка технологических параметров производства
рулонного проката класса прочности К Х толщиной
мм с гарантией механических свойств и хладостойкости из сталей с экономным легированием
5.2 Производство опытнопромышленной партии рулонного
проката толщиной ,3 и ,3 из стали Г2ФБЮ К с гарантией уровня механических свойств и хладостойкости при
ИПГ для прямошовных труб и 0 мм
5.3 Промышленное опробование производства рулонного проката
класса прочности К толщиной ,0 мм из сталей с различным уровнем легирования для труб, производимых сваркой ТВЧ
5.4 Исследование свариваемости сталей Г2НДБ и Г2ЩФБ
5.5 Выводы по главе V
Общие выводы
Список использованной литературы


Показано, что наличие, тип и доля продуктов бейнитного превращения определяется взаимным расположением температур завершения УО на первом участке охлаждения Т и начала бейнитного превращения Вб, зависящей от легирования стали. Условием формирования квазиполигонального и игольчатого феррита является Т Вб,. Температура конца УО на втором участке Тсм определяет тип и морфологию второй углеродсодержащей фазы. Понижение Тсм также способствует увеличению доли игольчатого феррита при режимах с Т Вбэ. Сталь Х характеризуется различными долями структурных составляющих в зависимости от уровня легирования, что показано на материале сталей Г2НДБ и Г2НДФБ. Тчп стана , которая обычно имеет высокие значения. ИГ Т и доли бейнитного феррита от Тнчп. Прокатка с Тнчп вблизи температуры торможения рекристаллизации Т5 или Тя вызывает разиозернистость матрицы стали и увеличение объемной доли продуктов бейнитного превращения реечной морфологии бейнитного феррита изза частичной рекристаллизации аустенита. Такая структура приводит к ухудшению ударной вязкости и свойств при ИПГ. Свойства рулонного проката могут быть улучшены путем увеличения содержания ниобия в стали и подстуживания подката. В пятой главе на основании полученных результатов исследований разработаны технологические рекомендации и представлены результаты производства опытнопромышленных партий рулонного проката класса прочности К толщиной до мм на стане ОАО ММК. Основные положения разработанной технологии предусматривают использование низкоуглеродистой стали типа Г2НДБ режимов ТМО на стане , предусматривающих получение мелкодисперсной ферритнобейнитиой микроструктуры, в том числе наиболее начало прокатки в группе чистовых клетей стана при Тнчп Тдя С и выполнение УО с интенсивным охлаждением на первой стадии и относительно низкой смоткой полосы в рулон. В рамках промышленного опробования произведены следующие виды рулонного проката класса прочности К с гарантией уровня механических свойств и улучшенной хладостойкостью прокат толщиной ,0 мм из стали Г2НДБ и Г2НДФБ для изготовления труб диаметром 0 мм, получаемых сваркой ТВЧ в ОАО Уральский трубный завод Уралтрубпром прокат толщиной ,3 и ,3 мм из стали Г2ФБЮ К для прямошовных труб диаметром мм в ОАО ЧТПЗ. Применение режимов интенсивного УО на стане ОАО ММК позволило обеспечить требуемые характеристики механических свойств рулонного проката благодаря формированию дисперсной ферритнобейнитной микроструктуры стали. Научная новизна. Выявлены закономерности структурообразования в трубной стали класса прочности К Х с добавками и Си при ускоренном охлаждении УО, выполняемом в две стадии с перегибом кривой охлаждения на отводящем рольганге непрерывного широкополосного стана. Показано, что температура конца УО на первой стадии Т1 в основном определяет тип и морфологию ферритной матрицы, а температура конца У О на второй стадии Тсм определяет тип и дисперсность углеродсодержащей фазы. Формирование игольчатого феррита ИФ со значительной объемной долей более обеспечивается при Т1 не выше температуры начааа бейнитного превращения Вз. Понижение Тсм в этом случае способствует увеличению объемной доли ИФ низкая Тсм не является достаточным условием для получения значительной доли ИФ, так как при высоких ТВзэ даже в комбинации с низкими Тсм образование ИФ происходит на заключительной стадии УО из локальных участков аустенита. Установлено, что структурными факторами, приводящими к снижению значений ударной вязкости и хладостойкости рулонного проката толщиной мм из стали Х являются наличие объемной доли продуктов бейнитного превращения реечной морфологии бейнитного феррита БФ, превышающей , а также разнозернистость матрицы из квазиполигонального и полигонального феррита с долей зерен размером крупнее мкм, превышающей . Показано, что причиной неоднородности микроструктуры и формирования областей БФ в границах бывших крупных зерен аустенита является наследование при фазовом превращении разнозернистости аустенита, возникающей вследствие частичной рекристаллизации аустенита при температуре начала прокатки в чистовой группе клетей стана ТНЧц вблизи температуры торможения рекристаллизации Тнчм Т.