Способ изготовления профилей из низколегированных дисперсионнотвердеющих сталей

Способ изготовления профилей из низколегированных дисперсионнотвердеющих сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ДИСПЕРСИОННОТВЕРДЕКЩХ СТАЛЕЙ, преимущественно труб, включающий горячую прокатку на полосу или лист с окончанием прокатки вьппе Ас- , охлаждение, резку, формовку и сварку , отличающийся тем. что, с целью повьшения технологической пластичности заготовки и прочностных свойств готовой трубы, полосу или лист с температуры конца прокаткИзамедленно охлаждают до , а после формовки и сварки трубу нагревают до Ас, ЮО , выдерживают, прокатьшают путем редуцирования растяжением и охлаждают на воздухе. 2.. Способ по п. 1, о т л и ч ающи и с я тем, что замедленное охлаждение полосы осуществляют в смотанном рулоне. 3.Способ по п. 1, отлиi чающийся тем, что замедО ) ленное охлаждение листа осуществляс ют в печи. 4.Способ по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что в процессе охлаждения трубы на воздухе с температуры конца прокатки путем реоо ду1Ц1рования растяжением производят отпуск при 500-600°С. vl 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1087078

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 2858051/22-02 (22) 26.12.79 (3 1) P 900022.4 (32) 02. 01. 79 (33) ФРГ (46) 15.04.84. Бюл. N 14 (72) Хайнц Грос, Фридрих Райт, Фридхельм Ретцлафф, Карл Хайнц Шлуснус (ФРГ) (71) Хеш Верке АГ (ФРГ) (53) 621.785.79 (088.8) (56) 1. History and Theory Microalloying. 75, Mhastington, 1975, р. 163.

2. Авторское свидетельство СССР

У 449942, кл. С 21 D 9/08, 1973. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРОФИЛЕЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

ДИСПЕРСИОННОТВЕРДЕЮЩИХ СТАЛЕЙ,пре.— имущественно труб, включающий горячую прокатку на полосу или лист с окончанием прокатки вьппе Ar охлаждение, резку, формовку и сварку, отличающийся тем, g(y) С 21 D 1/78; С 21 D 9/08 что, с целью повьппения технологической пластичности заготовки и прочностных свойств готовой трубы, полосу или лист с температуры конца прокатки замедленно охпаждают до 400ОС, а после формовки и сварки трубу нагревают до Ас 100— о

150 С, выдерживают, прокатывают путем редуцирования растяжением и охлаждают на воздухе.

2.. Способ по и. 1 о т л и ч а ю шийся тем, что замедленное охлаждение полосы осуществляют в смотанном рулоне.

3. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что замедленное охлаждение листа осуществляют в лечи.

4. Способ по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в процессе охлаждения трубы на воздухе с температуры конца прокатки путем редуцирования растяжением производят отпуск при 500-600 С.

1087078

Изобретение относится к способу изготовления профилей, преимущественно труб, Профили с высокими прочностными характеристиками используются в тех случаях, когда необходимы строительные элементы высокой прочности при малой массе, например для деталей автомобилей, гидравлических цилиндров, стальных высотных сооружений, или когда при конструктивном ограничении размеров неизбежны высокие нагрузки, например трубы для буровой техники в нефтедобыщающей промышленности.

При изготовлении, например, горячекатаных бесшовных труб используются стали с повышенным (до 0,5X) содержанием углерода, а также другиии легирующими добавками, повышающими прочность. При изготовлении формуемых из полосового или листового материала свариваемых трубчатых профилей применение подобных сталей затруднено вследствие высокого сопротивления деформации и недостаточной свариваемости.

Ухудшения условий высокочастотной сварки можно избежать как за счет применения сталей, закаленных и отпущенных после горячей прокатки, TBK и за счет применения в отличие от нормализованных мелкозернистых конструкционных сталей с повышенными пределами текучести.

Такой материал обладает необходимой прочностью, однако не пригоден для холодной переработки в профили из-за высокого сопротивления деформации. На практике эти качества .о приводят при изготбвлении, например, сварных труб к ограничению предела текучести профилей до 500 МПа и предела прочности при растяжении до

650 МПа. В связи с этим трубы следует формовать, варить из полосоо, вого или листового материала мягких сортов с пределом текучести до

500 МПа, а при более высоких требованиях к пределу текучести улучшать йутем закалки и последующего отпуска.

Известен способ изготовления труб, включающий горячую прокатку заготовки из низколегированной дисперсионнотвердеющей стали по схеме контролируемой прокатки, после которой полосу с температуры конца прокатки 800 С ускоренно охлаждают до 620-560 Ñ, сматывают в рулон, в котором она замедленно охлаждается. Из полученной полосы формируют трубу и осуществляют ее сварку t.13.

Однако полученная полоса имеет повышенные прочностные свойства, что затрудняет процесс формообра.зования труб.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления труб из низколегированной дисперсионнотвердеющей стали, включающий горячую про- катку на полосу или лист с окончанием прокатки выше Аг„, охлаждение, резку, формовку, сварку и термическую обработку — двойную нормализацию или закалку с высоким отпуском (2).

Однако полоса-заготовка имеет низкую технологическую пластичность, ухудшающую резку, разделку кромок и формовку. Кроме того, необходимо проведение упрочняющей термической обработки.

Цель изобретения — повышение технологической пластичности заготовки и прочностных свойств готовой трубы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления профилей из низколегированных дисперсионнотвердеющих сталей, преимущест35 венно труб, включающему горячую прокатку на полосу или лист с окончанием прокатки выше А „, охлаждение, резку, формовку и сварку, полосу или лист с температуры конца прокатки

40 замедленно ода до 400ОС1 а после формовки и сварки трубу нагревают до Ас 100-150 С, выдерживают, Ь 4 прокатывают путем редуцирования растяжением и охлаждают на воздухе.

45 Замедленное охлаждение полосы осуществляют в смотанном рулоне.

Замедленное охлаждение листа осуществляют в печи.

В процессе охлаждения трубы на

50 воздухе с температуры конца прокатки путем редуцирования растяжением проо изводят отпуск при 500-600 С.

Способ осуществляется следующим образом.

55 Полоса или лист низколегированной дисперсионнотвердеющей стали после последнего прохода для старе ния замедленно охлаждается в горя1087078 чем состоянии с температуры конца прокатки выше 4г„до температуры около 400 С и в заключении охлаждао ется до комнатной температуры.

25

Соответствующее формирование структуры в листах достигается благодаря охлаждению в печи с температуры конца прокатки, вследствие чего предотвращаются излучение и конвекция.

Как для смотанной стальной полосы, так и для стального листа существенно, чтобы охлаждение до температуры

Полоса или лист перерабатываются холодным способом в трубу.

С целью растворения грубых выделений труба подвергается высокотемпературному нагреву с выдерж- 10 кой, прокатке путем редуцирования растяжением, охлаждению на воздухе с целью образования тонкодисперсных выделений карбидов, нитридов, карбонитридов.

Для изготовления труб используют низколегированную сталь следующего состава,Е:

Углерод О, 13-0 35

Кремний О, 1-0,8

Иарганец 0,9 — 1,7

Фосфор Не более 0,035

Сера Не более 0,035

Иедь Не более 0,7

Никель Не более 0,8

Азот Не более 0,02

Алюминий Не более 0,08

Ниобий и/или титан и/или ванадий 0,02-0,2

Железо и обычные примеси Остальное

Согласно предлагаемому способу вы- держивание в горячем состоянии с целью старения дисперсионнотвердеющей мелкозернистой стали, при котором не происходит измельчения зерна, осуществляется во время охлаждения с температуры выше At- предпочтительно о при 850-750 С, смотанной, в рулон стальной ленты.

Благодаря сравнительно высоким температурам полосы при смотке и последующему охлаждению только в результате естественного теплового 4 излучения рулона достигается замедленная скорость охлаждения, вследствие чего исключаются тонкодисперсионные выделения и достигаются коагулированные выделения. 50

400оС происходило замедленно, в то время как последующее охлаждение до комнатной температуры может осуществляться любым способом.

Благодаря достигаемому путем выдерживания в горячем состоянии низкому сопротивлению деформации стальной полосы или листа их можно легко перерабатывать холодным способом в трубу, т.е. резать, обрезать кромки, формовать, калибровать и сваривать.

Изготовленные трубы нагревают до температуры bc 100-150 С и выдер живают для растворения грубых выделений упрочняющих фаз, а затем прокатывают путем редуцирования растяжением на требуемый размер и охлаждают на воздухе.

Охлаждение на воздухе обеспечивает выделение нитридов карбидов или карбонитридов в тонкодисперсном виде, а следовательно, и повышение прочностных свойств готовых труб.

Трубы из сталей, в которых выделение дисперсных частиц упрочняющих фаз наиболее полно происходит при 500-б00 С, в процессе охлаждео ния на воздухе следует подвергать отпуску при указанных температурах.

Пример. Для изготовления труб используют сталь следующего химического состава, 7.: углерод

0,28, марганец 1,5, кремний 0,32, сера 0,015, фосфор 0,025, алюминий

0,03, ванадий О, 12, азот 0,015, железо и неизбежные примеси остальное.

После горячей прокатки в широкую полосу без промежуточного охлаждения после последнего прохода она наматывается при температуре около

750 С в рулон и охлаждается на спокойном воздухе до 400 С. о

При таком охлаждении рулона с температуры смотки до 400 С используется естественная способность рулона к аккумулированию тепла для старения, при котором происходит полное выделение и коагуляция карбидов, нитридов и карбонитридов. Дальнейшее охлаждение. до комнатной температуры производится любым способом. Полоса после полного охлаждения до комнатной температуры или после старения имеет предел текучести 455 ИПа и предел прочности при растяжении

650 ИПа.

1087078

Составитель А.Секей

Редактор Л.Веселовская Техред Т.Дубинчак Корректор C,låêìàð

Заказ 2289/54 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул, Проектная, 4

Горячекатаную широкую полосу режут на отдельные полосы, в случае необходимости обрезают кромку и подвергают вслед за этим холодной формовке. Затем при помощи высокочастотной сварочной машины сваривают в трубу диаметром 159 мм.

Эту трубу нагревают до температуры1030 С, выдерживают и прокатывают путем редуцирования растяжением до желаемого диаметра 60,3 мм.

Готовую трубу охлаждают на холодильнике до комнатной температуры.

Во время нагрева трубы на уровне температуры прокатки грубые карбиды, нитриды и карбонитриды в стали растворяются и во время охлаждения после прокатки и отпуска тонко диспергируется при одновременном образовании мелкого зерна.

Готовая труба имеет после такой обработки предел текучести 648 МПа и предел прочности при растяжении

845 МПа.