Труба из коррозионно-стойкой мартенситной стали и способ ее изготовления
Патент 2323982
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
- C21D1/34 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)
- C21D9/08 - полых изделий или труб
Труба из коррозионно-стойкой мартенситной стали и способ ее изготовления
Иллюстрации
Изобретение относится к области металлургии, в частности трубе и способу ее изготовления. Для понижения относительного количества газовых раковин в окалине, сформированной на поверхности трубы, и повышения стойкости к атмосферной коррозии трубу получают из стали, содержащей, мас.%: С (0,15-0,22), Si (0,1-1,0), Mn (0,3-1,0), Cr (12,0-16,0), и она имеет относительное количество газовых раковин в соответствии с толщиной окалины на внешней поверхности стальной трубы, удовлетворяющее соотношению ≤-6,69×ln(ds)+40,83, где ds - толщина окалины (мкм), ln - натуральный логарифм. Способ изготовления трубы включает нагрев трубы продолжительностью 5-30 мин до температуры (Ас3+20)°С - 980°С в атмосфере, содержащей кислород в количестве 2,5 об.% или меньше и водяной пар в количестве 15,0 об.% или меньше, закалку нагретой трубы со скоростью охлаждения 1-40°С/сек от 980°С до точки А со скоростью охлаждения меньше, чем 1°С/сек, от точки А до точки В и со скоростью охлаждения 5-40°С/сек от точки В до температуры окружающей среды, где точка А лежит в интервале 680-350°С и точка В - 300-150°С, распыление воды под высоким давлением, 490 Н/мм2 или выше, на внешнюю поверхность стальной трубы в течение, по крайней мере, части продолжительности охлаждения от 900°С до точки А упомянутой закалки. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 10 ил.
Реферат
Текст описания приведен в факсимильном виде.
1. Труба из коррозионно-стойкой мартенситной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,15-0,22, кремний 0,1-1,0, марганец 0,30-1,00 и хром 12,00-16,00, имеет окалину на внешней поверхности толщиной 150 мкм или меньше и относительное количество газовых раковин (%), которое удовлетворяет следующему уравнению:
≤-6,69×ln(ds)+40,83,
где ds - толщина окалины (мкм),
ln - натуральный логарифм.
2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что сталь дополнительно содержит один или более элементов из группы алюминий 0,1 мас.% или меньше, никель 1,0 мас.% или меньше и медь 0,25 мас.% или меньше.
3. Труба из коррозионно-стойкой мартенситной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,15-0,22, кремний 0,1-1,0, марганец 0,30-1,00 и хром 12,00-16,00, имеет окалину на внешней поверхности толщиной 5-100 мкм и относительное количество газовых раковин (%), которое удовлетворяет следующему уравнению:
≤-5,20×ln(ds)+30,20,
где ds - толщина окалины (мкм),
ln - натуральный логарифм.
4. Труба по п.3, отличающаяся тем, что сталь дополнительно содержит один или более элементов, мас.%, из группы: алюминий 0,1 или меньше, никель 1,0 мас. или меньше и медь 0,25 или меньше.
5. Способ изготовления трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,15-0,22, кремний 0,1-1,0, марганец 0,30-1,00 и хром 12,00-16,00, или трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, дополнительно содержащей один или более элементов, мас.%, из группы: алюминий 0,1 или меньше, никель 1,0 или меньше и медь 0,25 или меньше, включающий нагрев трубы продолжительностью между 5 мин или больше и 30 мин или меньше при температуре (Аc3+20)°С или выше до 980°С в атмосфере, содержащей кислород в количестве 2,5 об.% или меньше и водяной пар в количестве 15,0 об.% или меньше, закалку нагретой трубы со скоростью охлаждения 1-40°С/с от 980°С до точки А, со скоростью охлаждения меньше чем 1°С/с от точки А до точки В и со скоростью охлаждения 5-40°С/с от точки В до температуры окружающей среды, где точка А лежит в интервале 680-350°С и точка В - 300-150°С, распыление воды под высоким давлением 490 Н/мм2 или выше на внешнюю поверхность стальной трубы в течение, по крайней мере, части продолжительности охлаждения от 900°С до точки А упомянутой закалки.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что после упомянутой закалки проводят отпуск при температуре 630°С или выше.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что проводят удаление окалины при температуре в интервале 700-250°С в процессе охлаждения при отпуске посредством щетки или дроби.
8. Способ изготовления трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,15-0,22, кремний 0,1-1,0, марганец 0,30-1,00 и хром 12,00-16,00, или трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, дополнительно содержащей один или более элементов, мас.%, из группы: алюминий 0,1 или меньше, никель 1,0 или меньше и медь 0,25 или меньше, включающий нагрев трубы продолжительностью между 5 мин или больше и 30 мин или меньше при температуре (Аc3+20°С) или выше до 980°С в атмосфере, содержащей кислород в количестве 1,5 об.% или меньше и водяной пар в количестве 3-10,0 об.% или меньше, закалку нагретой трубы со скоростью охлаждения 1-40°С/с от 980°С до точки А, со скоростью охлаждения меньше чем 1°С/с от точки А до точки В и со скоростью охлаждения 5-40°С/с от точки В до температуры окружающей среды, где точка А лежит в интервале 680-350°С, точка В в интервале 300-150°С, и распыление воды под высоким давлением 490 Н/мм2 или выше на внешнюю поверхность трубы в течение, по крайней мере, продолжительности охлаждения от 900°С до точки А упомянутой закалки.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что после закалки проводят отпуск при температуре 630°С или выше.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что проводят удаление окалины при температуре в интервале 700-250°С в процессе охлаждения после отпуска посредством щетки или дроби
11. Способ изготовления трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, включающий операции по пп.5, 6 или 8 и 9, а после отпуска на внешнюю поверхность трубы осуществляют подачу распыленной воды под высоким давлением 30 Н/мм2 или выше для получения трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали по пп.1, 2 или 3 и 4.
12. Система для изготовления трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,15-0,22, кремний 0,1-1,0, марганец 0,30-1,00 и хром 12,00-16,00, или трубы из коррозионно-стойкой мартенситной стали, дополнительно содержащей один или более элементов, мас.%, из группы: алюминий 0,1 или меньше, никель 1,0 или меньше и медь 0,25 или меньше, содержащая закалочную печь, установку для удаления окалины водой под высоким давлением, расположенную на стороне выхода упомянутой закалочной печи, устройство для охлаждения воздухом, расположенное на стороне выхода упомянутой установки для удаления окалины водой под высоким давлением, устройство охлаждения водой, расположенное на стороне выхода упомянутого устройства для охлаждения воздухом, и печь для отпуска.
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит термометры, расположенные, по крайней мере, между входной и выходной сторонами упомянутого устройства для охлаждения воздухом, между входной и выходной сторонами устройства для охлаждения водой или с входной стороны упомянутой печи для отпуска.
14. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит щеточное или дробеструйное устройство, расположенное на стороне выхода печи для отпуска.
15. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит устройство для распыления воды под высоким давлением на внешнюю поверхность трубы, расположенное на стороне выхода печи для отпуска.
16. Система по п.12 или 13, отличающаяся тем, что на стороне выхода печи для отпуска предусмотрено щеточное или дробеструйное устройство и расположенное далее устройство для распыления воды под высоким давлением.