СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ МАРОК СТАЛИ И СПЛАВОВ Российский патент 2015 года по МПК C21D8/10 C21D9/08 C21D6/00 

Описание патента на изобретение RU2542151C2

Изобретение относится к металлургии легированных марок стали и сплавов и может быть использовано при изготовлении труб для энергетического машиностроения и оборудования АЭС. В качестве материала в таких случаях используется нержавеющая сталь типа 18-8 различных марок, например сталь марок 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т, рекомендованных для применения в промышленном оборудовании, работающем в коррозионно-активных средах в различных отраслях машиностроения. К механическим свойствам материала таких труб предъявляются требования при температурах дальнейшего изготовления деталей, узлов и эксплуатации, в частности пределу текучести при 350°C.

Известен способ производства, включающий выплавку стали, комплексное легирование стали молибденом, вольфрамом, медью и кобальтом, горячую деформацию, термическую обработку, холодную деформацию и окончательную термическую обработку. В данном способе, например, используется нержавеющая сталь, содержащая по массовой доле (%): углерод от 0,06 до 0,08; кремний от 0,6 до 0,8; марганец от 1,5 до 2,0; хром от 18,0 до 19,0; никель от 10,0 до 11,0; титан от 0,5 до 0,7; молибден от 0,1 до 0,3; вольфрам от 0,1 до 0,2; ванадий от 0,1 до 0,2; медь от 0,1 до 0,3; кобальт от 0,01 до 0,025; железо -остальное (Патент РФ №2035524, дата публикации 20.05.1995 г.). Однако повышение эксплуатационных свойств при температуре эксплуатации (350°C) за счет комплексного легирования приводит к существенному увеличению себестоимости производства продукции.

Наиболее близким аналогом является способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих марок сталей RU 2482197. Однако известные марки стали типа 18-8 после такой обработки не обеспечивают требуемый уровень механических и служебных свойств, в частности предел текучести, при температурах эксплуатации (350°C) и не отвечают требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам для коллекторов парогенераторов АЭС нового поколения.

Главной задачей настоящего изобретения является создание способа производства труб из аустенитной нержавеющей стали типа 18-8, обеспечивающей требуемые эксплуатационные свойства, в частности предел текучести, при температуре эксплуатации (350°C), а также технологичностью на стадии металлургического передела и стойкостью против коррозионного растрескивания в хлоридсодержащих средах.

Поставленные задачи решаются настоящим изобретением следующим образом. После горячей деформации трубы из аустенитной нержавеющей стали типа 18-8 подвергаются термической обработке в интервале температур от 450 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе, далее холодной прокатке и окончательной термической обработке в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе. При многопроходных вариантах изготовления между операциями холодной деформации термическая обработка либо не проводится, либо проводится в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе.

При первом нагреве в стали происходит выделение карбидов хрома Cr23C6, что приводит к повышению мартенситной точки и образованию дисперсных выделений мартенситной фазы при последующей холодной прокатке. Температура окончательного нагрева и скорость охлаждения после него обеспечивают распад мартенситной фазы и вместе с тем сохранение требуемого уровня упрочнения, достигнутого за счет холодной пластической деформации и повышения стойкости против коррозионного растрескивания.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известных тем, что после горячей деформации трубы из аустенитной нержавеющей стали типа 18-8 подвергаются термической обработке в интервале температур от 450 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе, далее одно- или многопроходной холодной прокатке и окончательной термической обработке в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе. При многопроходных вариантах изготовления между операциями холодной деформации термическая обработка либо не проводится, либо проводится в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе. В данном случае не требуется микролегировать сталь. А термическая обработка в рекомендуемых интервалах и сочетаниях с пластической деформацией в меньшей степени влияет на прочностные свойства, полученные при деформации. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что соответствует патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ был реализован на ОАО «ЧТПЗ». Термическая обработка горячекатаных труб-заготовок размером 470×47 мм проводилась в секционной печи при температуре 920±15°C в течение от 60 до 70 мин с охлаждением на воздухе. Прокат по маршруту 470×47→426×41 мм проводился на стане ХПТ 450, коэффициент вытяжки составил μ=1,26. Термообработка труб промежуточного размера 426×41 мм осуществлялась на индукционной установке при температуре 880±30°C с охлаждением в спрейере с расходом воды 120 м3/ч. Скорости движения труб составляла 0,1 м/мин. Далее на стане ХПТ 450 проводился прокат по маршруту 426×41→353×38 мм, коэффициент вытяжки составил μ=1,32. Трубы готового размера 353×38 мм подвергались окончательной термической обработке на индукционной установке при температуре 900±30°С с охлаждением в спрейере с расходом воды 120 м3/ч. Скорость движения труб составляла 0,1 м/мин. Сравнение механических свойств металла труб, изготовленных по ранее использовавшейся технологии и по новой технологии, приведено в таблице.

Использование предлагаемого способа прокатки позволило обеспечить требуемые значения предела текучести при 350°C при использовании нержавеющей стали без микролегирующих элементов.

Похожие патенты RU2542151C2

название год авторы номер документа
Толстый лист из дисперсионно-твердеющей стали для горячей штамповки и способ его получения 2017
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Мартынов Петр Геннадьевич
  • Сычев Олег Николаевич
  • Михеев Вячеслав Викторович
  • Сахаров Максим Сергеевич
  • Корчагин Андрей Михайлович
RU2649110C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ ТРУБ ИЗ АУСТЕНИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ ТИПА 08Х18Н10Т 2023
  • Аксенова Юлия Николаевна
  • Еремин Виктор Николаевич
  • Маковецкий Александр Николаевич
  • Юсупова Лиана Ильдаровна
  • Рушиц Сергей Вадимович
RU2809290C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ 2017
  • Полецков Павел Петрович
  • Гущина Марина Сергеевна
  • Алексеев Даниил Юрьевич
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Брайчев Евгений Викторович
  • Стеканов Павел Александрович
RU2696186C2
Конструкционная литейная и деформируемая микролегированная азотом аустенитная теплостойкая криогенная сталь с высокой удельной прочностью и способ ее обработки 2016
  • Филонов Михаил Рудольфович
  • Баженов Вячеслав Евгеньевич
  • Глебов Александр Георгиевич
  • Капуткина Людмила Михайловна
  • Капуткина Наталия Ефимовна
  • Капуткин Дмитрий Ефимович
  • Киндоп Владимир Эдельбертович
  • Свяжин Анатолий Григорьевич
  • Смарыгина Инга Владимировна
RU2652935C1
Способ производства бесшовных труб из нержавеющей стали мартенситного класса типа 13Cr 2020
  • Пумпянский Дмитрий Александрович
  • Чикалов Сергей Геннадьевич
  • Пышминцев Игорь Юрьевич
  • Четвериков Сергей Геннадьевич
  • Трутнев Николай Владимирович
  • Тумашев Сергей Владимирович
  • Красиков Андрей Владимирович
  • Буняшин Михаил Васильевич
  • Мякотина Ирина Васильевна
  • Чубуков Михаил Юрьевич
  • Ульянов Андрей Георгиевич
  • Лоханов Дмитрий Валериевич
  • Выдрин Александр Владимирович
RU2751069C1
СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2016
  • Беляков Андрей Николаевич
  • Кайбышев Рустам Оскарович
  • Янушкевич Жанна Чеславовна
  • Луговская Анастасия Сергеевна
RU2631068C1
Способ изготовления крупногабаритных заготовок из сталей 1981
  • Гаврилов Геннадий Николаевич
  • Астров Евгений Иванович
  • Кривов Николай Александрович
  • Григорьев Вячеслав Михайлович
  • Варганов Владимир Александрович
  • Вознесенская Наталья Михайловна
SU954449A1
Способ получения упрочненных заготовок крепежных изделий из нержавеющей аустенитной стали 2020
  • Панов Дмитрий Олегович
  • Наумов Станислав Валентинович
  • Перцев Алексей Сергеевич
  • Кудрявцев Егор Алексеевич
  • Симонов Юрий Николаевич
  • Салищев Геннадий Алексеевич
RU2749815C1
СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНОЙ ВЫСОКОМАРГАНЦЕВОЙ СТАЛИ 2015
  • Беляков Андрей Николаевич
  • Кайбышев Рустам Оскарович
  • Янушкевич Жанна Чеславовна
RU2618678C1
НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 2004
  • Пумпянский Дмитрий Александрович
  • Марченко Леонид Григорьевич
  • Столяров Владимир Иванович
  • Шлямнев Анатолий Петрович
  • Свистунова Тамара Васильевна
  • Ляльков Александр Григорьевич
  • Лубе Игорь Иванович
RU2276695C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ МАРОК СТАЛИ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении труб для энергетического машиностроения и оборудования АЭС. Способ производства металлопродукции из легированных марок стали, например нержавеющих и сплавов, включает выплавку стали, горячую деформацию, термическую обработку в интервале температур от 450 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе, холодную деформацию и термическую обработку в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе. Изобретение обеспечивает улучшение комплекса механических свойств металла продукции из легированных марок стали и сплавов, в частности увеличение предела текучести при 350°C. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 542 151 C2

1. Способ производства труб из аустенитной нержавеющей стали типа 18-8, включающий выплавку стали, горячую деформацию и холодную деформацию, термическую обработку, отличающийся тем, что после горячей деформации осуществляют термическую обработку в интервале температур от 450 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют многопроходную холодную деформацию с необязательной термической обработкой между проходами, при этом в случае проведения термической обработки её ведут в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после холодной деформации проводят окончательную термическую обработку в интервале температур от 750 до 950°C с последующим охлаждением в воде или на воздухе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2542151C2

СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ 2012
  • Беляков Андрей Николаевич
  • Шахова Ярослава Эдуардовна
  • Кайбышев Рустам Оскарович
RU2482197C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ ТРУБ 2011
  • Серебряков Андрей Васильевич
  • Чикалов Сергей Геннадьевич
  • Ладыгин Сергей Александрович
  • Прилуков Сергей Борисович
  • Бочкарева Лариса Валерьевна
  • Серебряков Александр Васильевич
  • Паршаков Станислав Иванович
RU2464326C1
Способ изготовления нагартованной ленты из аустенитной нержавеющей стали 1985
  • Никитин Вадим Павлович
  • Трусов Геннадий Евгеньевич
  • Шабуров Валентин Евгеньевич
  • Шлямнев Анатолий Петрович
  • Константинова Галина Сергеевна
SU1280031A1
US 3067072 A, 04.12.1961
JP 60165318 A, 09.02.1984

RU 2 542 151 C2

Авторы

Маковецкий Александр Николаевич

Аксенова Юлия Николаевна

Балдина Людмила Владимировна

Жидков Михаил Васильевич

Усанов Константин Александрович

Еремин Виктор Николаевич

Зайцев Владимир Валентинович

Даты

2015-02-20Публикация

2013-05-28Подача