Способ изготовления профилей из низколегированных дисперсионнотвердеющих сталей Советский патент 1984 года по МПК C21D1/78 C21D9/08 

Изобретение относится к способу изготовления профилей, преимущественно труб. Профили с высокими прочностными характеристиками используются в те случаях, когда необходимы строительные элементы высокой прочности при малой массе, например, для дет лей автомобилей, гидравлических ци линдров, стальных высотных сооружений, или когда при конструктивном ограничении размеров неизбежны высо кие нагрузки, например трубы для буровой техники в нефтедобывающей промышленности. При изготовлении, например, горячекатаных бесшовных труб используются стали с повышенным (до 0,5%) содержанием углерода, а также другими легирующими добавками, повышаю 1Ц{ми 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 высокочастотно саарки можно избежать как за счет применения сталей, закаленных и отпущенных после горячей прокатки, так и за счет применения в отличие от нормализованных мелкозернистых конструкционных сталей с повышенными пределами текучести. Такой материал обладает необходи мой прочностью, однако не пригоден для холодной переработки в профили из-за высокого сопротивления деформации. На практике эти качества приводят при изготовлении, например сварных труб к ограничению предела текучести профилей до 500 МПа и пре дела прочности при растяжении до 650 МПа. В связи с этим трубы следует формовать, варить из полосового или листового материала мягких сортов с пределом текучести до 500 МПа, а при более высоких требованиях к пределу текучести улучшать путем 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 ускоренно охлалдают до 620-560 С, сматывают в рулон, в котором она замедленно охлаждается . Из полученной полосы формируют трубу и осуществляют ее сварку СП. 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 прокатку на полосу или лист с окончанием прокатки выше А , охлаждение, резку, формовку, сварку и термическую обработку - двойную нормализацию или закалку с высоким отпуском С. 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 с.войств готовой трубы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления профилей из низколегированных дисперсионнотвердекнвд1х сталей, преимущественно труб, включаклцему горячую прокатку на полосу или лист с окончанием прокатки выше Аг , охлаждение, резку, формовку и сварку, полосу или лист с температуры конца прокатки замедленно охлаждают до , а после формовки и сварки трубу нагревают до Acj 100-150 С, выдерживают, прокатывают путем редуцирования растяжением и охлаждают на воздухе. Замедленное охлаждение полосы осуществляют в смотанном рулоне. Замедленное охлаждение листа осу ществляют в печи. В процессе охлаждения трубы на воздухе с температуры конца прокатки путем редуцирования растяжением производят отпуск при 500-600 С, Способ осуществляется следующим образом. Полоса или лист низколегированной дисперсионнотвердекяцей стали после последнего прохода для старе ния замедленно охлаждается в горячем состоянии с температуры конца прокатки выше Аг до температуры около и в заключении охлажда ется до комнатной температуры. Полоса или лист перерабатываются холодным способом в трубу. С целью растворения грубых выделений труба подвергается высокотемпературному нагреву с выдержкой, прокатке путем редуцирования растяжением, охлаждению на воздухе с целью образования тонкодисперсных выделений карбидов, нитридов, карбонитридов. Для изготовления труб используют низколегированную сталь следующего состава,%: Углерод 0,13-0,35 Кремний 0,1-0,8 Марганец 0,9-1,7 Фосфор Не более 0,035 СераНе более 0,035 МедьНе более 0,7 Никель Не более 0,8 АзотНе 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 держивание в горячем состоянии с целью старения дисперсионнотвердею щей мелкозернистой стали, при кото ром не происходит измельчения зерн осуществляется во время охлаждения температуры вьше Ab-,j предпочтитель при 850-750 С, смотанной, в рулон стальной ленты. Благодаря сравнительно высоким температурам полосы при смотке и последующему охлаждению только в р зультате естественного теплового излучения рулона достигается замед ленная скорость охлаждения, вследс вие чего исключаются тонкодисперси онные вьщеления и достигаются коаг лированные выделения. Соответствующее формирование ст туры в листах достигается благодар охлаждению в печи с температуры ко ца прокатки, вследствие чего предотвращаются излучение и конвекция. Как для смотанной стсшьной полосы, так и для стального листа существе но, чтобы охлаждение до температур 400с происходило замедленно, в то время как Последующее охлаждение до комнатной температуры может осуществляться любым способом. Благодаря достигаемому путем выдерживания в горячем состоянии низкому сопротивлению деформахщи 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 ACj 100-150°С и вьщерживают для растворения грубых вьщелений упрочняющих фаз, а затем прокатывают путем редуцирования растяжением на требуемый размер и охлаждают на воздухе. Охлаждение на воздухе обеспечивает вьщеление нитридов карбидов или карбонитридов в тонкодисперсном виде, а следовательно, и повышение прочностных свойств готовых труб. Трубы из сталей, в которых вьщеление дисперсных частиц упрочняющих фаз наиболее полно происходит при 500-600с, в процессе охлаждения на воздухе следует подвергать отпуску при указанных температурах. Пример. Для изготовления труб используют сталь следующего химического состава, %: углерод 0,28, марганец 1,5, кремний 0,32, сера-0,015, фосфор 0,025, алюминий 0,03, ванадий 0,12, 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 750с в рулон и охлаждается на спокойном воздухе до 400 С. 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 Ша и предел прочности при растяжении 650 Ша.

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 температурыл/ЮЗО с, ввдерживают и прокатывают путем редухщроваиия растяжением до желаемого диаметра 60,3 мм. Готовую трубу охлаждают на холодильнике до комнатной температуры.

Во время нагрева трубы на уровне теготературы прокатки грубые карбиды, нитриды и карбонитридыв 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.

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