RU2569619C1 - Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant - Google Patents
Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569619C1 RU2569619C1 RU2014120808/02A RU2014120808A RU2569619C1 RU 2569619 C1 RU2569619 C1 RU 2569619C1 RU 2014120808/02 A RU2014120808/02 A RU 2014120808/02A RU 2014120808 A RU2014120808 A RU 2014120808A RU 2569619 C1 RU2569619 C1 RU 2569619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- max
- steel
- carbon
- vanadium
- manganese
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 67
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 11
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- -1 stibium Chemical compound 0.000 abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);sulfide Chemical class [S-2].[Mn+2] VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 208000002352 blister Diseases 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N iron phosphide Chemical compound P.[Fe].[Fe].[Fe] VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству термически обработанного листового проката из штрипсовых сталей, предназначенных для изготовления электросварных нефтегазопроводных труб и переходных деталей трубопроводов, используемых в условиях пониженных температур для транспортировки агрессивных сред, содержащих повышенную концентрацию сероводорода, большую долю водной составляющей и взвесей.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of heat-treated sheet metal from strip steels intended for the manufacture of electric-welded oil and gas pipes and transitional parts of pipelines used at low temperatures for the transportation of aggressive media containing an increased concentration of hydrogen sulfide, a large proportion of the aqueous component and suspensions.
Для изготовления вышеуказанного сортамента используют горячекатаные листы толщиной 10-30 мм из низколегированной свариваемой стали повышенной хладостойкости и коррозионной стойкости.For the manufacture of the aforementioned assortment, hot-rolled sheets of a thickness of 10-30 mm from low alloy welded steel of high cold resistance and corrosion resistance are used.
Известен способ производства листового проката, включающий выплавку низкоуглеродистой низколегированной стали, получение заготовки, предварительную и окончательную деформацию в реверсивном режиме, контролируемое охлаждение проката, отпуск и окончательное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, при этом контролируемое охлаждение проката осуществляют с температуры конца деформации, находящейся в интервале 820-830°C, до температуры 585-615°C со скоростью не более 20°C/сек, а отпуск проводят при температуре Ас1+(10÷30)°C с выдержкой 2,0-4,0 мин/мм толщины, а сталь выплавляют содержащей ванадий не более 0,15 мас. % (патент РФ №2479637, C21D 9/46, 2013).A known method for the production of sheet metal, including the smelting of low-carbon low-alloy steel, obtaining billets, preliminary and final deformation in reverse mode, controlled cooling of the rolled products, tempering and final cooling in air to ambient temperature, while controlled cooling of the rolled products is carried out from the temperature of the end of deformation located in the range 820-830 ° C, to 585-615 ° C temperature at a rate not exceeding 20 ° C / sec, and the rental is carried out at a temperature of Ac 1 + (10 ÷ 30) ° C with extracts 2,0-4,0 min / mm thickness and smelted steel containing vanadium not more than 0.15 wt. % (RF patent No. 2479637, C21D 9/46, 2013).
Недостаток известного способа состоит в том, что в прокате гарантируется выполнение прочностных характеристик, а отсутствие требований по чистоте стали и минимальной полосчатости не позволяет обеспечить высокую и стабильную стойкость к сероводородному растрескиванию, а значит использовать изготовленную из нее трубу для транспортировки нефти и нефтепродуктов.The disadvantage of this method is that the rental is guaranteed to fulfill the strength characteristics, and the lack of requirements for the purity of steel and minimal banding does not allow for a high and stable resistance to hydrogen sulfide cracking, and therefore use the pipe made from it for transporting oil and oil products.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является способ производства листового проката, включающий выплавку низкоуглеродистой низколегированной стали, получение заготовки, предварительную и окончательную деформации в реверсивном режиме, контролируемое охлаждение проката, отпуск и окончательное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, при этом контролируемое охлаждение проката осуществляют с температуры конца деформации, находящейся в интервале (Ас3+20)÷(Ас3+40)°C, до температуры 530-570°C со скоростью 30-40°C/сек, а отпуск проводят при температуре 665-695°C с выдержкой 0,2-4,0 мин/мм, а сталь выплавляют следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас. %: углерод 0,07-0,15; кремний 0,50-0,70; марганец 0,50-0,70; ванадий 0,04-0,12; хром не более 0,70; молибден не более 0,25; ниобий не более 0,08; никель не более 0,30; титан не более 0,03; алюминий 0,02-0,05; сера не более 0,005; фосфор не более 0,015; железо и неизбежные примеси - остальное (патент РФ №2430978, C21D 9/46, 2011).The closest set of essential features to the claimed invention is a method for the production of sheet metal, including the smelting of low-carbon low-alloy steel, preparation of billets, preliminary and final deformation in reverse mode, controlled cooling of the rolled products, tempering and final cooling in air to ambient temperature, while being controlled rolled cooling is performed from the end of the deformation temperature in the range of (Ac 3 +20) ÷ (Ac 3 +40) ° C, until evap 530-570 ° C at a speed of 30-40 ° C / sec, and tempering is carried out at a temperature of 665-695 ° C with a shutter speed of 0.2-4.0 min / mm, and the steel is smelted of the following chemical composition with a ratio of ingredients, wt . %: carbon 0.07-0.15; silicon 0.50-0.70; manganese 0.50-0.70; vanadium 0.04-0.12; chrome no more than 0.70; molybdenum not more than 0.25; niobium not more than 0.08; nickel not more than 0.30; titanium not more than 0.03; aluminum 0.02-0.05; sulfur not more than 0.005; phosphorus no more than 0.015; iron and unavoidable impurities - the rest (RF patent No. 2430978, C21D 9/46, 2011).
Недостаток известного способа состоит в том, что в прокате гарантируется выполнение прочностных характеристик, а отсутствие требований по чистоте стали и минимальной полосчатости не позволяет обеспечить высокую и стабильную стойкость к сероводородному растрескиванию, а значит использовать изготовленную из нее трубу для транспортировки нефти и нефтепродуктов.The disadvantage of this method is that the rental is guaranteed to fulfill the strength characteristics, and the lack of requirements for the purity of steel and minimal banding does not allow for high and stable resistance to hydrogen sulfide cracking, and therefore use the pipe made from it for transporting oil and oil products.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является производство листового проката из низколегированной низкоуглеродистой стали для изготовления магистральных труб, стойких к развитию коррозионных процессов, в том числе в агрессивных средах, и эксплуатируемых при температурах до -50°C.The problem to which the claimed invention is directed, is the production of sheet metal from low alloy low carbon steel for the manufacture of main pipes that are resistant to the development of corrosion processes, including in aggressive environments, and operated at temperatures up to -50 ° C.
Технический результат достигается тем, что в способе производства низкопегированной хладостойкой коррозионно-стойкой свариваемой стали, включающем выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, нагрев слябов и горячую прокатку, согласно изобретению выплавляют сталь следующего химического состава, мас. %: углерод - 0,06-0,12, марганец - 0,30-0,60, кремний - 0,15-0,60, азот - не более 0,008, алюминий - 0,02-0,05, хром - не более 1,0, никель - не более 0,30, молибден - 0,08-0,20, ванадий - 0,04-0,10, кальций - 0,001-0,006, медь - не более 0,30, титан - не более 0,03, ниобий - не более 0,04, сера - не более 0,003, фосфор - не более 0,012, бор - не более 0,0005, железо - остальное, при этомThe technical result is achieved by the fact that in the method for the production of low-peeled cold-resistant corrosion-resistant welded steel, including steel smelting, continuous casting into slabs, heating slabs and hot rolling, according to the invention, steel of the following chemical composition is melted, wt. %: carbon - 0.06-0.12, manganese - 0.30-0.60, silicon - 0.15-0.60, nitrogen - not more than 0.008, aluminum - 0.02-0.05, chromium - not more than 1.0, nickel - not more than 0.30, molybdenum - 0.08-0.20, vanadium - 0.04-0.10, calcium - 0.001-0.006, copper - not more than 0.30, titanium - not more than 0.03, niobium - not more than 0.04, sulfur - not more than 0.003, phosphorus - not more than 0.012, boron - not more than 0.0005, iron - the rest, while
Сэ=C+Mn/6+(Cr+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43%,Ce = C + Mn / 6 + (Cr + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43%,
Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Si/30+Ni/60+V/10+Mo/15+5B≤0,26%, V+Nb+Ti≤0,15%, где Сэ - углеродный эквивалент, %; С, Mn, Cr, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, Mo, В - содержание в стали углерода, марганца, хрома, ванадия, ниобия, титана, никеля, меди, кремния, молибдена, бора, в мас. %, Pcm - коэффициент трещиностойкости, %, при этом сталь после выплавки подвергают внепечной обработке и вакуумированию для обеспечения массовой доли водорода и кислорода не более 2 и 25 ppm соответственно, балла неметаллических включений не более 2,5 по среднему и не более 3,0 по максимальному значению, а суммарное содержание мышьяка, свинца, цинка, олова, сурьмы, висмута - не более 0,020%, листовой прокат после прокатки и охлаждения подвергают дополнительному нагреву под закалку до температуры Ас3+(Ас3+50)°C и отпуску, температуру которого назначают в зависимости от толщины проката в интервале 680÷730°C, при этом в прокате обеспечивают полосчатость не более 2 балла.Pcm = C + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + V / 10 + Mo / 15 + 5B≤0.26%, V + Nb + Ti≤0.15%, where Се - carbon equivalent,%; C, Mn, Cr, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, Mo, B — carbon, manganese, chromium, vanadium, niobium, titanium, nickel, copper, silicon, molybdenum, boron content in wt. %, Pcm - crack resistance coefficient,%, while the steel after smelting is subjected to out-of-furnace treatment and evacuation to ensure a mass fraction of hydrogen and oxygen of not more than 2 and 25 ppm, respectively, the score of non-metallic inclusions is not more than 2.5 in average and not more than 3.0 by the maximum value, and the total content of arsenic, lead, zinc, tin, antimony, bismuth is not more than 0.020%, the sheet metal after rolling and cooling is subjected to additional heating for hardening to a temperature of Ac 3 + (Ac 3 +50) ° C and tempering whose temperature is prescribed in depending on the thickness of the rolled products in the range of 680 ÷ 730 ° C, while the rolled products provide banding no more than 2 points.
Сущность изобретения состоит в следующем. На механические свойства, хладостойкость, свариваемость и повышенную коррозионную стойкость горячекатаного проката влияют как режимы прокатки, термообработки, химический состав, так и чистота стали по неметаллическим включениям, сере, фосфору, газам и легкоплавким соединениям.The invention consists in the following. The mechanical properties, cold resistance, weldability and increased corrosion resistance of hot-rolled steel are affected by both the rolling, heat treatment, chemical composition and the purity of steel by non-metallic inclusions, sulfur, phosphorus, gases and low-melting compounds.
В предложенном способе производства чистоту по вредным примесям, неметаллическим включениям и газам обеспечивают способом выплавки, внепечной обработки, вакуумированием и разливкой стали.In the proposed production method, the purity of harmful impurities, non-metallic inclusions and gases is provided by the method of smelting, after-treatment, vacuumization and casting of steel.
Удаление из металла водорода необходимо для устранения такого вида разрушения стали, как растрескивание стали, инициированное водородом (HIC). Водородное растрескивание HIC проявляется в виде внутреннего трещинообразования, образования вздутий в отсутствие внешней нагрузки, наличие которой при производстве трубы или эксплуатации трубопровода является неотъемлемой частью его эксплуатации. В объеме металла водород заполняет «ловушки» - области, в которых атомы водорода обладают пониженной свободной энергией - это атомы замещения, внедрения, скопления дислокаций, межфазные и межзеренные границы, несовершенства структуры, объем пор и микронесплошностей. Ловушки, обладающие высокой энергией связи с атомами водорода, захватывают их в большом количестве, на них водород переходит в молекулярную форму, тем самым создавая внутреннее давление газа. В итоге возникает зародыш трещины, окруженный сильными полями напряжения, в эти области из твердого раствора или из слабых ловушек диффундирует водород. Формируется область молекулярного водорода высокого давления, что приводит к дальнейшему развитию трещины, поэтому остаточное его количество после операции вакуумирования ограничено значением - не более 2 ppm.The removal of hydrogen from the metal is necessary to eliminate this type of steel failure, such as hydrogen-initiated cracking of steel (HIC). Hydrogen cracking HIC manifests itself in the form of internal cracking, the formation of blisters in the absence of an external load, the presence of which during pipe production or pipeline operation is an integral part of its operation. In the volume of the metal, hydrogen fills the "traps" - areas in which hydrogen atoms have a reduced free energy - these are atoms of substitution, interstitial, accumulation of dislocations, interphase and grain boundaries, structural imperfections, pore volume and micro-discontinuities. Traps that have high binding energy with hydrogen atoms capture them in large quantities; on them, hydrogen goes into molecular form, thereby creating internal gas pressure. As a result, a crack nucleus appears, surrounded by strong stress fields, hydrogen diffuses from these solid solutions or from weak traps. A region of high-pressure molecular hydrogen is formed, which leads to further development of the crack; therefore, its residual amount after the evacuation operation is limited to a value of not more than 2 ppm.
Ограничение массовой доли кислорода не более 25 ppm обусловлено минимизацией его негативного влияния на конечные свойства стали по причине формирования обширной группы неметаллических включений, балльность которых также подлежит нормированию. Наибольшую опасность представляют скопления плоских и вытянутых сульфидов марганца и оксидов. Для модификации неметаллических включений сталь обрабатывают редкоземельными металлами, например церием и/или силикокальцием.The limitation of the mass fraction of oxygen not more than 25 ppm is due to the minimization of its negative effect on the final properties of steel due to the formation of an extensive group of nonmetallic inclusions, the scoring of which is also subject to normalization. The greatest danger is accumulations of flat and elongated manganese sulfides and oxides. To modify non-metallic inclusions, steel is treated with rare-earth metals, for example, cerium and / or silicocalcium.
Помимо загрязненности неметаллическими влючениями, негативное влияние на стойкость к водородному растрескиванию и сероводородной коррозии оказывает загрязненность стали примесными элементами цветных металлов. Установлено, что большая часть отказов вследствие стресс-коррозии имела место на трубах, изготовленных из листа повышенной загрязненности цветными металлами (Sb, Sn, Pb, Zn и др.). Влияние примесных элементов на стойкость трубных сталей реализуется двумя путями. Во-первых, некоторые примеси образуют в феррите сегрегации, которые чаще всего располагаются на границах зерен. Во-вторых, возможно возникновение внутризеренных концентрационных неоднородностей. Такие концентрационные неоднородности вызывают локальные изменения скорости коррозионного воздействия. Примесные элементы могут оказывать косвенное влияние на стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением посредством изменений характеристик ударной вязкости и пластичности феррита. Суммарное содержаниеIn addition to contamination by non-metallic inclusions, the contamination of steel by impurity elements of non-ferrous metals has a negative effect on the resistance to hydrogen cracking and hydrogen sulfide corrosion. It was established that the majority of failures due to stress corrosion occurred on pipes made of a sheet of increased contamination with non-ferrous metals (Sb, Sn, Pb, Zn, etc.). The effect of impurity elements on the resistance of pipe steels is realized in two ways. First, some impurities form segregations in ferrite, which are most often located at grain boundaries. Secondly, intragranular concentration inhomogeneities may occur. Such concentration inhomogeneities cause local changes in the corrosion rate. Impurity elements can have an indirect effect on the resistance of steel to stress corrosion cracking by changing the characteristics of toughness and ductility of ferrite. Total content
мышьяка, свинца, цинка, олова, сурьмы и висмута не более 0,020% достигается за счет применения чистой шихты при выплавке стали.arsenic, lead, zinc, tin, antimony and bismuth no more than 0,020% is achieved through the use of pure charge in the smelting of steel.
Важным фактором обеспечения коррозионной стойкости является состояние поставки металлопроката и соответственно обеспечиваемый ей тип микроструктуры. При выраженной структурной неоднородности проката от поверхности к середине по толщине может наблюдаться ряд структур с разной стойкостью к коррозии, в т.ч. не благоприятных.An important factor in ensuring corrosion resistance is the state of supply of rolled metal and, accordingly, the type of microstructure provided to it. With a pronounced structural heterogeneity of the rolled product from the surface to the middle of the thickness, a number of structures with different resistance to corrosion can be observed, including not favorable.
Известно, что термомеханические методы, используемые для повышения механических свойств труб, приводят к увеличению числа дефектов и уровня остаточных напряжений, снижающих стойкость труб в условиях одновременного воздействия действительных растягивающих напряжений и коррозионных факторов. Действенным способом предупреждения локально расположенных разрушений становится отказ от использования термомеханически упрочненных труб в пользу использования труб из тех же сталей в нормализованном или термоулучшенном состоянии. С точки зрения обеспечения необходимой прочности и хладостойкости, а также минимизации процессов локальной коррозии предпочтительным является применение термоулучшения по сравнению с нормализацией, т.к. локализация коррозионного процесса возрастает с огрублением колоний перлитной фазы за счет увеличения скорости ее вытравливания, что способствует образованию коррозионно-опасных щелей. Применение ускоренного последеформационного охлаждения также предотвращает появление полосчатой феррито-перлитной структуры, однако термоулучшение с отдельного нагрева (закалка + отпуск) является наиболее предпочтительным, т.к. способствует получению максимально однородной структуры как по толщине, так и по площади проката за счет фазовой перекристаллизации.It is known that thermomechanical methods used to increase the mechanical properties of pipes lead to an increase in the number of defects and the level of residual stresses that reduce the resistance of pipes under conditions of simultaneous exposure to actual tensile stresses and corrosion factors. An effective way to prevent locally located damage is to refuse to use thermomechanically hardened pipes in favor of using pipes of the same steels in a normalized or thermally improved condition. From the point of view of providing the necessary strength and cold resistance, as well as minimizing the processes of local corrosion, it is preferable to use thermal improvement in comparison with normalization, since the localization of the corrosion process increases with the coarsening of the pearlite phase colonies due to an increase in its etching rate, which contributes to the formation of corrosion-hazardous cracks. The use of accelerated post-deformation cooling also prevents the appearance of a banded ferrite-pearlite structure, however, thermal improvement with separate heating (quenching + tempering) is most preferable, since contributes to obtaining the most uniform structure both in thickness and in rolled area due to phase recrystallization.
Сочетание прочностных, пластических характеристик, хладостойкость и коррозионная стойкость обусловлены режимами термообработки и химическим составом. Для достижения равномерной мелкодисперсной структуры оптимального типа (феррит + сферические выделения карбидной фазы) используют ограничение температур чистовой стадии прокатки: начало при температуре не выше Ar3+100°C, температура конца чистовой прокатки не более Ar3, термоулучшение проката: закалку производят от температуры (Ас3÷Ас3+50)°C, температуру высокого отпуска определяют в интервале эффективной реализации процессов дисперсионного упрочнения (Ac1÷Ас150)°C (в зависимости от толщины листов). Расчет Ar1(Ac1) и Ar3(Ас3) производится по формулам (1) и (2).The combination of strength, plastic characteristics, cold resistance and corrosion resistance are due to heat treatment modes and chemical composition. To achieve a uniform finely dispersed structure of the optimal type (ferrite + spherical precipitates of the carbide phase), the temperature of the finishing stage of rolling is used: start at a temperature not higher than Ar 3 + 100 ° C, the temperature of the end of the finish rolling no more than Ar 3 , thermal improvement of rolling: tempering is carried out by temperature (Ac 3 ÷ Ac 3 +50) ° C, the temperature of high tempering is determined in the range of effective implementation of the processes of dispersion hardening (Ac 1 ÷ Ac 1 50) ° C (depending on the thickness of the sheets). Calculation of Ar 1 (Ac 1 ) and Ar 3 (Ac 3 ) is performed according to formulas (1) and (2).
Рассмотрим влияние химического состава на формирование комплекса прочностных, хладостойких и коррозионных свойств.Consider the influence of chemical composition on the formation of a complex of strength, cold-resistant and corrosion properties.
Углерод упрочняет сталь. При содержании углерода менее 0,06% не достигается требуемая прочность стали, а при его содержании более 0,12% ухудшается хладостойкость и коррозионная стойкость стали.Carbon reinforces steel. With a carbon content of less than 0.06%, the required strength of the steel is not achieved, and with its content of more than 0.12%, the cold resistance and corrosion resistance of the steel deteriorate.
Марганец раскисляет и упрочняет сталь, повышает прокаливаемость, связывает серу. При содержании марганца менее 0,30% прочность стали недостаточна, верхний предел содержания марганца ограничен 0,60%.Manganese deoxidizes and strengthens steel, increases hardenability, binds sulfur. When the manganese content is less than 0.30%, the strength of the steel is insufficient, the upper limit of the manganese content is limited to 0.60%.
Кремний раскисляет сталь, упрочняет ферритную матрицу, снижает хладостойкость стали. При концентрации кремния менее 0,30% прочность стали ниже допустимой, а при концентрации более 0,60% снижается ударная вязкость и пластичность.Silicon deoxidizes steel, strengthens the ferrite matrix, and reduces the cold resistance of steel. At a silicon concentration of less than 0.30%, the strength of the steel is lower than acceptable, and at a concentration of more than 0.60%, the toughness and ductility are reduced.
Азот упрочняет сталь за счет образования нитридов и карбонитридов, однако крайне негативно влияет на пластические и вязкостные свойства стали. Содержание азота ограничено 0,008%.Nitrogen strengthens the steel due to the formation of nitrides and carbonitrides, but it negatively affects the plastic and viscosity properties of steel. The nitrogen content is limited to 0.008%.
Алюминий раскисляет сталь, измельчает зерно, связывает азот при высоких температурах, т.е. препятствует снижению характеристик ударной вязкости и позволяет большему количеству ванадия выделиться в виде карбидной фазы в процессе высокого отпуска.Aluminum deoxidizes steel, grinds grain, binds nitrogen at high temperatures, i.e. prevents the reduction of toughness characteristics and allows more vanadium to precipitate as a carbide phase during high tempering.
Хром снижает скорость коррозии, повышает прочность за счет выделения в составе вторичной фазы при отпуске стали, в качестве упрочнителя менее эффективен, чем ванадий. Содержание хрома ограничено не более 1,0%.Chromium reduces the corrosion rate, increases strength due to the release of the secondary phase during tempering of steel, as a hardener it is less effective than vanadium. The chromium content is limited to not more than 1.0%.
Никель снижает скорость коррозии, повышает прокаливаемость стали, снижает температуру вязкохрупкого перехода. При концентрации менее 0,20% его влияние незначительно, содержание выше 0,30% нецелесообразно с экономической точки зрения по причине повышения себестоимости.Nickel reduces the corrosion rate, increases the hardenability of steel, reduces the temperature of the viscous-brittle transition. At a concentration of less than 0.20%, its effect is insignificant, a content above 0.30% is inappropriate from an economic point of view due to an increase in cost.
Молибден является высокоэффективным модификатором, повышает прочность и вязкость стали, увеличивает прокаливаемость и коррозионную стойкость, повышает сопротивление локальной коррозии (локальная коррозия существует в любом трубопроводе, в котором имеются компоненты для кислородной, углекислотной или сероводородной коррозии). Увеличение содержания молибдена более 0,25% ухудшает пластичность и приводит к перерасходу легирующих элементов.Molybdenum is a highly effective modifier that increases the strength and toughness of steel, increases hardenability and corrosion resistance, increases local corrosion resistance (local corrosion exists in any pipeline in which there are components for oxygen, carbon dioxide or hydrogen sulfide corrosion). An increase in the molybdenum content of more than 0.25% impairs plasticity and leads to an overuse of alloying elements.
Ванадий является сильным карбидообразующим элементом и значительно повышает прочностные характеристики стали за счет реализации эффекта дисперсионного упрочнения. При содержании ванадия менее 0,04% снижается прочность стали. Увеличение содержания ванадия более 0,10% нецелесообразно, т.к. ванадий повышает отпускоустойчивость стали, сужает интервал эффективных температур отпуска, могут быть превышены верхние нормативные границы прочностных характеристик.Vanadium is a strong carbide-forming element and significantly increases the strength characteristics of steel due to the implementation of the effect of dispersion hardening. When the vanadium content is less than 0.04%, the strength of the steel decreases. An increase in the content of vanadium over 0.10% is impractical, because vanadium increases the tempering resistance of steel, narrows the range of effective tempering temperatures, the upper normative limits of strength characteristics can be exceeded.
При содержании кальция менее 0,001% не происходит модификации данной стали, а при его содержании более 0,006% он образует неметаллические включения, что снижает ударную вязкость при -50°C.When the calcium content is less than 0.001%, no modification of this steel occurs, and when its content is more than 0.006%, it forms non-metallic inclusions, which reduces the toughness at -50 ° C.
Медь повышает коррозионную стойкость стали. При содержании меди менее 0,10% ее влияние на коррозионную стойкость незначительно, чтобы медь не вызывала красноломкость стали и не снижала ударной вязкости стали при отрицательных температурах ее содержание ограничивают не более 0,30%.Copper increases the corrosion resistance of steel. When the copper content is less than 0.10%, its effect on the corrosion resistance is insignificant, so that copper does not cause the brittleness of steel and does not reduce the toughness of steel at low temperatures, its content is limited to no more than 0.30%.
Содержание титана в стали ограничено 0,03% для того, чтобы избежать образования в осевой зоне проката скоплений карбонитридов титана Ti(CN), имеющих вид плоских пластин (пленок) с острыми краями. Модуль нормальной упругости Е и коэффициент термического расширения á карбонитрида титана в 2,0-2,5 раза отличаются от соответствующих характеристик низколегированной стали, и изменение температуры или внешних нагрузок приводит к возникновению значительных микродеформаций, раскалывающих включение или отслаивающих его от матрицы, при коррозионном растрескивании под напряжением (КРН) зарождение трещин происходит в первую очередь на неметаллических включениях Ti(CN).The titanium content in steel is limited to 0.03% in order to avoid the formation of accumulations of titanium carbonitrides Ti (CN) in the axial rolling zone, having the form of flat plates (films) with sharp edges. The modulus of normal elasticity E and the coefficient of thermal expansion á titanium carbonitride are 2.0-2.5 times different from the corresponding characteristics of low alloy steel, and a change in temperature or external loads leads to significant microdeformations that break the inclusion or delaminate it from the matrix during corrosion cracking under stress (SCC), crack nucleation occurs primarily on non-metallic inclusions of Ti (CN).
Ниобий введен для повышения вязкости стали за счет измельчения зерен в процессе прокатки. При содержании ниобия 0,01% его влияние на измельчение зерен недостаточно, введение ниобия в количестве большем, чем 0,04%, нецелесообразно, т.к. его излишки скапливаются в виде неметаллических включений и ухудшают коррозионные свойства стали.Niobium is introduced to increase the viscosity of steel by grinding grains during the rolling process. When the niobium content is 0.01%, its effect on grain grinding is not enough, the introduction of niobium in an amount greater than 0.04% is impractical, because its surpluses accumulate in the form of non-metallic inclusions and worsen the corrosion properties of steel.
Сера резко снижает хладостойкость стали, отрицательно сказывается на коррозионной стойкости. Выделения сельфидов марганца (MnS) также опасны с точки зрения зарождения трещин при КРН вследствие их неблагоприятной формы, но из-за близости термомеханических характеристик включения и матрицы вероятность образования на них трещин ниже, чем у карбонитридов титана. Концентрация серы в стали ограничена не более 0,003%.Sulfur sharply reduces the cold resistance of steel, negatively affects the corrosion resistance. The precipitation of manganese sulphides (MnS) is also dangerous from the point of view of crack initiation during SCC due to their unfavorable shape, but due to the proximity of the thermomechanical characteristics of the inclusion and matrix, the probability of cracking on them is lower than that of titanium carbonitrides. The sulfur concentration in steel is limited to not more than 0.003%.
Фосфор в стали является вредной примесью, концентрация фосфора ограничена 0,012%. Фосфор отрицательно влияет на вязкость и хладостойкость за счет охрупчивания границ зерен из-за выделения фосфида железа.Phosphorus in steel is a harmful impurity, the concentration of phosphorus is limited to 0.012%. Phosphorus adversely affects viscosity and cold resistance due to embrittlement of grain boundaries due to the release of iron phosphide.
Дополнительно вводится ограничение по углеродному эквиваленту - не более 0,43%.Additionally, a carbon equivalent limit is introduced - not more than 0.43%.
Сэ=C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15, Ce = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15,
где Сэ - углеродный эквивалент, %;where Ce is the carbon equivalent,%;
С - массовая доля углерода, %;C is the mass fraction of carbon,%;
Mn - массовая доля марганца, %;Mn — mass fraction of manganese,%;
Cr - массовая доля хрома, %;Cr is the mass fraction of chromium,%;
Мо - массовая доля молибдена, %;Mo is the mass fraction of molybdenum,%;
V - массовая доля ванадия, %;V is the mass fraction of vanadium,%;
Ni - массовая доля никеля, %;Ni — mass fraction of nickel,%;
Nb - массовая доля ниобия, %;Nb is the mass fraction of niobium,%;
Cu - массовая доля меди, %;Cu is the mass fraction of copper,%;
6, 5, 15 - эмпирические коэффициенты.6, 5, 15 - empirical coefficients.
При этом сумма V+Nb+Ti должна быть не более 0,15%.In this case, the sum of V + Nb + Ti should be no more than 0.15%.
Сталь с углеродным эквивалентом не более 0,43% имеет хорошую свариваемость. При углеродном эквиваленте более 0,43% снижается способность стали к сварке, т.к. увеличивается склонность металла шва к закалке при его охлаждении и провоцирует получение различных свойств в околошовной зоне и основном металле. Следует отметить, что перед сваркой металла с углеродным эквивалентом более 0,45% требуется подогрев для исключения трещинообразования, что приводит к увеличению себестоимости и усложнению технологического процесса.Steel with a carbon equivalent of not more than 0.43% has good weldability. With a carbon equivalent of more than 0.43%, the ability of steel to weld is reduced, because the tendency of the weld metal to hardening when it is cooled increases and provokes the receipt of various properties in the heat-affected zone and the base metal. It should be noted that before welding metal with a carbon equivalent of more than 0.45%, heating is required to avoid cracking, which leads to an increase in cost and complexity of the process.
Ограничение коэффициента трещиностойкости не более 0,26% характеризует устойчивость стали к растрескиванию под действием механического напряжения, вызванного давлением в трубопроводе перекачиваемых продуктов, содержащих агрессивные компоненты. В случаях, когда имеет место неблагоприятное сочетание концентраций компонентов стали, т.е., если Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Si/30+Ni/60+V/10+Mo/15+5B≥0,26%, сталь имеет низкую стойкость против трещинообразования, что снижает эксплуатационную стойкость трубопровода.The limitation of the coefficient of crack resistance not more than 0.26% characterizes the resistance of steel to cracking under the action of mechanical stress caused by the pressure in the pipeline of the pumped products containing aggressive components. In cases where there is an unfavorable combination of concentrations of steel components, i.e., if Pcm = C + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + V / 10 + Mo / 15 + 5B≥0 , 26%, steel has a low resistance to cracking, which reduces the operational resistance of the pipeline.
Пример реализацииImplementation example
Сталь выплавляли в конвертере или электропечи, подвергали внепечной обработке и вакуумированию, разливали в слябы. Перед разливкой стали производили обязательный контроль массовой доли газов (азота и кислорода). Затем слябы нагревали до температуры 1200-1260°C и прокатывали на толстолистовом стане в листы до конечной толщины (10,0-30,0 мм) при температуре конца прокатки не более 920°C с последующим остыванием на воздухе. Закалку производили с отдельного нагрева с температуры 930°C. Затем прокат всех толщин подвергали отпуску при температуре нагрева 680-720°C и времени выдержки 2,0-4,0 мин/мм в зависимости от толщины проката. В прокате производили контроль неметаллических включений, механических характеристик и коррозионных свойств.Steel was smelted in a converter or an electric furnace, subjected to out-of-furnace treatment and evacuation, poured into slabs. Before casting steel, mandatory control of the mass fraction of gases (nitrogen and oxygen) was carried out. Then, the slabs were heated to a temperature of 1200-1260 ° C and rolled in sheets on a plate mill to a final thickness (10.0-30.0 mm) at a temperature of rolling end of not more than 920 ° C, followed by cooling in air. Hardening was carried out with separate heating from a temperature of 930 ° C. Then, the rolled products of all thicknesses were tempered at a heating temperature of 680–720 ° C and a holding time of 2.0–4.0 min / mm, depending on the thickness of the rolled product. Non-metallic inclusions, mechanical characteristics and corrosion properties were monitored at the box office.
Из табл. 1 и 2 следует, что предложенная сталь (состав 1) имеет более высокие значения и ударной вязкости при температуре -50°C, и коррозионной стойкости, обеспечение которых обусловлено высокой чистотой стали по сере, фосфору, азоту, кислороду, неметаллическим включениям и цветным металлам, а также благодаря комплексному микролегированию, в том числе молибденом.From the table. 1 and 2 it follows that the proposed steel (composition 1) has higher values of impact strength at a temperature of -50 ° C, and corrosion resistance, the provision of which is due to the high purity of steel in sulfur, phosphorus, nitrogen, oxygen, non-metallic inclusions and non-ferrous metals , and also thanks to complex microalloying, including molybdenum.
Испытания на стойкость к водородному растрескиванию (HIC) проводили по NACE ТМ 0284. Критерием стойкости против HIC служили показатели длины (CLR) и толщины (CTR) зоны трещин, определяемые как отношение суммарной длины трещин к общей длине исследуемого образца и отношение суммарной ширины трещин к общей ширине исследуемого образца после выдержки в сероводородсодержащей среде в течение 96 часов.Hydrogen cracking resistance (HIC) tests were carried out according to NACE TM 0284. The criteria for resistance to HIC were the crack length (CLR) and thickness (CTR) of the crack zone, defined as the ratio of the total crack length to the total length of the test specimen and the ratio of the total crack width to the total width of the test sample after exposure to hydrogen sulfide-containing medium for 96 hours.
Стойкость против сероводородного растрескивания под напряжением определяли по стандарту NACE ТМ 0177. Критерием стойкости стали против данного разрушения служит показатель σпор.720 - пороговое напряжение, определяемое в долях от номинального предела текучести (от 0,6 до 0,9 σт), при котором образцы не должны разрушаться в течение 720 часов.The resistance against hydrogen sulfide cracking under stress was determined according to the NACE TM 0177 standard. The criterion for the resistance of steel to this fracture is the parameter σpor. 720 - the threshold stress determined in fractions of the nominal yield strength (from 0.6 to 0.9 σt) at which the samples should not collapse within 720 hours.
По результатам коррозионных испытаний сталь показала высокую стойкость к развитию трещин, превосходящую по значениям достигнутый уровень в прототипе, отсутствие блистерингов, скорость общей коррозии 0,3 мм/год, СКРН более 70% и ударную вязкость 402 Дж/см2 по среднему значению при -50°C.According to the results of corrosion tests, steel showed high resistance to crack development, exceeding the values achieved in the prototype, the absence of blisterings, the rate of general corrosion of 0.3 mm / year, SCRN of more than 70% and impact strength of 402 J / cm 2 on average at - 50 ° C.
ЛитератураLiterature
1. Патент Российской Федерации №2479637, МПК C21D 9/46, 2013 г.1. Patent of the Russian Federation No. 2479637, IPC C21D 9/46, 2013
2. Патент Российской Федерации №2430978, МПК C21D 9/46, 2011 г. прототип.2. Patent of the Russian Federation No. 2430978, IPC C21D 9/46, 2011, a prototype.
Claims (1)
Сэ=C+Mn/6+(Cr+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15≤0,43%,
Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Si/30+Ni/60+V/10+Mo/15+5B≤0,26%, V+Nb+Ti≤0,15%, где Сэ - углеродный эквивалент, %; С, Mn, Cr, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, Мо, В - содержание в стали углерода, марганца, хрома, ванадия, ниобия, титана, никеля, меди, кремния, молибдена, бора, в мас. %, Pcm - коэффициент трещиностойкости, %, при этом сталь после выплавки подвергают внепечной обработке и вакуумированию для обеспечения массовой доли водорода и кислорода не более 2 и 25 ppm соответственно, балла неметаллических включений не более 2,5 по среднему и не более 3,0 по максимальному значению, а суммарное содержание мышьяка, свинца, цинка, олова, сурьмы, висмута - не более 0,020%, листовой прокат после прокатки и охлаждения подвергают дополнительному нагреву под закалку до температуры Ас3÷(Ас3+50)°C и отпуску, температуру которого назначают в зависимости от толщины проката в интервале 680÷730°С, при этом в прокате обеспечивают полосчатость не более 2 балла. Method for the production of low-alloy cold-resistant welded sheet metal products of increased corrosion resistance, including steel smelting, continuous casting into slabs, heating slabs and hot rolling, characterized in that steel of the following chemical composition is melted, wt. %: carbon - 0.06-0.12, manganese - 0.30-0.60, silicon - 0.15-0.60, nitrogen - not more than 0.008, aluminum - 0.02-0.05, chromium - not more than 1.0, nickel - not more than 0.30, molybdenum - 0.08-0.20, vanadium - 0.04-0.10, calcium - 0.001-0.006, copper - not more than 0.30, titanium - not more than 0.03, niobium - not more than 0.04, sulfur - not more than 0.003, phosphorus - not more than 0.012, boron - not more than 0.0005, iron - the rest, and
Ce = C + Mn / 6 + (Cr + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15≤0.43%,
Pcm = C + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + V / 10 + Mo / 15 + 5B≤0.26%, V + Nb + Ti≤0.15%, where Се - carbon equivalent,%; C, Mn, Cr, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, Mo, B — carbon, manganese, chromium, vanadium, niobium, titanium, nickel, copper, silicon, molybdenum, boron content in wt. %, Pcm - crack resistance coefficient,%, while the steel after smelting is subjected to out-of-furnace treatment and evacuation to ensure a mass fraction of hydrogen and oxygen of not more than 2 and 25 ppm, respectively, the score of non-metallic inclusions is not more than 2.5 in average and not more than 3.0 according to the maximum value, and the total content of arsenic, lead, zinc, tin, antimony, bismuth is not more than 0.020%, sheet metal after rolling and cooling is subjected to additional heating for hardening to a temperature of Ac 3 ÷ (Ac 3 +50) ° C and tempering whose temperature is prescribed in depending on the thickness of the hire in the range of 680 ÷ 730 ° C, while in the hire provide banding no more than 2 points.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120808/02A RU2569619C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120808/02A RU2569619C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2569619C1 true RU2569619C1 (en) | 2015-11-27 |
Family
ID=54753558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014120808/02A RU2569619C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2569619C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638479C1 (en) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | HOT-ROLLED SHEET OF LOW-ALLOY STEEL WITH THICKNESS FROM 15 TO 165 mm AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| RU2653954C2 (en) * | 2016-02-02 | 2018-05-15 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of manufacturing thick-sheet rolled stock for manufacturing of electrically welded gas-and-oil pipes of large diameter category x42-x56, resistant against hydrogen-induced cracking in h2s-containing media |
| RU2681074C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-01 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacturing corrosion rolled product from low-alloy steel |
| RU2688077C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-05-17 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Method for production of low-alloy cold-resistant sheet metal |
| RU2690398C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-06-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Method for production of low-alloy cold-resistant welded sheet metal |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| RU2720284C1 (en) * | 2019-08-16 | 2020-04-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Hot-rolled strip of high corrosion resistance from low-alloy steel and method of its production |
| RU2731223C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-08-31 | Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | High-strength welded cold-resistant steel and article made therefrom |
| CN112281069A (en) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 张家港海锅新能源装备股份有限公司 | Production method of 8630 super-long forge piece for deep sea Christmas tree equipment |
| RU2820583C1 (en) * | 2023-12-04 | 2024-06-05 | Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing hot-rolled cold-resistant rolled stock resistant to atmospheric corrosion |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2337976C2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Production method of cold-resistant steel sheets |
| RU2430978C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-10-10 | Открытое акционерное общество "Уральская Сталь" (ОАО "Уральская сталь") | Procedure for manufacture of flat |
| RU2432403C1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Procedure for manufacture of cold resistant flat |
| RU2479637C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Самарский инженерно-технический центр" | Rolled stock manufacturing method |
-
2014
- 2014-05-22 RU RU2014120808/02A patent/RU2569619C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2337976C2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Production method of cold-resistant steel sheets |
| RU2430978C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-10-10 | Открытое акционерное общество "Уральская Сталь" (ОАО "Уральская сталь") | Procedure for manufacture of flat |
| RU2432403C1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Procedure for manufacture of cold resistant flat |
| RU2479637C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Самарский инженерно-технический центр" | Rolled stock manufacturing method |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653954C2 (en) * | 2016-02-02 | 2018-05-15 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of manufacturing thick-sheet rolled stock for manufacturing of electrically welded gas-and-oil pipes of large diameter category x42-x56, resistant against hydrogen-induced cracking in h2s-containing media |
| RU2638479C1 (en) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | HOT-ROLLED SHEET OF LOW-ALLOY STEEL WITH THICKNESS FROM 15 TO 165 mm AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| RU2681074C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-01 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacturing corrosion rolled product from low-alloy steel |
| RU2699696C1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-09-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing cold-resistant rolled sheet of increased strength |
| RU2688077C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-05-17 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Method for production of low-alloy cold-resistant sheet metal |
| RU2690398C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-06-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Method for production of low-alloy cold-resistant welded sheet metal |
| RU2731223C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-08-31 | Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | High-strength welded cold-resistant steel and article made therefrom |
| RU2720284C1 (en) * | 2019-08-16 | 2020-04-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Hot-rolled strip of high corrosion resistance from low-alloy steel and method of its production |
| CN112281069A (en) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 张家港海锅新能源装备股份有限公司 | Production method of 8630 super-long forge piece for deep sea Christmas tree equipment |
| RU2821402C2 (en) * | 2021-03-30 | 2024-06-24 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | High-pressure hydrogen steel pipe, high-pressure hydrogen vessel and steel pipe manufacturing method |
| RU2820583C1 (en) * | 2023-12-04 | 2024-06-05 | Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing hot-rolled cold-resistant rolled stock resistant to atmospheric corrosion |
| RU2836368C1 (en) * | 2024-03-19 | 2025-03-13 | Рустем Фаилович Шарифуллин | Corrosion-resistant steel and electrically-welded pipes made from it |
| RU2833653C1 (en) * | 2024-07-04 | 2025-01-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Hot-rolled steel sheet and high-pressure vessel made from it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2569619C1 (en) | Method of production of low alloyed cold-resistant welded rolled plates with increased corrosion resistant | |
| RU2627826C2 (en) | Wear-resistant sheet steel with excellent low-temperature impact strength and resistance to hydrogen attack and method of its manufacture | |
| JP5277648B2 (en) | High strength steel sheet with excellent delayed fracture resistance and method for producing the same | |
| TWI392748B (en) | Pipeline steel and steel pipe | |
| KR101846759B1 (en) | Steel plate and method for manufacturing same | |
| TWI653343B (en) | High-manganese steel plate and manufacturing method thereof | |
| JP5871109B1 (en) | Thick steel plate and manufacturing method thereof | |
| US9777358B2 (en) | Thick-walled, high tensile strength steel with excellent CTOD characteristics of the weld heat-affected zone, and manufacturing method thereof | |
| CN114402086B (en) | Wear-resistant steel sheet and method for producing same | |
| CN104080937B (en) | The mother metal of high tenacity clad steel plate of excellent in toughness of welded zone and the manufacture method of this clad steel plate | |
| CN107406951B (en) | High-intensitive and ductility steel plate and its manufacturing method | |
| TW202016327A (en) | Hot rolled steel plate and manufacturing method thereof | |
| CN107532253A (en) | High intensity/ductility steel plate and its manufacture method | |
| KR20190082804A (en) | High-temperature medium-strength medium-strength steel products and manufacturing method thereof | |
| JP2023022159A (en) | Steel composition meeting X-65 grade API 5L PSL-2 specification with enhanced resistance to hydrogen-induced cracking (HIC) and method for producing same | |
| RU2578618C1 (en) | Manufacturing method of strips of low-alloyed weld steel | |
| US10316385B2 (en) | High-tensile-strength steel plate and process for producing same | |
| KR102169859B1 (en) | Martensite stainless steel plate | |
| WO2019059095A1 (en) | Steel plate and method for manufacturing same | |
| JP2005256169A (en) | Abrasion resistant steel plate with excellent low temperature toughness and method for producing the same | |
| JP4718866B2 (en) | High-strength refractory steel excellent in weldability and gas-cutting property and method for producing the same | |
| JP4696570B2 (en) | Manufacturing method of high-tensile steel material with excellent hydrogen embrittlement resistance | |
| JP6037087B1 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
| JP7163777B2 (en) | Steel plate for line pipe | |
| RU2653748C1 (en) | Cold-resistant weld steel and the product made thereof (options) |