close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336329

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 329
(13)
C1
(51) МПК
C21D 8/10 (2006.01)
C22C 38/60 (2006.01)
C22C 38/48 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006146636/02, 25.12.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
25.12.2006
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
Адрес дл переписки:
309515, Белгородска обл., г. Старый Оскол15, ОАО "Оскольский электрометаллургический
комбинат"
2 3 3 6 3 2 9
качестве примесей сталь содержит, мас.%: ниобий
не более 0,02, ванадий не более 0,02. Заготовка
имеет пластинчатую феррито-перлитную структуру,
размер действительного зерна 6-9 баллов.
Макроструктуру
по
центральной
пористости,
точечной
неоднородности,
ликвационному
квадрату, подусадочной ликвации не более 3
баллов по каждому виду, ликвационным полоскам
не более 2 баллов. Неметаллические включени по
сульфидам,
оксидам
точечным,
оксидам
строчечным,
силикатам
хрупким,
силикатам
пластичным, силикатам недеформированным не
более 4,0 баллов по каждому виду, временное
сопротивление разрыву не менее 315 Н/мм 2,
предел
текучести
не
менее
260
Н/мм 2,
относительное удлинение не менее 25%, ударна в зкость KCU+20 °C не менее 49 Дж/мм 2. 1 з.п. флы.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области металлургии,
в частности к производству трубной заготовки
диаметром от 75 до 180 мм. Дл обеспечени повышенного уровн потребительских свойств при
обеспечении благопри тного
соотношени прочности, пластичности и в зкости, заготовка
выполнена из стали, содержащей, мас.%: углерод
0,06-0,12, марганец 1,30-1,70, кремний 0,50-0,80,
хром 0,005-0,30, никель 0,005-0,30, медь 0,0050,30, сера 0,005-0,040, фосфор 0,005-0,040,
кальций 0,001-0,010, азот 0,005-0,015, мышь к
0,0001-0,01, олово 0,0001-0,02 свинец 0,00010,01, цинк 0,0001-0,005, железо и неизбежные
примеси
остальное,
при
выполнении
соотношений: As+Sn+Pb+5ЧZn?0,055,
кальций/сера
C+Mn/6+Cr/5+(Ni+
?0,055,
Cu)/15?0,45, непрерывнолитой и гор чекатаной. В
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ТРУБНАЯ ЗАГОТОВКА ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ
2 3 3 6 3 2 9
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Оскольский
электрометаллургический комбинат" (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2210604 С2, 20.08.2003. RU 2243284
C2, 02.12.2004. SU 1397538 А1, 23.05.1988. RU
2180691 С1, 20.03.2002. RU 2223342 C1,
10.02.2004.
(72) Автор(ы):
Бобылев Михаил Викторович (RU),
Гонтарук Евгений Иванович (RU),
Лехтман Анатолий Адольфович (RU),
Угаров Андрей Алексеевич (RU),
Фомин В чеслав Иванович (RU),
Шл хов Николай Александрович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 329
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C21D 8/10 (2006.01)
C22C 38/60 (2006.01)
C22C 38/48 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006146636/02, 25.12.2006
(24) Effective date for property rights: 25.12.2006
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
Mail address:
309515, Belgorodskaja obl., g. Staryj Oskol15, OAO "Oskol'skij ehlektrometallurgicheskij
kombinat"
2 3 3 6 3 2 9
than 0.02, vanadium not more, than 0.02. The
stock has laminar ferrite-pearlite structure, the
dimension of the actual grain is 6-9 points. Its
macrostructure for central porosity, pointed nonuniformity,
liquation
square,
sub-shrinking
liquation - not more, than 3 points for each
kind, liquation strips - not more, than 2 points.
Non-metallic
inclusions
sulphides,
pointed
oxides,
stripped
oxides,
fragile
silicates,
plastic silicates, non-deformed silicates - not
more, than 4.0 points for each kind of
inclusions, ensile strength is not less, than 315
N/mm 2, yield point is not less, than 260 N/mm 2 ,
specific elongation is not less, than 25%, impact
resilience KCU+20°C not less, than 49 J/mm 2.
EFFECT: production of tube stock with upgraded
level of consumer characteristics.
2 cl, 1 ex
R U
(57) Abstract:
FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to metallurgy,
particularly to production of tube stock with
diameter from 75 to 180 mm. To facilitate
upgraded level of consumer characteristics at
optimal combination of hardness, plasticity and
viscosity the stock is made out of steel,
containing wt %: carbon 0.06-0.12, manganese 1.301.70; silicon 0.50-0.80, chromium 0.005-0.30,
nickel 0.005-0.30; copper 0.005-0.30, sulphur
0.005-0.040, phoshorus 0.005-0.040, calcium 0.0010.010, nitrogen 0.005-0.015, arsenic 0.0001-0.01,
tin 0.0001-0.02, lead 0.0001-0.01, zinc 0.00010.005,
iron
and
unavoidable
impurities
at
maintaining
of
ratio:
As+Sn+Pb+5ЧZn?0.055,
calcium/sulphur
C+Mn/6+Cr/5+(Ni+
?0.055,
Cu)/15?0.45, continuous cast and hot rolled. As
impurities steel contains wt %: niobium not more,
Страница: 2
EN
C 1
C 1
(54) TUBE STOCK OUT OF LOW CARBON MANGANESE CONTAINING STEEL
2 3 3 6 3 2 9
(73) Proprietor(s):
Otkrytoe aktsionernoe obshchestvo "Oskol'skij
ehlektrometallurgicheskij kombinat" (RU)
R U
(72) Inventor(s):
Bobylev Mikhail Viktorovich (RU),
Gontaruk Evgenij Ivanovich (RU),
Lekhtman Anatolij Adol'fovich (RU),
Ugarov Andrej Alekseevich (RU),
Fomin Vjacheslav Ivanovich (RU),
Shljakhov Nikolaj Aleksandrovich (RU)
RU 2 336 329 C1
5
10
15
20
25
Изобретение относитс к области металлургии, в частности к производству трубной
заготовки диаметром от 75 до 180 мм.
Известна сталь дл изготовлени трубной заготовки, содержаща углерод, марганец,
кремний, хром, алюминий, фосфор, титан, церий, сурьму, железо (SU 899705, С22С 38/60,
23.01.1982).
Известна сталь дл изготовлени трубной заготовки, содержаща углерод, марганец,
кремний, молибден, ванадий, хром, алюминий, азот, серу, фосфор, цинк, свинец, олово,
висмут, сурьму, железо (SU 1754790 А1, С22С 38/60, 15.08.1992).
Известна трубна заготовка из микролегированной стали, содержащей углерод,
марганец, кремний, хром, никель, ванадий, ниобий, титан, алюминий, кальций, серу,
фосфор, азот, медь, сурьму, олово, мышь к, молибден, железо, гор чекатана (RU
2252972 C1, C21D 9/08, 27.05.2005).
Важнейшим требованием, предъ вл емым к трубной заготовке из легированной стали
вл етс , с одной стороны, обеспечение однородности микро- и макроструктуры, низкого
содержани неметаллических включений, с другой стороны - обеспечение повышенного
комплекса потребительских свойств.
Задачей изобретени вл етс обеспечение повышенного уровн потребительских
свойств при обеспечении благопри тного соотношени прочности, пластичности и
в зкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката, повышенных
характеристик свариваемости. Поставленна задача решена тем, что в трубной заготовке
из низкоуглеродистой марганецсодержащей стали, гор чекатаной, сталь содержит
следующие соотношени компонентов, мас.%:
углерод
0,06-0,12
марганец
1,30-1,70
кремний
0,50-0,80
хром
30
0,005-0,30
никель
0,005-0,30
медь
0,005-0,30
сера
0,005-0,040
фосфор
0,005-0,040
кальций
0.001-0.010
азот
0,005-0,015
мышь к
0,0001-0,01
олово
0,0001-0,02
свинец
35
0,0001-0,01
цинк
0,0001-0,005
железо и неизбежные примеси
40
45
50
при выполнении следующих соотношений:
сумма (мышь к + олово + свинец + 5 Ч цинк)?0,055;
(кальций/сера)?0,055;
сумма: [углерод + (марганец/6) + (хром/5) + (никель + медь)/15]?0,45.
Непрерывнолита гор чекатана трубна заготовка имеет пластинчатую ферритоперлитную структуру, размер действительного зерна 6-9 балл, макроструктуру:
центральна пористость, точечна неоднородность, ликвационный квадрат, подусадочна ликваци не более 3 балла по каждому виду, ликвационные полоски не более 2 балла,
неметаллические включени : сульфиды, оксиды точечные, оксиды строчечные, силикаты
хрупкие, силикаты пластичные, силикаты недеформированные не более 4,0 балл по
каждому виду включений, механические свойства после нормализации: временное
сопротивление разрыву не менее 315 Н/мм 2, предел текучести не менее 260 Н/мм 2,
относительное удлинение не менее 25%, ударна в зкость KCU+20°C не менее 49 Дж/мм 2.
В качестве примесей сталь дополнительно содержит ниобий и ванадий в следующих
соотношени х, мас.%: ниобий не более 0,02, ванадий не более 0,02.
Приведенные сочетани легирующих элементов позвол ют получить в готовом изделии
Страница: 3
DE
остальное,
RU 2 336 329 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
феррито-перлитную мелкодисперсную структуру с благопри тным сочетанием
характеристик прочности и пластичности, свариваемости и в зкости.
Углерод ввод т в композицию данной стали с целью обеспечени заданного уровн ее
прочности и прокаливаемости. Верхн граница содержани углерода (0,12%) обусловлена
необходимостью обеспечени требуемого уровн пластичности стали, а нижн соответственно 0,06% - обеспечением требуемого уровн прочности данной стали.
Марганец и хром используют, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с
другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита
стали. При этом верхний уровень содержани марганца (1,70%) и хрома (0,30%)
определ етс необходимостью обеспечени требуемого уровн пластичности стали, а
нижний - марганца (1,30%) и хрома (0,005%) - необходимостью обеспечить требуемый
уровень прочности и прокаливаемости данной стали.
Кремний относитс к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию
(0,50%) обусловлен технологией раскислени стали. Содержание кремни выше 0,80%
неблагопри тно скажетс на пластичности стали.
Никель в заданных пределах вли ет на характеристики прокаливаемости и в зкости
стали. При этом нижний уровень содержани никел (0,005%) обусловлен необходимостью
обеспечени заданного уровн в зкости стали, а верхний (0,30%)- необходимостью
получени мартенситной структуры при закалке стали (так как никель вл етс аустенитизатором).
Медь определ ет характеристики гор чей пластичности стали. При этом нижний уровень
ее содержани - 0.005% определ етс требовани ми обеспечени заданного уровн пластичности стали. Верхний уровень (0.30%) обусловлен необходимостью обеспечить
заданный уровень в зкости и прочности стали.
Сера определ ет уровень пластичности стали. Верхний предел (0.040%) обусловлен
необходимостью получени заданного уровн пластичности и в зкости стали, а нижний
предел (0.005%) - вопросами технологичности производства, а также обеспечением
заданного уровн обрабатываемости резанием данной стали.
Фосфор определ ет уровень пластичности стали и ее склонность к обратимой отпускной
хрупкости. Верхний предел (0.040%) обусловлен необходимостью получени заданного
уровн пластичности и в зкости стали, а нижний предел (0.005%) - вопросами
технологичности производства.
Кальций - элемент, модифицирующий неметаллические включени . Верхний предел
(0.010%), как и в случае серы, обусловлен необходимостью получени заданного уровн пластичности и в зкости стали, а нижний (0.001%) - вопросами технологичности
производства.
Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержани азота
(0,015%) обусловлен необходимостью получени заданного уровн пластичности и
в зкости стали, а нижний предел (0,005%) - вопросами технологичности производства.
Мышь к, олово, свинец и цинк - цветные примеси, определ ющие общий уровень
пластичности стали и ее склонность к про влению обратимой отпускной хрупкости при
последующей термической обработке готовых изделий из рассматриваемой трубной
заготовки. Нижний предел по мышь ку, олову, свинцу и цинку (0,0001% по каждому
элементу соответственно) обусловлен технологией производства стали, а верхний (0,01%, 0,02%, 0,01% и 0,005% соответственно) определ ет повышенную склонность стали
к обратимой отпускной хрупкости.
Соотношение C+Mn/6+Cr/5+(Ni+Cu)/15?0,45 определ ет характеристики свариваемости
исследуемой стали, в то врем как соотношение As+Sn+Pb+5ЧZn?0,055 определ ет
характеристики в зкости стали.
Соотношение кальций/сера ?0,055 определ ет параметры обрабатываемости стали
резанием.
Анализ патентной и научно-технической информации не вы вил решений, имеющих
аналогичную совокупность признаков, которой достигалс бы сходный эффект - повышение
Страница: 4
RU 2 336 329 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
уровн потребительских свойств при обеспечении благопри тного соотношени прочности,
пластичности и в зкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств,
пониженной склонности к обратимой отпускной хрупкости, удовлетворительной
свариваемости и повышенной обрабатываемости резанием, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро и микроструктуры проката.
Пример осуществлени изобретени . Выплавку исследуемой стали (химический состав,
мас.%: углерод 0,10%, марганец 1,47%, кремний 0,69%, хром 0,12%, никель 0,07%, медь
0,09%, фосфор 0,009%, сера 0,022%, кальций 0,006%, мышь к 0,009%, олово 0,005%,
свинец 0,003%, цинк 0,001%, азот 0,010%) производ т в 150-тонных дуговых
сталеплавильных печах с использованием в шихте 100% металлизованных окатышей, что
обеспечивает получение массовой доли азота перед выпуском из ДСП не более 0,003%, а
также низкое содержание цветных примесей. Предварительное легирование металла по
марганцу и кремнию производ т в ковше при выпуске из ДСП. После выпуска производ т
продувку металла аргоном через донный продувочный блок, во врем которой сталь
раскисл етс алюминием. После этого металл поступает на агрегат комплексной обработки
стали (АКОС), на котором имеетс возможность нагрева металла до необходимой
температуры, продувки его аргоном через донный продувочный блок, дозированной
присадки необходимых ферросплавов и обработки стали порошковой проволокой с
различными наполнител ми. На АКОСе производ т наведение рафинировочного шлака
присадкой извести и плавикового шпата, раскисление шлака гранулированным алюминием,
легирование металла алюминием до содержани 0,050%, доводку металла по содержанию
марганца, нагрев до температуры, обеспечивающей дальнейшую обработку. После
обработки на АКОС металл подвергают вакуумной обработке на порционном вакууматоре.
Во врем вакуумировани производитс окончательна корректировка по химическому
составу. После вакуумировани металл обрабатывают силикокальцием и передают на
разливку. Разливку производ т на четырехручьевых УНРС радиального типа в слиток
размерами 300Ч360 мм со скоростью выт гивани 0,6ч0,7 м/мин, с защитой металла от
окислени путем использовани покровных шлаковых смесей в промежуточном ковше и
кристаллизаторе, защитных труб, погружных стаканов и подачей аргона. Это также
обеспечивает получение низкого содержани азота и кислорода и чистоту металла по
неметаллическим включени м. После разливки и пореза на мерную длину полученные
непрерывнолитые заготовки охлаждают в печах контролируемого охлаждени . Гор чую
прокатку сортового проката начинают при температуре 1180-1150°С и заканчивают при
температуре 840-950°С.
Механические характеристики при комнатной температуре определ ют на образцах тип
I, ГОСТ 1497-84, на испытательной машине "INSTRON-1185" с тензометрической
регистрацией деформации. Скорость нагружени образца - 5 мм/мин. Определ ют
характеристики прочности ?b и ?0.2 и пластичности - ?. Характеристики ударной в зкости
при комнатной температуре определ ют на образцах тип I, ГОСТ 9454-78. на механическом
копре МК-30. Величину в зкой составл ющей в изломах ударных образцов определ ют
визуально.
Средние значени характеристик подсчитывают по результатам испытаний не менее
трех образцов на точку. Значимость различий средних значений анализируемых величин
оценивают с использованием критери Стьюдента, вычисл емого следующим образом:
45
где M1 и М2 - средние значени сравниваемых величин; S1 2 и S2 2 - дисперсии среднего;
50
tKR 0.05(?) - критическое значение критери Стьюдента при уровне значимости 0.95 и числе
степеней свободы - ?.
Макроструктуру контролируют в соответствии с ТУ 14-1-5212-93 и ГОСТ 10243-75.
В результате гор чей прокатки получают трубную заготовку диаметром 100 мм, длиной
1180 мм. Структура феррито-перлитна , балл действительного зерна - 9. Макроструктура:
Страница: 5
RU 2 336 329 C1
5
10
15
20
центральна пористость -1 балл, точечна неоднородность - 1 балл, ликвационный
квадрат - 0,5 балл, подусадочна ликваци - 0,5 балл, ликвационные полоски - 0,5
балла. Неметаллические включени : сульфиды - 1 балл, оксиды точечные - 0 балл, оксиды
строчечные - 1 балл, силикаты хрупкие - 1 балл, силикаты пластичные - 1 балл,
силикаты недеформирующие - 1 балл. Механические свойства после нормализации при
920°С, 1 час, воздух: временное сопротивление разрыву 350 Н/мм 2, предел текучести 280
Н/мм 2, относительное удлинение 28%, ударна в зкость KCU+20°C 62 Дж/мм 2.
As+Sn+Pb+5ЧZn=0,022
кальций/сера=0,27
C+Mn/6+Cr/5+(Ni+Cu)/15=0,38
Внедрение производства трубной заготовки обеспечивает повышение уровн потребительских свойств при обеспечении благопри тного соотношени прочности,
пластичности и в зкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств,
пониженной склонности к обратимой отпускной хрупкости, удовлетворительной
свариваемости и повышенной обрабатываемости резанием, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро и микроструктуры проката.
Формула изобретени 1. Трубна непрерывнолита заготовка из низкоуглеродистой марганецсодержащей
стали, гор чекатана , отличающа с тем, что заготовка выполнена из стали, содержащей
следующее соотношение компонентов, мас.%:
углерод
0,06-0,12
марганец
1,30-1,70
кремний
25
30
0,50-0,80
хром
0,005-0,30
никель
0,005-0,30
медь
0,005-0,30
сера
0,005-0,040
фосфор
0,005-0,040
кальций
0,001-0,010
азот
0,005-0,015
мышь к
0,0001-0,01
олово
0,0001-0,02
свинец
0,0001-0,01
цинк
0,0001-0,005
железо и неизбежные примеси
остальное,
35
40
45
50
при выполнении следующих соотношений:
(As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,055;
Ca/S?0,055;
C+Mn/6+Cr/5+(Ni+Cu)/15?0,45,
при этом она имеет феррито-перлитную структуру, размер действительного зерна 6-9
баллов, макроструктуру по центральной пористости, точечной неоднородности,
ликвационному квадрату, подусадочной ликвации не более 3 баллов по каждому виду,
ликвационным полоскам не более 2 баллов, неметаллические включени по сульфидам,
оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным,
силикатам недеформированным не более 4,0 баллов по каждому виду, механические
свойства после нормализации - временное сопротивление разрыву не менее 315 Н/мм 2,
предел текучести не менее 260 Н/мм 2, относительное удлинение не менее 25%, ударна в зкость KCU+20°C не менее 49 Дж/мм 2.
2. Трубна заготовка по п.1, отличающа с тем, что в качестве неизбежных примесей
сталь содержит, мас.%: ниобий не более 0,02, ванадий не более 0,02.
Страница: 6
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
84 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа