close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336330

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 330
(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: 2006146637/02, 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 3 0
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области металлургии,
в частности к получению трубной заготовки
диаметром от 80 до 180 мм. Дл обеспечени повышенного уровн потребительских свойств при
минимальном уровне анизотропии механических
свойств трубную заготовку получают из стали,
содержащей в мас.%: углерод 0,22-0,28, марганец
0,50-0,70, кремний 0,17-0,37, хром 0,80-1,10,
никель 0,005-0,25, молибден 0,15-0,25, ванадий
0,06-0,11, ниобий 0,03-0,06, титан 0,01-0,03,
алюминий 0,020-0,05, медь 0,005-0,25, сера 0,0050,013, азот 0,005-0,008, кальций 0,001-0,005,
мышь к 0,0001-0,03, олово 0,0001-0,02, свинец
0,0001-0,01,
цинк
0,0001-0,005,
железо
и
неизбежные примеси - остальное, при выполнении
соотношений: Ca/S?0,1; As+Sn+Pb+5ЧZn?0,05; C+
Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+Cu)/15?0,70. 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 685 Н/мм 2,
предел текучести - не менее 490 Н/мм 2,
относительное удлинение - не менее 12%,
относительное сужение - не менее 35%. В качестве
примесей сталь содержит в мас.%: фосфор не
более 0,015 и водород не более 0,000002 (2ppm). 1
н.п. ф-лы.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ТРУБНАЯ ЗАГОТОВКА ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ ТЕПЛОСТОЙКОЙ СТАЛИ
2 3 3 6 3 3 0
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Оскольский
электрометаллургический комбинат" (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2210604 C2, 20.08.2003. RU 2198058
C2, 10.02.2003. RU 2243284 С2, 02.12.2004. SU
1397538 A1, 23.05.1988. RU 2180691 C1,
20.03.2002. RU 2249624 C1, 10.04.2005. 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)
2 336 330
(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: 2006146637/02, 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 3 0
pearlite structure with the dimension of the
actual
grain
of
6-9 points.
It
also
has
macrostructure for central porosity, pointed nonuniformity, liquation square and sub-shrinking
liquation not more, than 3 points for each kind,
and liquation strips - not more, than 2 points.
Non-metallic inclusions for sulphides, pointed
oxides,
stripped
oxides,
fragile
silicates,
plastic silicates, non-deformed silicates consist
not more, than 4 points in each kind, tensile
strength is not less, than 685 N/mm 2, yield point is
not less, than 490 N/mm 2, specific elongation is
not less, than 12%, contraction ratio is not
less, than 35%. As impurities steel contains wt.
%: phosphorus not more, than 0.015 and hydrogen
not more, than 0.000002 (2ppm).
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 80 to 180 mm. To facilitate
upgraded level of consumer characteristics at a
minimal
level
of
anisotropy
of
mechanical
properties the tube stock is fabricated out of
steel,
containing,
wt
%:
carbon
0.22-0.28,
manganese 0.50-0.70, silicon 0.17-0.37, chromium
0.80-1.10, nickel 0.005-0.25, molybdenum 0.150.25, vanadium 0.06-0.11, niobium 0.03-0.06,
titanium 0.01-0.03, aluminium 0.020-0.05, copper
0.005-0.025, sulphur 0.005-0.013, nitrogen 0.0050.008, calcium 0.001-0.005, arsenic 0.0001-0.03,
tin 0.0001-0.02, lead 0.0001-0.01, zinc 0.00010.005, iron and unavoidable impurities - the rest
at maintaining the ratio: Ca/S?0.1;
As+Sn+
Pb+5ЧZn?0.05; C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+
Cu)/15?0.70. The tube stock has a laminar ferrite-
Страница: 2
EN
C 1
C 1
(54) TUBE STOCK OUT OF ALLOYED HEAT RESISTANT STEEL
2 3 3 6 3 3 0
(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 2 336 330 C1
5
10
15
20
25
Изобретение относитс к области металлургии, в частности к производству трубной
заготовки диаметром от 80 до 180 мм из легированной, теплостойкой стали повышенной
прокаливаемости.
Известна трубна заготовка из легированной стали, содержащей углерод, марганец,
кремний, хром, никель, ванадий, ниобий, титан, алюминий, кальций, серу, фосфор, азот,
медь, сурьму, олово, мышь к, железо остальное, изготовленна из гор чекатаного листа,
имеюща заданные параметры механических свойств и определенную структуру (RU
2180691 C1, 20.03.2002, C21D 9/08).
Известна трубна заготовка из легированной теплостойкой стали, содержащей углерод,
марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, азот, алюминий, серу, фосфор, цинк,
свинец, олово, висмут, сурьму, имеюща заданные параметры механических свойств и
заданную структуру (SU 1754790 А1, C22C 38/60, 15.08.1992).
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, пониженной склонности
к обратимой отпускной хрупкости, повышенной прокаливаемости, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.
Дл достижени технического результата трубна заготовка из легированной
теплостойкой стали, содержаща заданные параметры структуры, механических свойств,
изготовлена из стали при следующем соотношении компонентов в мас.%:
углерод
0,22-0,28
марганец
0,50-0,70
кремний
0,17-0,37
хром
0,80-1,10
никель
0,005-0,25
молибден
30
0,15-0,25
ванадий
0,06-0,11
ниобий
0,03-0,06
титан
0,01-0,03
алюминий
35
0,020-0,05
медь
0,005-0,25
сера
0,005-0,013
азот
0,005-0,008
кальций
0,001-0,005
мышь к
0,0001-0,03
олово
0,0001-0,02
свинец
0,0001-0,01
цинк
40
45
50
0,0001-0,005
железо и неизбежные примеси
при выполнении следующих соотношений:
сумма: (As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,05;
[C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+Cu)/15]?0,70;
Ca/S?0,1,
непрерывнолитой, гор чекатаной и имеет пластинчатую феррито-перлитную структуру,
размер действительного зерна 6-9 баллов, макроструктуру - центральна пористость,
точечна неоднородность, ликвационный квадрат, подусадочна ликваци не более 3
баллов по каждому виду, ликвационные полоски не более 2 баллов, неметаллические
включени : сульфиды, оксиды точечные, оксиды строчечные, силикаты хрупкие, силикаты
пластичные, силикаты недеформированные не более 4,0 баллов по каждому виду
включений, механические свойства после нормализации - временное сопротивление
разрыву не менее 685 Н/мм 2, предел текучести не менее 490 Н/мм 2 относительное
Страница: 3
DE
остальное,
RU 2 336 330 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
удлинение не менее 12%, относительное сужение не менее 35%.
В качестве примесей сталь дополнительно содержит в мас.%: фосфор не более 0,025 и
водород не более 2Ч10 -6 (2ррm).
Приведенные сочетани легирующих элементов позвол ют получить в готовом изделии
феррито-перлитную мелкодисперсную структуру с благопри тным сочетанием
характеристик прочности и пластичности, повышенной прокаливаемостью, пониженной
склонностью к отпускной хрупкости.
Углерод ввод т в композицию данной стали с целью обеспечени заданного уровн ее
прочности и прокаливаемости. Верхн граница содержани углерода (0,28%) обусловлена
необходимостью обеспечени требуемого уровн пластичности стали, а нижн соответственно 0,22% - обеспечением требуемого уровн прочности и прокаливаемости
данной стали.
Ванадий и ниобий ввод т в композицию данной стали с целью обеспечени мелкодисперсной, однородной зеренной структуры, а также повышени прочностных и
пластических свойств при термообработке. При этом ванадий управл ет процессами в
нижней части аустенитной области (определ ет склонность к росту зерна аустенита,
стабилизирует структуру при термомеханической обработке, повышает температуру
рекристаллизации и, как следствие, вли ет на характер ?-?-превращени ) и ниобий - в
верхней. Верхн граница содержани ванади - 0,11% и ниоби - 0,06% обусловлена
необходимостью обеспечени требуемого уровн пластичности стали, а нижн соответственно 0,06% и 0,03% - обеспечением требуемого уровн прочности данной стали.
Марганец, молибден и хром используютс , с одной стороны, как упрочнители твердого
раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного
аустенита стали. При этом верхний уровень содержани марганца - 0,70%, молибдена 0,25% и хрома - 1,10% определ етс необходимостью обеспечени требуемого уровн пластичности стали, а нижний, марганца - 0,50%, молибдена - 0,15% и хрома - 0,80%
соответственно, необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и
прокаливаемости данной стали.
Кремний относитс к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию 0,17% обусловлен технологией раскислени стали. Содержание кремни выше 0,37%
неблагопри тно скажетс на пластичности стали.
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 (0,25%) обусловлен необходимостью обеспечить
заданный уровень в зкости и прочности 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 - 0,25% необходимостью
получени мартенситной структуры при закалке стали (так как никель вл етс аустенитизатором).
Титан и алюминий - сильные нитридообразователи и раскислители стали. Верхний
предел содержани алюмини - 0,05% и титана - 0,03% обусловлен необходимостью
получени заданного уровн пластичности и в зкости стали, а нижний - 0,02% и 0,01%
соответственно, вопросами технологичности производства.
Сера определ ет уровень пластичности стали. Верхний предел (0,013%) обусловлен
необходимостью получени заданного уровн пластичности и в зкости стали, а нижний
предел (0,005%) - вопросами технологичности производства.
Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержани азота 0,008% обусловлен необходимостью получени заданного уровн пластичности и в зкости
стали, а нижний предел - 0,005% вопросами технологичности производства.
Мышь к, олово, свинец и цинк - определ ют 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
Страница: 4
RU 2 336 330 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
мышь ку, олову, свинцу и цинку (0,0001% по каждому элементу соответственно)
обусловлен технологией производства стали, а верхний - (0,03%, 0,02%, 0,01% и 0,005%
соответственно) определ ет повышенную склонность стали к обратимой отпускной
хрупкости.
Соотношение C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+Cu)/15?0,70 определ ет характеристики
прочности и в зкости, а также теплостойкости исследуемой стали, в то врем как
соотношение As+Sn+Pb+5ЧZn?0,05 определ ет пониженную склонность стали к
про влению обратимой отпускной хрупкости.
Соотношение кальций/сера?0,1 определ ет параметры в зкости и анизотропии стали.
Анализ патентной и научно-технической информации не вы вил решений, имеющих
аналогичную совокупность признаков, которой достигалс бы сходный эффект - 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, прокаливаемости, низкого
содержани неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.
Пример осуществлени изобретени .
Выплавку исследуемой стали с химическим составом в мас.%: углерод 0,26, марганец
0,67, кремний 0,22, сера 0,008, хром 0,98, никель 0,11, молибден 0,19, ванадий 0,09,
ниобий 0,04, титан 0,019, алюминий 0,032, медь 0,08, кальций 0,006, мышь к 0,009,
олово 0,005, свинец 0,003, цинк 0,001, азот 0,007 производ т в 150-ти тонных дуговых
сталеплавильных печах (ДСП) 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 производ т
окончательную корректировку по химическому составу. После вакуумировани металл
обрабатывают силикокальцием и передают на установку непрерывной разливки стали
(УНРС). 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, при деформации в последних проходах не менее 20%.
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 - ? и ?.
Средние значени характеристик подсчитывают по результатам испытаний не менее
трех образцов на точку. Значимость различий средних значений анализируемых величин
оценивали с использованием критери Стьюдента, вычисл емого следующим образом:
Страница: 5
RU 2 336 330 C1
где M1 и M2 - средние значени сравниваемых величин; S1 2 и S2 2 - дисперсии среднего;
5
10
15
20
25
30
35
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 ?100 мм, длиной - 11800
мм. Структура феррито-перлитна , балл действительного зерна - 8. Макроструктура:
центральна пористость - 0,5 балла, точечна неоднородность - 0,5 балла, ликвационный
квадрат - 1 балл, подусадочна ликваци - 1 балл, ликвационные полоски - 1 балл.
Неметаллические включени : сульфиды - 0,5 балла, оксиды точечные - 0 балла, оксиды
строчечные - 0,5 балла, силикаты хрупкие - 0,5 балла, силикаты пластичные - 1 балл,
силикаты недеформирующие - 1 балл. Механические свойства после закалки от 900°С, 1
час, масло и отпуска 580°С: временное сопротивление разрыву 720 Н/мм 2, предел
текучести 560 Н/мм 2, относительное удлинение - 16%, относительное сужение - 45%.
As+Sn+Pb+5ЧZn=0,022
кальций/сера=0,75
C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+Cu)/15=0,64.
Внедрение в производство трубной заготовки из легированной стали 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, повышенной
прокаливаемости, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро- и
микроструктуры проката.
Формула изобретени 1. Трубна непрерывнолита заготовка из легированной теплостойкой стали,
гор чекатана с заданными параметрами структуры и механических свойств,
отличающа с тем, что она выполнена из стали, содержащей следующее соотношение
компонентов, мас.%:
углерод
0,22-0,28
марганец
0,50-0,70
кремний
0,17-0,37
хром
0,80-1,10
никель
0,005-0,25
молибден
0,15-0,25
ванадий
0,06-0,11
ниобий
0,03-0,06
титан
40
45
0,01-0,03
алюминий
0,020-0,05
медь
0,005-0,25
сера
0,005-0,013
азот
0,005-0,008
кальций
0,001-0,005
мышь к
0,0001-0,03
олово
0,0001-0,02
свинец
0,0001-0,01
цинк
0,0001-0,005
железо и неизбежные примеси
50
при соблюдении следующих соотношений:
(As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,05;
[C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb)/5+(Ni+Cu)/15]?0,70;
Ca/S>0,1,
Страница: 6
CL
остальное,
RU 2 336 330 C1
5
10
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, временное
сопротивление разрыву не менее 685 Н/мм 2, предел текучести не менее 490 Н/мм 2,
относительное удлинение не менее 12%, относительное сужение не менее 35%.
2. Трубна заготовка по п.1, отличающа с тем, что в качестве неизбежных примесей
сталь содержит, мас.%: фосфор не более 0,025 и водород не более 2Ч10 -6 (2ррm).
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
87 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа