автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Формирование структуры и комплекса свойств хладостойкой стали для труб класса прочности К65 при термомеханической обработке

НАУМЕНКО АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И КОМПЛЕКСА СВОЙСТВ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ ДЛЯ ТРУБ КЛАССА ПРОЧНОСТИ К65 ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

05.16.01 - «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 СЕН 2011

Москва-2011

4854893

Работа выполнена в ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина» и в ОАО «Выксунский металлургический завод»

Научный руководитель - кандидат технических наук

МОРОЗОВ Юрий Дмитриевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук

ЭФРОН ЛЕОНИД ИОСИФОВИЧ ОАО «ОМК»

- кандидат технических наук, ПОЛОНСКИЙ Яков Аркадьевич ООО «ЭКСПЕРТИЗА»

Ведущее предприятие - ОАО «Волжский трубный завод»

Защита состоится 5 октября 2011 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета при ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина».

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 9/23.

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке и на сайте ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»: www.chermet.net.

Автореферат разослан 5 сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 217.035.01,

доктор технических наук, __

старший научный сотрудник ^— Н.М. Александрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Важным этапом развития трубной отрасли России является постоянное повышение технических требований к трубам и листовому прокату для их производства, обусловленное ужесточением условий эксплуатации трубопроводов и требованиями по безопасности. В связи с этим важной задачей является создание и освоение промышленного производства современных трубных сталей с повышенным комплексом прочностных свойств (ств > 650 Н/мм2), ударной вязкости (KCV~m >250 Дж/см2), хладостойкости, трещиностойкости, а также расширение размерного сортамента производимого толстолистового проката (h>20 мм).

В настоящее время на металлургических комбинатах и трубных заводах проведена большая работа по модернизации оборудования. Новое прокатное оборудование вместе с установками ускоренного охлаждения (ОАО «ММК», Чер МК ОАО «Северсталь», ОАО «Уральская Сталь», ОАО «АМК») позволяет производить толстолистовой прокат из стали нового поколения класса прочности К65, а на новейшем оборудовании трубных заводов (ОАО «ВМЗ», ОАО «ИТЗ», ОАО «ВТЗ», ОАО «ЧТПЗ») высококачественные одношовные трубы диаметром до 1420 мм. Однако на момент начала настоящей работы марочный и размерный сортамент производимого проката не удовлетворял требованиям трубной промышленности: производилось значительное количество стали устаревших марок с низкой прочностью (типа 17Г1С-У) в листовом прокате ограниченных толщин (до 20 мм), для обеспечения требуемого комплекса свойств широко применялась энергозатратная технология производства стали, повышавшая себестоимость продукции, прокат обладал невысокими потребительскими свойствами. В тоже время у основного заказчика высококачественных труб возникает потребность в трубах класса прочности К65 с высокой хладостойкостью и гарантированными значениями ударной вязкости при пониженных температурах (-40 °С) (табл. 1).

В литературных источниках приводится много примеров по разработке новых сталей для труб класса прочности К65, однако химический состав сталей не публикуется полностью. Практически нет сведений о параметрах технологии термомеханической прокатки и ускоренного охлаждения. Не всегда ясно, какая микроструктура проката является наиболее благоприятной для получения заданного комплекса свойств и как ее получить при прокатке.

Исходя из изложенного, актуальной задачей является разработка технологических схем производства, обеспечивающих изготовление металлопродукции с использованием термомеханической обработки с ускоренным охлаждением. Другим важным направлением работ является поиск новых_ композиций легирования сталей, позволяющих в комплексе с современ-'

Таблица 1. Требования по механическим свойствам газопроводных труб класса прочности К65

Предел текучести с^ Н/мм2 Временное сопротивление аг, Н/ммг Относительное удлинение, б % а /а Ударная вязкость, Дж/см2 ИПГ-20, %

КСМЮ* КСУ'20**

565-665 640-760 >20 <0,90 >250 >127 >85

* - Требование по ударной вязкости ТУ 14-105-843-2008 при производстве листового проката для труб диаметром 1420 мм на 11,8 МПа. " - Требования по ударной вязкости ТУ 14-1-5546-2006 при производстве листового проката для труб диаметром 1420 мм на 9,8 МПа.

ными технологиями формировать оптимальную дисперсную структуру листового проката с наилучшим сочетанием механических и технологических свойств и экономить легирующие элементы.

Цель диссертационной работы

Установление закономерностей формирования структуры и свойств низколегированных трубных сталей в зависимости от химического состава сталей и технологических параметров термомеханической прокатки и последующего ускоренного охлаждения.

Разработка на основе определенных закономерностей рекомендаций по химическому составу стали и технологии термомеханической прокатки с ускоренным охлаждением для промышленного производства хладостойкой стали класса прочности К65 для труб магистральных газопроводов северного назначения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести исследование влияния химического состава на формирование комплекса свойств листового проката;

- изучить влияние параметров термомеханической прокатки и ускоренного охлаждения на формирование механических свойств проката;

- изучить влияние микроструктуры на механические свойства стали различного химического состава в зависимости от режима контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения;

- определить рациональный химический состав стали и режимы прокатки с ускоренным охлаждением для получения свойств проката для труб класса прочности К65;

- провести сопоставительное исследование свариваемости сталей для труб класса прочности К65 различных вариантов химического состава;

- провести опробование промышленное изготовления проката класса прочности К65 (Х80) на основе проведенных разработок.

Научная новизна

1. Определена микроструктура высокопрочной трубной стали класса прочности К65, обеспечивающая требуемое сочетание прочности с высокой вязкостью при отрицательных температурах (-40 °С) и хладостой-костью, состоящая из игольчатого феррита («80%) с размером пластин 10-15 мкм, полигонального феррита (размером зерен 10 мкм) 15-20% и фазы МА (не более 5%).

2. Получены количественные данные по влиянию объемной доли игольчатого (бейнитного) феррита на прочностные свойства феррито-бейнит-ной стали. Установлено что увеличение объемной доли игольчатого феррита на 196 даег прирост временного сопротивления на 1,2 Н/мм2 и предела текучести на 0,96 Н/мм2.

3. Показано, что присутствие в микроструктуре углеродсодержащей фазы МА в количестве не более 5% положительно влияет на ударную вязкость и хладостойкость стали. Увеличение объемной доли фазы МА приводит к снижению ударной вязкости, хладостойкости и отношения предела текучести к временному сопротивлению. При уменьшении объемной доли фазы МА в структуре образуется бейнит с выделениями карбидов (цементит), что также отрицательно влияет на ударную вязкость и хладостойкость стали.

4. На базе низкоуглеродистой стали разработана оптимальная система легирования стали класса прочности К65 с высокой вязкостью, с элементами, повышающими устойчивость аустенита (№, Мо, Си, Мп) и микролегированная ниобием и титаном (сталь типа 06Г2МНДБТ).

5. Установлено, что механические свойства стали класса прочности К65 с высокой ударной вязкостью при отрицательных температурах обеспечиваются на стали типа 06Г2МНДБТ при использовании термомеханической обработки с окончанием деформации при температурах, на 20-50 "С выше критической точки Агъ, и последующим ускоренным охлаждением со скоростью 15-20 "С/с до температур 500-560 "С.

6. Установлено, что при снижении требований по ударной вязкости свойства стали класса прочности К65 в прокате толщиной до 20 мм могут быть обеспечены на безмолибденовой стали типа 06Г2НДБТ.

Практическая значимость и реализация работы в промышленности

На основании проведенных исследований и установленных закономерностей формирования микроструктуры и механических свойств разработана промышленная технология производства листового проката для изготовления труб большого диаметра класса прочности К65.

Разработаны химические составы стали класса прочности К65 и параметры технологии контролируемой прокатки и последующего ускоренного

охлаждения при производстве толстолистового проката класса прочности К65.

Разработан химический состав и технология промышленного производства высоковязких сталей класса прочности К65, предназначенных для труб диаметром 1420 мм на рабочее давление 11,8 МПа, для комбинатов ОАО «ММК» и Чер МК ОАО «Северсталь».

Впервые в СНГ опробовано в промышленных условиях (ОАО «Алчевский металлургический комбинат») производство хладостойкого проката класса прочности К65 из безмолибденовой стали толщиной до 20 мм для электросварных труб большого диаметра.

Показано, что комплекс механических свойств листового проката класса прочности К65 может быть достигнут при различных структурах (феррит и 50% бейнита, преимущественно игольчатый феррит, феррит и мартенсит) за счет применения различных систем легирования и схем термомеханической прокатки. Оптимальным вариантом с точки зрения вязкости, хладостойкости, прочностных свойств и пластичности является низкоуглеродистая сталь системы легирования С-Мп-Мо-№-МЬ со структурой феррит - игольчатый феррит - фаза МА.

Показано, что завершение чистовой стадии прокатки выше точки Аг3 и последующее ускоренное охлаждение позволяет получить временное сопротивление на 45 Н/мм2 выше, чем при прокатке с завершением в у+а-области.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

Установленные закономерности влияния систем легирования и параметров контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на формирование микроструктуры и механических свойств проката класса прочности К65.

Предложенные системы легирования (1-й и 6-й варианты химического состава, а также безмолибденовая сталь) и соотношения химических элементов и элементов микроструктуры для получения листового проката с механическими свойствами класса прочности К65 (в соответствии с требованиями потребителей) для труб диаметром 1420 мм.

Результаты опробования производства безмолибденовой стали класса прочности К65 и технология ее изготовления для производства труб с толщиной стенки до 20 мм в соответствии с требованиями потребителей.

Влияние составляющих микроструктуры на уровень механических свойств, хладостойкости и свариваемости сталей класса прочности К65.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на ряде конференций, в том числе: на 3-й международной конференция «Металлургия XXI века» (Москва, 2007 г.); на 1-й и 2-й конференциях молодых специалистов ФГУП «ЦНИИчермет

им. И.П. Бардина» 2008 г. и 2010 г.; на международной конференции «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов» (Москва, 2009 г.)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано семь печатных работ, в том числе четыре работы - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, библиографического списка из 127 наименований и приложений; изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков и 32 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам Центра сталей для труб и сварных конструкций ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» за содействие в выполнении работы.

Основное содержание работы

Во введении раскрыта актуальность работы, обоснована цель, сформулированы задачи, научная новизна и практическое значение диссертационной работы.

В первой главе на основании опубликованных данных анализируется современное состояние разработки сталей для труб большого диаметра и обосновывается выбор направления исследования. Рассмотрены основные механизмы упрочнения листового проката и их влияние на вязко-хрупкое разрушение: твердорастворное, зернограничное, дисперсионное. Обосновывается выбор направления исследования.

Во второй главе описываются и обосновываются выбранные материалы и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач в качестве объектов исследования были взяты опытно-промышленные плавки современных трубных сталей, изготовленные в соответствии с поставленной в работе задачей и развиваемым подходом, а также экспериментальные стали лабораторной выплавки, используемые для изучения влияния композиций химического состава и параметров структуры (размера зерна, объемной доли структурных составляющих). Для достижения требуемого уровня свойств в сталь были введены элементы, влияющие на кинетику превращения аустенита, упрочняющие сталь по твердораствор-ному и дисперсионному механизмам. Для экспериментальных плавок был предложен базовый состав стали: 0,05-0,07% С; 1,6-1,8% Мп; 0,05-0,07% №>; 0,2-03% дополнительно легированной Мо, Си, V, Сг в различных сочетаниях. Химический состав основных объектов исследования представлен в табл. 2.

Выплавку лабораторных плавок производили в вакуумной индукционной печи. Масса плавок - 10 кг, размеры заготовок под прокат-

•а

V

н и X

а

к «

а

о <

и и 8

[ 0,206 0,196 0,21 0,229 0,216 0,198

и" о" 0,434 0,46 0,461 0,452 0,414

сл и 10,006 ] 0,004 0,005 1 0,006 0,004 0,004

< о ю а 10,004 0,004 0,004 еоо'о 0,005 ЗОО'О

•л г 'X 0,005 0,005 0,0051 0,0051 0,005 0,005

« о н к > 8 * са « с с о о 0,073 о о 0,066

V г 4> < Я) Р 10,014 0,018 0,015 0,019 0,014 0,022

X X и и Мо л Я Л 1 0,20 1 0,35 0,036 1*0 0,17 Т'О

V 8 ыь ь я 01 я 1 0,08 ] 0,07 0,076 0,11 0,081 0,07

о «г Си О) к о « 0,19 о о 0,32 0,15 0,21

Ц в а о № Ш 0,22 0,28 0,35 0,33 0,19 0,23

и а 3 Сг о о о 0,30 0,16 0,21

сл 0,22] 0,21 0,23 0,24 0,20 0,21

Мп 1,83| 1,55 1,60 | 1,53 1,68 1,75

и 0,047 0,066 0,067 0,051 0,059 0,059

Ж

% а < с гН м со ш VI)

Базовый состав + легирующие элементы | | Мо, Си Мо Мо, V ЫЬ(повышенный), Си, Сг Мо, Си, Сг |Мо (пониженный), V, Си, Сг

ку - 60x50x80 мм. Прокатку опытных слитков на полосу толщиной 10,5 мм осуществляли на лабораторном прокатном стане. Нагрев металла под прокатку проводили в камерной печи; общее время нагрева и выдержки составляло 1,5 ч; температура металла перед прокаткой составляла 1160-1180 "С. Черновую стадию прокатки осуществляли за один проход с деформацией 40%, затем следовала пауза для под-стуживания металла, после чего производили чистовую прокатку за три прохода до окончательной толщины с суммарной степенью деформации более 70%. Прокатку и ускоренное охлаждение осуществляли по следующим схемам:

а - контролируемая прокатка с завершением в у+а-области;

б - контролируемая прокатка с завершением в у-области с последующим ускоренным охлаждением (20 °С/с);

в - контролируемая прокатка с завершением в у+а-области с последующим ускоренным охлаждением (20 °С/с).

Стали промышленного производства выплавляли в 300-т конвертерах ОАО «Алчевского металлургияеско-го комбината», подвергали внепечной обработке, включая вакуумирова-ние, и разливали на установке непрерывной разливки. Слябы размерами 220x1200 мм прокатывали на двухкле-тьевом реверсивном стане 3000 и подвергали охлаждению в установке контролируемого охлаждения ламинарного типа конструкции ОАО «НКМЗ».

Определение прочностных и пластических свойств проводили в соответствии с ГОСТ 1497 и АБТМ А370.

Ударную вязкость определяли на образцах типа 1 и 11 по ГОСТ 9454 при температуре испытания от +20 до -100 "С, и при этом определяли переходную температуру от вязкого к хрупкому разрушению Г80, соответствующей 80 % вязкой составляющей в изломе образцов. Определение доли вязкой составляющей в изломе образцов для ИПГ проводили в соответствии с ГОСТ 30456. Твердость по Викерсу определяли по ГОСТ 2999 на приборе Struers Duramin 20.

Исследование микроструктуры проводили методами световой микроскопии (с использованием микроскопов Neofot-21 и Olympus), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ); сканирующей электронной микроскопии (СЭМ); с использованием приставки для рентгеновского микроанализа и рентгеновской дифрактометрии (электронный микроскоп JEM-7 с приставкой для рентгеновского микроанализа).

Исследование фазовых превращений горячедеформированного аус-тенита проводили с помощью дилатометра типа 805 фирмы «БЭР-ГЕРЕТЕБАУ», оснащенного приставкой для деформирования образцов сжатием. Наряду с построением термокинетических диаграмм исследовали формирование структуры при термомеханической обработке, варьируя параметры деформации и охлаждения.

Исследование свариваемости стали проводили методом имитации термических циклов в околошовной зоне при сварке с построением термокинетических диаграмм превращения аустенита сталей после нагрева до 1300 °С, также исследовали влияние скорости охлаждения (тепловложения при сварке) на твердость и ударную вязкость металла околошовной зоны.

Для повышения достоверности полученных результатов в работе широко использовали статистические методы обработки данных, включая корреляционный и регрессионный анализы.

Третья глава посвящена исследованию влияния температурных параметров термодеформационной обработки и ускоренного охлаждения после горячей пластической деформации на микроструктуру стали. С применением дилатометра 805 «БЭР-ГЕРЕТЕБАУ» построены термокинетические диаграммы превращения горячедеформированного аустенита, имитирующие условия контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением. На рис. 1 приведены диаграммы превращения горячедеформированного аустенита стали с молибденом и без молибдена. Показано, что в стали с молибденом, перлитное превращение протекает при скоростях охлаждения менее 1 °С/с. В безмолибденовой стали перлитное превращение начинается при скоростях охлаждения менее 5 °С/с. Ферритное превращение протекает при скоростях охлаждения менее 50 "С/с. Важным отличием стали с молибденом от безмолибденовой является более низкие температуры начала ферритного и бейнитного превращений (730, 610 и 750, 660 "С соответственно). Проведено исследование влияния скорости охлаждения

Время охлаждения, с

Рис. 1. Термокинетическая диаграмма превращения переохлажденного аустенита безмолибденовой стали и стали с молибденом

800

780

5ц 760

{? 740

I 720 о.

¡о 700 ЧГ 680 ¡660 £ 640 620 600

НУ

1 г

300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200

10 15 20 25 30 Скорость охлаждения, °С/с

35

40

Рис. 2. Зависимость твердости и временного сопротивления (эмпирические значения) от скорости охлаждения

Й!

800 780 760

É 740 I 720

g 700

•У 680 |660 S 640

О

620 600

о.

HV

---1 i-1 1-1 1

300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200

300 350 400 450 500 550 600 650 Температура завершения ускоренного охлаждения,°С

Рис. 3. Зависимость твердости и временного сопротивления (эмпирические значения) от температуры завершения ускоренного охлаждения

и температуры завершения ускоренного охлаждения на формирование микроструктуры. Увеличение скорости охлаждения повышает твердость структурных составляющих, приводит к уменьшению объемной доли полигонального феррита и увеличению продуктов сдвигового превращения. Увеличение твердости образцов, охлаждавшихся со скоростью 30 "С/с, по сравнению с охлаждавшимися со скоростью 10 °С/с составило в среднем 18 НУ. Объемная доля полигонального феррита при увеличении скорости охлаждения до 30 "С/с уменьшилась с 40 до 15%. По эмпирической зависимости временного сопротивления от твердости (ств = 9,8ЬНУ/3) был определен уровень прочности экспериментальных образцов, охлажденных с различными скоростями (рис. 2). Оптимальное значение временного сопротивления (740 Н/мм2) было у образца, охлажденного со скоростью 20 "С/с.

Понижение температуры завершения ускоренного охлаждения также приводит к увеличению твердости металла (рис. 3).

Проведенное исследование позволило установить, что оптимальная скорость охлаждения составляет 20 °С/с, температура завершения охлаждения должна быть в интервале 500-600 "С. При данном режиме обработки в микроструктуре стали присутствует игольчатый и полигональный феррит. Временное сопротивление достигает высоких значений. Эти результаты были использованы в дальнейших исследованиях.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния систем легирования на механические свойства и микроструктуру стали эксперименталь-

ных плавок. Проведенное исследование показало, что оптимальными механическими свойствами обладает сталь первой композиции химического состава (плавка №1, см. табл. 1). Для изучения влияния варианта легирования стали на механические свойства и микроструктуру были выплавлены опытные плавки шести вариантов легирования (см. табл. 1) и прокатаны по двум режимам контролируемой прокатки:

а - с завершением в у-области (выше Агъ на 20-30 °С) и последующим ускоренным охлаждением (20 °С/с);

б - с завершением в у-области (выше Аг3 на 5-10 °С) и последующим ускоренным охлаждением (20 °С/с).

На рис. 4 приведены механические свойства стали шести вариантов химического состава и двух режимов прокатки.

Прочностные свойства всех исследованных сталей удовлетворяют требованиям для стали класса прочности К65(Х80). Для вариантов легирования плавок №2 и №4 характерно самое низкое содержание марганца и наличие физического предела текучести, механические свойства при этом находятся на нижнем пределе. Сталь варианта легирования базовый состав + Мо-Си (плавка №1) имеет максимальные значения ударной вязкости во всем исследованном интервале температур независимо от режима прокатки (КО/-20 = 227-295 и КСУ'100 = 125+229 Дж/см2), критическая температура хрупкости этой стали находится ниже -100 °С (табл. 3).

Рис. 4. Механические свойства стали шести вариантов химического состава и двух режимов прокатки

Сталь варианта легирования: базовый состав + Мо и V (плавка 3), показавшая самые высокие значения прочностных свойств, при температурах испытаний до -40 "С показала сопоставимые результаты по ударной вязкости с другими сталями, но при температурах ниже -40 °С имеет более низкие значения ударной вязкости.

Температура вязко-хрупкого перехода Тт была определена для плавок №№ 2-6, для плавки № 1 температура вязкохрупкого перехода Tso лежит ниже -100 "С.

Плавки вариантов легирования: базовый состав+Мо-Cu и базовый состав + Мо показали не только высокий уровень ударной вязкости (KCV'*0 = 142-f-258 Дж/см2), но и температуру вязкохрупкого перехода, лежащую ниже -100 "С.

Для вариантов легирования: базовый состав+Мо-V (плавка №3) и базовый состав+Мо-Cu-Cr (плавка №5) характерны самые низкие из исследованных образцов значения ударной вязкости и самые высокие значения Т*80. Для стали плавки №1 характерно низкое соотношение предела текучести к временному сопротивлению.

Максимальными значениями ударной вязкости во всем интервале температур обладает сталь системы легирования Мо-Cu (плавка №1), (KCV~20 = 295 и КО/-100 = 229 Дж/см2), критическая температура хрупкости (Г80) этой стали находится ниже -100 "С. Самая прочная сталь №3 при температурах испытаний до -40 "С показала сопоставимые результаты с другими сталями, но при температурах ниже -40 "С имеет более низкие значения ударной вязкости.

Плавки с химическим составом №1, №2 и №6 показали не только высокий уровень ударной вязкости (KCV~&0 - 142+258 Дж/см2), но и температуру вязкохрупкого перехода, ниже -100 °С.

Металлографическое и электронно-микроскопическое исследование микроструктуры показало, что путем варьирования химического состава и режимов термомеханической обработки с ускоренным охлаждением можно получить набор различных структур. Выявлено влияние структурного состояния на комплекс механических свойств. Зависимость механических свойств от объемной доли полигонального феррита выражается следующими уравнениями:

стт = -1,177 V^ + 609,3 г = 0,51, о = -1,265 Уфп + 729,5 г = 0,82, 6 = 0,054 V. +23,86.

<рп

При увеличении объемной доли полигонального феррита прочностные свойства снижаются.

Таблица 3. Результаты испытаний экспериментальных плавок

Вариант легирования (номер плавки) № листа Ударная вязкость КСУ при температуре испытания, средние значения, Дж/см2 т °с

-20 -40 -60 -80 -100

Мо, Си(1) 1 295 274 258 259 230 Ниже -100

2 237 255 229 170 173 Ниже -100

Мо (2) 1 190 181 167 159 153 Ниже -100

2 199 197 165 159 113 Ниже -100

Мо, V (3) 1 164 160 123 119 21 -84

2 206 166 89 130 27 -59

М> (повыш.), Си, Сг(4) 1 191 184 153 126 102 -92

2 151 194 170 165 113 Ниже -100

Мо, Си, Сг (5) 1 203 172 148 156 55 -78

2 226 214 178 202 110 -96

Мо, V, Си, Сг (6) 1 183 199 168 141 127 Ниже -100

2 273 273 242 249 142 -94

Таблица 4. Свойства экспериментальных образцов стали

Вариант химического состава Режим КП+УО ь -5 N К £ 1Л 00 Доля вязкой составляющей (%) при температуре, •с г«/с

-80 -60 -40 -20

1 Базовый состав + Мо, Си 1 589 779 18 0,756 67 89 100 100 -68

2 619 733 21 0,844 100 100 100 100 Ниже -80

3 598 702 24,8 0,851 97 100 100 100 Ниже -80

4 589 769 22 0,765 56 67 75 78 Выше -20

2 Базовый состав + Мо, V, Си, Сг 1 561 744 22,4 0,754 98 100 100 100 Ниже -80

2 545 729 26,2 0,748 96 100 100 100 Ниже-80

3 586 693 25 0,846 99 100 100 100 Ниже-80

4 559 749 21 0,746 89 100 100 100 Ниже -80

Помимо объемной доли полигонального феррита на механические свойства влияет наличие в структуре бейнита, мартенсита, игольчатого феррита и их соотношение. Структура, состоящая из игольчатого феррита бейнита и мартенсита с незначительной долей полигонального феррита, обладает высокими прочностными свойствами, соответствующими классу прочности Х90 (по международному стандарту ISO), либо близкими к ним (вариант легирования Mo-V и Mo-Cu-Cr). Характерной особенностью этой группы сталей является отсутствие физической площадки текучести. Микроструктура образцов с механическими свойствами, характеризуемыми высоким временным сопротивлением (значения близки к верхней границе требований к стали класса прочности Х80) и низким значением предела текучести, представляет собой смесь игольчатого феррита и мартенсита с незначительной объемной долей полигонального феррита («10%) (вариант легирования Мо-Cu и Mo-V-Cu-Cr). Площадка текучести на этих образцах стали также отсутствует. Структура с механическими свойствами, соответствующими классу прочности К65 (Х80), состоит из полигонального феррита (до 40%) и смеси игольчатого феррита и бейнита. Образованию в микроструктуре мартенсита способствует наличие достаточно большой массовой доли молибдена. Присутствие в микроструктуре большой доли мартенсита приводит к повышению прочностных свойств и снижению отношения предела текучести к временному сопротивлению.

Наиболее предпочтительным комплексом свойств для стали класса прочности К65 (Oj ств, 65, KCV и Тт) обладают плавки вариантов легирования: базовый + Мо-Cu и базовый + Mo-V-Cu-Cr; их химический состав был выбран для дальнейшего исследования. Также представляло интерес опробование в промышленности безмолибденовой композиции химического состава на основе варианта легирования Мо-Cu для производства труб диаметром 720 мм с толщиной стенки 20 мм.

Пятая глава посвящена исследованию влияния режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на механические свойства и микроструктуру экспериментальных плавок. Проведено сравнительное исследование влияния технологии контролируемой прокатки (КП) и контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением (КП+УО) на механические свойства и микроструктуру. Показано, что применение технологии КП+УО позволяет получить повышенное значение ав (на 35-53 Н/мм2), более низкое отношение от/ая, KCV выше на 50-70 Дж/см2 при температуре -40 "С и Тт ниже -100 °С. Микроструктура образцов, обработанных: по режиму КП, состоит из феррита (деформированный «50%) и бейнита; по режиму КП+УО - из полигонального феррита (5-10%), игольчатого феррита и мартенсита. Так как сталь после контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением имеет более высокий комплекс механических свойств, было

Рис. 5. Микроструктура экспериментальных образцов стали: а - игольчатый феррит, б - полигональный феррит, в - малоуглеродистый мартенсит, х15 ООО

более подробно изучено влияние температурных режимов термомеханической прокатки с ускоренным охлаждением на механические свойства. Опробованы четыре режима контролируемой прокатки:

1 и 2 - с завершением в у-области и последующим ускоренным охлаждением до 450 °С (1), до 550 °С (2);

3 и 4 - с завершением в у+а-области и последующим ускоренным охлаждением до 450 °С (3), до 350 °С (4).

Прокат с прочностными свойствами, удовлетворяющими классу прочности К65 (Х80) (табл. 4) был получен по всем опробованным режимам обработки. Относительное удлинение в случае прокатки плавки №1 по режиму 1 имеет значение ниже требований к классу прочности К65(Х80).

Для образцов, обработанных по режимам 1 и 2, характерны самые высокие значения временного сопротивления и низкие значения от/сгв «0,75. При испытании на ударную вязкость в интервале температур от -20 до -80 °С температура вяз-кохрупкого перехода была определена для образцов, обработанных по режимам 1 и 4. Образцы, обработанные по режимам 2 и 3, показали не только высокий уровень

Рис. 6. Микроструктура стали класса прочности К65 после контролируемой прокатки: а - с завершением в у-области и с ускоренным охлаждением; б - с завершением в у+а-области и с ускоренным охлаждением

ударной вязкости (в 1,5-2 раза выше), но и температуру вязкохрупкого перехода ниже - 80 °С.

Основной структурной составляющей во всех исследованных образцах является игольчатый феррит (рис. 5, а). В образце, обработанном по режиму 1, обнаруживается небольшая доля полигонального (рис. 5, б) и квазиполигонального феррита. В микроструктуре образца, обработанного по режиму 2, присутствуют те же структурные составляющие, что и в образце, обработанном по режиму 1, доля игольчатого феррита меньше.

В образце, обработанному по режиму 3, структурные сотавляющие -игольчатый феррит и полигональный феррит присутствуют в равных долях. Зерна полигонального феррита крупные. В образце, обработанном по режиму 4, присутствует мартенсит (рис. 5, в) (в мартенситных пакетах в большом количестве присутствует аустенит в основном в виде узких выделений вдоль пластин мартенсита). Также присутствует двойникованный мартенсит (объемная доля незначительна) и полигональный феррит.

Показано, что оптимальная микроструктура, обеспечивающая механические свойства, соответствующие классу прочности К65 представляет собой смесь полигонального (=15%) и игольчатого феррита (плавка №1, режимы обработки 2 и 3). Оптимальным режимом для производства штрип-са класса прочности К65 в промышленных условиях является термомеханическая прокатка с завершением в нижней части у-области и последующим ускоренным охлаждением до температур 500-550 °С. При таком режиме обработки сталь обладает высокими механическими свойствами и хорошей хладостойкостью; микроструктура состоит из полигонального и игольчатого феррита (рис. 6, а). Завершение чистовой прокатки ниже температуры 730-740 "С (в двухфазной у+а области) приводит к резкому снижению ударной вязкости. В структуре образуется значительное количество мягкой фазы (квазиполигонального феррита) и прочных фаз - игольчатый феррит и мартенсит (рис. 6, б). Помимо снижения ударной вязкости, образцы имеющие феррито-мартенситную структуру, обладают низким отношением предела текучести к временному сопротивлению («0,74). Доля вязкой составляющей в изломе достигает 100% (во всем исследованном интервале температур) при завершении чистовой прокатки в интервале температур 710-770 °С, данные температуры находятся в интервале -20+40 "С от температуры Агу При температуре завершения ускоренного охлаждения менее 440 "С наблюдается резкое снижение доли вязкой составляющей в изломе. Это можно связать с образованием в структуре участков мартенсита, обильное выделение которого наблюдается при завершении ускоренного охлаждения ниже 370 °С.

В шестой главе приводятся результаты исследования свариваемости листового проката класса прочности К65, легированного молибденом и без молибдена. Химический состав безмолибденовой стали класса прочности К65 характеризовался повышенной объемной долей марганца и дополнительным легированием никелем и медью (до 0,30 %).

На диаграмме анизотермического превращения безмолибденовой стали присутствует развитая область бейнитного (промежуточного) превращения. Бейнитная составляющая присутствует в металле околошовной зоны при всех скоростях охлаждения в исследуемом интервале скоростей охлаждения (3,8 - 100 °С/с), соответствующих практически всем видам и режимам сварки труб и трубопроводов. Бейнит продолжает сохраняться

до скорости охлаждения ОД °С/с. Это свидетельствует об очень высокой структурной стабильности стали. Превращения, проходящие по диффузионной кинетике с образованием полигонального феррита, наблюдаются при скоростях охлаждения менее 5 "С/с. Перлитная составляющая в металле околошовной зоны в стали исследуемого состава в исследуемых пределах скоростей охлаждения наблюдается при скорости менее 1,5 °С/с. В содержащей молибден стали перлитное превращение во всем исследованном интервале скоростей охлаждения отсутствует. В области скоростей охлаждения, соответствующих реальным видам и режимам сварки, применяемым при изготовлении трубопроводов, полностью подавлено превращение, проходящее по диффузионной кинетике с образованием полигонального феррита. Ферритное превращение проходит только в области низких скоростей охлаждения (менее 0,6 °С/с).

Мартенситная составляющая в структуре околошовной зоны безмолибденовой стали, являющаяся ответственной за образование холодных трещин, находится при скоростях охлаждения после сварки более 70 °С/с. Для стали с молибденом мартенситная составляющая присутствует при скорости охлаждения после сварки более 80 °С/с. При сварке технологических швов в процессе производства труб скорость охлаждения металла ОШЗ составляет порядка 120 °С/с, и при этом в структуре наблюдается до 15% мартенситной составляющей.

Влияние скорости охлаждения после сварки на изменение ударной вязкости (рис. 7) позволяет определить наилучшее структурное состояние металла околошовной зоны. Максимальный уровень ударной вязкости безмолибденовой стали при температуре испытания образцов +20 °С соответствует скорости охлаждения порядка 15 °С/с и структуре зернистого бейнита с некоторым количеством игольчатого бейнита. При снижении температуры испытания максимум ударной вязкости смещается в сторону больших скоростей охлаждения и для температур испытания -40 и -60 "С соответствует скорости охлаждения 100 °С/с. При этом значение максимума снижается. При снижении температуры испытания максимум ударной вязкости снижается с 225 Дж/см2 при +20 "С до 40 Дж/см2 при -60 °С. При снижении скорости охлаждения до 10 °С/с происходит резкое падение ударной вязкости при температурах испытания -30, -40 и -60 °С, которая при дальнейшем снижении скорости охлаждения до 0,ГС/с практически сохраняется на том же уровне, что и при 10 °С/с. При температурах испытания +20, 0, -20 °С падение ударной вязкости не столь резкое. Увеличение скорости охлаждения от скорости, соответствующей максимальному уровню ударной вязкости, приводит к снижению ударной вязкости особенно резко при мартенситной структуре металла околошовной зоны.

Максимальный уровень ударной вязкости металла околошовной зоны стали класса прочности К65 с достаточно низким содержанием углеро-

без молнвдена

с молибденом

Ш* I' II

(МВТВГа-Ося

Рис. 7. Зависимость ударной вязкости от скорости охлаждения исследуемых сталей

да 0,06% и достаточно высоким содержанием никеля (0,37 %) и молибдена (0,263 %) соответствует скорости охлаждения 10 °С/с для температуры испытания +20 "С и 45 °С/с для всех остальных температур испытания и структуре пластинчатого бейнита с некоторым количеством игольчатого бейнита. Снижение температуры испытания приводит к снижению максимального уровня ударной вязкости.

Снижение ударной вязкости при увеличении скорости охлаждения выше 45 °С/с связано с появлением мартенсита в структуре околошовной зоны: в начале мартенсита, образующегося по бейнитной кинетики, а затем при скорости выше 100 °С/с - обычного мартенсита.

Снижение скорости охлаждения с 45 до 10 °С/с вызывает резкое падение ударной вязкости при отрицательных температурах испытания, что связано с изменением морфологии бейнита от пластинчатого к зернистому. Дальнейшее уменьшение скорости охлаждения до 0,ГС/с не приводит к изменению уровня ударной вязкости.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к трубам, изготавливаемым из стали исследуемого состава, ударная вязкость по линии сплавления сварного соединения при температуре испытания -40 "С должна быть не менее 70 Дж/см2. Требуемый уровень ударной вязкости металла

540 560 580 600 620 640 температура завершения УО, "С

? i

I х 2

J т S

S. г -

0,9 0,89 0,88

5 S 0,87

ш S- о

i S г 0-86

I i I 0-85

i т S 0,84 о Í

___^ ф.

♦

► ♦Ч

у = -0 ХЮх+1 ,064

%

540 560 580 600 620 640 температура завершения УО, °С

околошовной зоны для безмолибденовой стали достигается в интервале скоростей охлаждения 20 - 108 °С/с. Для стали с содержанием молибдена интервал составляет 12-108 °С/с. Этот интервал скоростей охлаждения позволяет получать сварные соединения с необходимыми свойствами при монтажной сварке (скорость охлаждения - 30 °С/с) и при сварке в среде защитных газов (скорость охлаждения -120 °С/с). Исключение составляет температура испытания -60 "С.

Показано, что листовой прокат из сталей разработанных химических составов обладает хорошей свариваемостью. Безмолибденовая сталь класса прочности К65 в широким интервалом скоростей охлаждения при сварке (2-290 °С/с) обеспечивает, как требуемые механические свойства сварных соединений, так и отсутствие склонности к образованию холодных трещин, что позволяет при изготовлении сварных конструкций применять автоматическую сварку под флюсом, ручную дуговую сварку, сварку в среде защитных газов и выполнение корневых швов при монтажной сварке целлюлозными электродами.

В седьмой главе приведены результаты промышленного производства листового проката класса прочности К65 в ОАО «Алчевский металлургический комбинат». В условиях модернизированного оборудования, на основе проведенных исследований разработана технология промышленного производства листового проката для труб класса прочности К65. Выявлены зависимости механических свойств от температурных параметров контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения (рис. 8).

540 560 580 600 620 640 температура завершения УО, "С

Рис. 8. Зависимость механических свойств от температуры завершения ускоренного охлаждения

Таблица 5. Механические свойства основного металла труб класса прочности К65 диаметром 720 мм с толщиной стенки 19,3 мм

а^ Н/мм2 ст>, Н/мм2 65,% АСУ"20, Дж/см2 ипг-20, %

663-693 674,5 555-575 563,9 20-24,5 21,77 0,808-0,867 0,837 126-293 185,8 90-100 99,5

Таблица 6. Механические свойства сварного соединения труб класса прочности К65.

ст>, Н/мм2 Ударная вязкость центра шва, Дж/см2 %арная вязкость на линии сплавления, Дж/см2

кси-60 КСу-20 КСУ-40 кси-60 ко/-20 АСУ-40

630-700 673 74-210 147 81-179 151 74-311 137 70-315 220 130-293 225 70-293 184

Определены оптимальные температурные режимы контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения для производства листового проката класса прочности К65: завершение чистовой прокатки в нижней части у-области, последующее ускоренное охлаждение со скоростью « 20 °С/с до температуры ниже 590 °С.

В ОАО «Выксунский металлургический завод» была поставлена партия листового проката толщиной 19,3 и 17,8 мм класса прочности К65 (Х80). Из листов опытной партии были изготовлены трубы диаметром 720 и 530 мм. Механические свойства основного металла труб и сварного соединения (табл. 5 и 6) полностью удовлетворяют требованиям нормативно-технической документации.

Изучено влияние режима ускоренного охлаждения на формирование микроструктуры, обеспечивающей получение механических свойств проката, соответствующих классу прочности К65. Механические свойства проката обеспечены структурой, состоящей из мелкого равноосного фер-ритного зерна (2-6 мкм), игольчатого феррита (более 40%) и бейнита около 3%. Для производства безмолибденовой стали класса прочности К65 рекомендован режим: контролируемая прокатка с завершением в нижней части у-области и последующее охлаждение со скоростью 15-20 "С/с до температур 590-550 *С.

В приложении приведен акт освоения промышленного производства листового прокат класса прочности К65 на ОАО «Алчевский металлургический комбинат».

ВЫВОДЫ

1. На основе комплексных лабораторных и промышленных исследований влияния различных схем легирования и режимов термомеханической обработки на структуру и механические свойства проката для магистральных трубопроводов предложен химический состав хладостойкой стали содержащей молибден для магистральных газопроводов диаметром 1420 мм с рабочим давлением 11,8 МПа и экономнолегированая сталь без молибдена для труб диаметром 720-1020 мм с рабочим давлением 9,8 МПа. Оптимизирована микроструктура сталей и соответствующий режим термомеханической обработки.

2. Установлено, что хладостойкая сталь с молибденом, содержащая (мае. %) 0,06-0,08 С, 1,7-1,8 Мп, 0,06-0,08 Nb, 0,2-0,3 Mo, 0,2-0,3 Ni, 0,2-0,3 Си, 0,015-0,030 Ti характеризуется после ТМО пределом прочности ств > 650 Н/мм2 и ударной вязкостью при отрицательных температурах KCV~40 > 250 Дж/см2. Экономнолегированная сталь без молибдена, содержащая (мае. %): 0,06-0,08 С; 1,65-1,75 Мп; 0,04-0,06 Nb; 0,04-0,06 V; 0,150,25 Ni; 0,15-0,25 Си, после ТМО имеет ав > 650 Н/мм2 и-КСУ"40 > 127 Дж/см2. Обе стали соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

3. Установлено, что для стали с молибденом высокие прочностные характеристики и высокая хладостойкость (доля вязкой составляющей в изломе образца для ИПГ при температуре испытания -20 "С > 90%) достигаются за счет формирования оптимальной мелкозернистой структуры, состоящей из 80 об. % игольчатого феррита, 10-15 об.% полигонального феррита и до 5 об. % мартенсита и остаточного аустенита. Показано, что увеличение объемной доли полигонального феррита свыше 25% снижает прочностные свойства. Уменьшение доли полигонального феррита до 5 об. % и увеличение доли игольчатого феррита до 90-95% приводит к снижению значений -KCV-40 на 70-100 Дж/см2.

4. Режим термомеханической обработки включает чистовую прокатку с завершением в температурной области существования аустенита («800 °С) и ускоренное охлаждение до температуры 500-600 °С со скоростью 15-20 "С/с. Предложенный режим обеспечивает требуемый комплекс механических свойств стали в соответствии с разработанными техническими условиями ТУ14-1-5578-2009 за счет достижения установленного количественного соотношения структурных составляющих и формирования особомелкого зерна феррита размером до 6 мкм.

5. Микроструктура проката, изготовленного по оптимальному режиму термомеханической обработки из экономнолегированной стали без молибдена состоит из игольчатого феррита (75—80 об. %), полигонального феррита размером 2-6 мкм (15-20 об. %) и бейнита (< 5 об. %).

6. Показано что, разработанные стали имеют удовлетворительную свариваемость. Металл околошовной зоны обладает высоким сопротивлением хрупкому разрушению (KCV~20 > 140 Дж/см2) и не склонен к образованию «холодных» трещин за счет низкого значения углеродного эквивалента и Р .

cm

7. В условиях ОАО «Алчевский металлургический комбинат» для труб класса прочности К65 из экономнолегированной стали без молибдена освоена технология производства листового проката размерами 17,8x1599x11650 мм и 19,3x21187x11650 мм. Листовой прокат по уровню механических свойств соответствует требованиям нормативно-технической документации. Произведенный металл в количестве 2892 т поставлен в ОАО «Выксунский металлургический завод» для изготовления газопроводных труб большого диаметра.

Результаты исследования использованы при разработке технологии термомеханической обработки хладостойкой стали класса прочности К65 в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ЧерМК «Северсталь».

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Науменко A.A., Пемов И.Ф., Якушев Е.В. Влияние морфологических особенностей феррита на свойства малоперлитной трубной низколегированной стали контролируемой прокатки. Сб. тр. 3-й международной конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века». 2007.

2. Науменко A.A., Морозов Ю.Д., Пемов И.Ф., Тихонюк A.C., Писма-рев К.Е., Мартынов П.Г. Опробование производства листового проката класса прочности Х80 на ОАО «Алчевский металлургический комбинат» // Металлург. 2009. № 5. С. 42-45.

3. Морозов Ю.Д. Науменко A.A. Исследование влияния композиции химического состава на комплекс механических свойств и микроструктуру листового проката класса прочности К65(Х80) // Металлург. 2009. № 11. С. 51-55.

4. Науменко A.A., Морозов Ю.Д. Разработка технологии промышленного производства листового проката класса прочности К65 на ОАО «АМК». Конференция Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов. 2009. г. Москва

5. Пемов И.Ф., Морозов Ю.Д., Якушев Е.В., Науменко A.A., Зырянов В.В., Лопаткин В.А. Расширение технических возможностей производства современного высокопрочного штрипса после реконструкции сталеплавильного и прокатного переделов // Металлург. 2010. № 2. С. 54-60.

6. Морозов Ю.Д., Науменко А.А, Лясоцкий И.В. Влияние термодеформационных режимов прокатки и ускоренного охлаждения на формирование механических свойств листового проката класса прочности Х80 // Металлург. 2010. № 10. С. 57-62.

7. Науменко А.А. Влияние термодеформационных режимов прокатки и ускоренного охлаждения на формирование механических свойств листового проката класса прочности Х80: 2-я конференция молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий» (8-9 декабря 2010, г. Москва).

Подписано в печать 18.08.11. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ № 115. Отпечатано в ЗАО «Металлургиздат» 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., 9/23

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Основные требования предъявляемые к высокопрочным сталям для труб магистральных газопроводов.

1.2 Современные стали для производства листового проката для труб класса прочности К60-К65.

1.2.1 Современный подход к созданию высокопрочных трубных сталей для труб.

1.2.2 Механизмы упрочнения низколегированных трубных сталей.

1.2.3 Влияние элементов химического состава на механические свойства и структурное состояние низколегированной стали.

1.2.4 Влияние химического состава и технологических параметров на структуру стали.

1.2.5' Влияние параметров микроструктуры на свойства металла при трубном переделе — эффект Баушингера и деформационное упрочнение металла.

1.3 Технологические параметры производства листового проката класса прочности К60-К65.

1.3.1 Классификация видов контролируемой прокатки.

1.3.2 Влияние технологии контролируемой прокатки на структуру и свойства.

Выводы по главе.

Глава 2. Материалы и методики исследований.

2.1 Обоснование выбора исследуемых сталей.

2.2 ' Выплавка исследуемых сталей.

2.3 Прокатка исследуемых сталей.

2.4 Ускоренное охлаждение исследуемых сталей.

2.5 Изучение свариваемости опытных сталей.

2.6 Определение механических свойств.

2.7 Изучение структуры.

2.8 Изучение кинетики превращения аустенита при непрерывном охлаждении.

Глава 3 Исследование влияния режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на формирование микроструктуры.

3.1 Исследование кинетики превращения переохлажденного аустенита стали двух химических составов.

3.2 Исследование формирования структуры при ускоренном охлаждении стали с молибденом.

Выводы по главе.

Глава 4 Исследование влияния химического состава на механические свойства и структуру листового проката.

4.1 Влияние химического состава на прочностные свойства стали.

4.2 Хладостойкость опытных сталей. Определение критической температуры хрупкости.

4.3 Влияние химического состава на микроструктуру стали.

Выводы по главе.

Глава 5 исследование влияния режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на структуру и механические свойства.

5.1 Влияние режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на комплекс механических свойств.

5.2 Влияние режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на комплекс механических свойств на лабораторном стане.

5.3 Влияние режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на микроструктуру исследованных сталей.

Выводы по главе.

Глава 6 Исследование свариваемости листового проката класса прочности К65 различных вариантов химического состава.'.

6.1 Исследование свариваемости экспериментального листового проката из стали легированной молибденом'класса прочности

6.2 Исследование свариваемости листового проката класса прочности К65 из безмолибденовой стали.

Выводы по главе.

Глава 7 Промышленное опробование производства листового проката класса прочности К65 на ОАО «АМК».

7.1 Промышленное опробование производства листового проката класса прочности К65 из безмолибденовой стали в условиях ОАО

АМК».

Выводы по главе.

Развитие отечественной металлургии в значительной степени определяется потребностями нефтегазового комплекса промышленности -необходимостью реконструкции и прокладки новых трубопроводов для транспортировки нефти и газа. Для обеспечения высокой надежности газо- и нефтепроводов в различных климатических условиях листовой прокат, предназначенный для изготовления сварных труб, должен иметь повышенный уровень прочностных свойств, низкотемпературной вязкости

Л лл

КСУ - не менее 200 Дж/см ), хладостойкости (ИПГ"~ > 90 % по разным спецификациям), а также обладать хорошей свариваемостью и стойкостью против коррозионного воздействия. Необходимость достижения высокого уровня вязкости низколегированного листового проката и труб определяет задачи поиска новых технологий и снижение издержек металлургического передела за счет оптимизации-химического состава листового проката.

Новые отечественные высокопрочные трубные стали для северных условий эксплуатации должны характеризоваться минимальным углеродным эквивалентом металла и высоким уровнем хладостойкости: Это позволит осуществлять сварку в полевых условиях с незначительным предварительным подогревом или даже без него, а также улучшить вязкость в зоне термического влияния. Применение сталей с однородной микроструктурой позволит понизить склонность трубного металла к растрескиванию и образованию трещин при сварке, формовке труб и эспандировании.

Перспективные требования основных потребителей трубной продукции в России (ОАО «Газпром» и АК «Транснефть») к трубам определяются как потребностями развития действующей системы

О О магистральных трубопроводов на 75 кгс/см" и 55 кгс/см" (сооружение дополнительных ниток в действующих коридорах и перемычек между 4 коридорами, реконструкция, капитальный ремонт), так и реализацией новых проектов. При постройке новых трубопроводов, для повышения производительности и экономической эффективности, становится обоснованным переход на рабочее давление 9,8 МПа и выше, что позволяет увеличить дальность транспорта природных ресурсов, осуществлять транспортировку нефти и газа с морских месторождений и прямые поставки нефти и газа, обеспечить надежность транспортировки и снизить удельные затрат на транспортировку природных ресурсов.

Повышение рабочего давления в трубах закономерно требует увеличения толщины стенки трубы при использовании металла определенного класса прочности - на сегодняшний день при использовании труб класса прочности К60 при росте давления происходит переход от труб с толщиной стенки от 15,7 -18,7 мм к трубам с толщиной стенки более 21,6 мм. Реализация проектов строительства подводных трубопроводов основывается на использовании труб о толщиной стенки до 40 мм, поскольку характеристики трубопровода рассчитываются из условия нагружения толщей воды.

С металлургической точки зрения повышение толщины стенки трубы (толщины штрипса) приводит к тому, что обеспечить требуемый уровень прочности в сочетании с высокой хладостойкостыо в штрипсе толщиной более 20-25 мм становится затруднительным при использовании традиционных технологий производства штрипса. Поэтому, перспективным подходом является переход на производство труб из штрипса повышенных классов прочности — Х80, -использование которых позволяет в меньшей степени увеличивать толщину стенки трубы, и, следовательно, проще обеспечивать требуемый уровень свойств.

Однако освоение производства штрипса повышенных толщин традиционных классов прочности К60(Х70), и переход на штрипс классов прочности Х80-Х100, закономерно требует использования новых концепций разработки химического состава стали в сочетании с использованием прогрессивных технологий металлургического производства. Анализ результатов отечественного и мирового опыта свидетельствует о том, что для решения указанных задач, перспективным подходом является переход от сталей с традиционной феррито-перлитной микроструктурой к сталям с феррито-бейнитной микроструктурой, которая характеризуется большей дисперсностью составляющих и позволяет достигать выгодного сочетания высокой прочности с хорошей хладостойкостью даже для штрипсов больших толщин.

Технологией, позволяющей реализовать все преимущества штрипса с феррито-бейнитной микроструктурой, является термо-механическая обработка стали, включающая в себя контролируемую прокатку (КП) с последующим ускоренным охлаждением (УО).

Применение стали повышенных категорий прочности позволяет уменьшить толщину стенки трубы, что, в свою очередь, обеспечивает I снижение металлоемкости проектов в целом, а также позволяет уменьшить трудоемкость строительно-монтажных (особенно сварочных) работ и затрат на транспортировку металла и труб.

Отечественное производство листового проката, предназначенного для изготовления труб большого диаметра, в настоящий момент осуществляется на станах 5000. В тоже время в России и странах СНГ действуют станы «2800» (ОАО «Уральская сталь») «3000» (ОАО «Алчевский металлургический комбинат»), которые изначально не предназначались для производства листового проката класса прочности К60 и выше. После проведения реконструкции и ввода в эксплуатацию установки контролируемого охлаждения на данных станах появилась возможность производить листовой прокат класса прочности К60 в толщинах свыше 15 мм и прокат более высокого класса прочности.

Таким образом, создание и производство проката повышенных классов прочности Х80-Х100 является перспективным направлением развития трубной отрасли России и стран СНГ. Разработка технологий получения высококачественной продукции позволит снизить металлоемкость и повысить надежность строящихся отечественных магистральных газо- и нефтепроводов, что внесет существенный вклад в развитие металлургической и нефтегазовой промышленности.

Целью являлось установление закономерностей формирования структуры и свойств низколегированных трубных сталей в зависимости от композиции химического состава сталей и технологических параметров прокатки и последующего охлаждения. Разработка на основе найденных закономерностей рекомендаций по химическому составу стали и технологии термомеханической прокатки с ускоренным охлаждением для промышленного производства стали класса прочности К65 для труб магистральных газопроводов северного назначения.

Актуальность результатов исследования, проведенных в работе, I обуславливается большой научной и практической значимостью создания сталей класса прочности К65(Х80) для труб большого диаметра, на основе современных металловедческих и технологических подходов к решению задачи - существенного повышения прочностных свойств одновременно с повышением вязкости, сопротивлению хрупкому разрушению и свариваемости. Для снижения металлоемкости трубопроводов необходим переход на прокат класса прочности К65, обеспечить такой уровень механических свойств можно имея феррито-бейнитную структуру. В литературе приводятся химические составы сталей класса прочности но фактические значения элементов не уточняется, также не разглашаются технологические параметры производства.

Для достижения поставленной цели реализуются следующие задачи:

- провести исследование влияния композиций химического состава на формирование комплекса свойств проката;

- изучить влияние параметров термомеханической прокатки и ускоренного охлаждения на формирование свойств проката;

- изучить влияние микроструктуры и режима контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на механические свойства стали различных композиций химического состава;

- сформулировать рациональный химический состав стали и режимы прокатки с ускоренным охлаждением для получения комплекса свойств проката из стали класса прочности К65(Х80);

- провести сопоставительный анализ свариваемости сталей класса прочности К65(Х80) легированной молибденом и без легирования молибденом;

- опробовать в промышленных условиях изготовление проката класса прочности К65 (Х80) на основе сделанных разработок.

Объектами исследования являлись экспериментальные низколегированные стали произведенные в экспериментальном комплексе ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» и стали для электросварных газопроводных труб большого диаметра производимые на ОАО «Алчевский металлургический комбинат». Для решения поставленной в диссертационной работе задачи были выбраны стали:

- опытные стали с пониженным содержанием углерода и комплексным микролегированием;

- промышленные стали класса прочности К65 производства ОАО «Алчевский металлургический комбинат».

Предметом исследований служило установление основных закономерностей формирования в процессе контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением микроструктуры и механических свойств стали класса прочности К65. В работе использовались современные 8 металлофизические методы исследования структуры и фазового состава металла с помощью оптической просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии.

Испытания механических свойств опытных сталей предусматривали оценку прочностных и пластических свойств при статическом растяжении, ударной вязкости, сопротивление хрупкому разрушению.

Диссертация содержит семь глав и основные выводы.

Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором рассмотрены основные существующие и перспективные требования предъявляемые к трубным сталям, дан анализ тенденций развития высокопрочных низколегированных сталей.

Вторая глава содержит описание методов лабораторных и промышленных исследований, проведенных автором при выполнении диссертационной работы.

В третьей главе приведены результаты исследования влияния температурных режимов термомеханической обработки и ускоренного охлаждения после горячей пластической деформации. С применением дилатометра 805 "БЭР-ГЕРЕТЕБАУ" построены термокинетические диаграммы превращения горячедеформированного аустенита имитирующие условия контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением. Проведено исследование влияния скорости охлаждения и температуры завершения ускоренного охлаждения на формирование микроструктуры. На основании проведенного исследования были определены оптимальные скорости охлаждения металла и температурный интервал завершения ускоренного охлаждения.

В четвертой главе приведены результаты исследования влияния химического состава на механические свойства и микроструктуру листового проката произведенного в лабораторных условиях. Установлено что для производства листового проката класса прочности К65 оптимальная композиция химического состава является Мо-Си.

На основании проведенных исследований по изучению влияния химического состава на структуру и механические свойства листового проката класса прочности К65 выявлены оптимальные композиции химического состава для производства * листового проката методом контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением. Исследована хладостойкость опытных сталей. Выявлена оптимальная микроструктура позволяющая получить механические свойства соответствующие классу прочности К65 (Х80). Сталь, с оптимальным химическим составом обладает высокими значениями предела текучести, временного сопротивления, относительного удлинения, высокой хладостойкостью.

В пятой главе изучено влияние режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на механические свойства и микроструктуру стали оптимальных химических составов. В лабораторных условиях произведено моделирование режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на лабораторном стане оборудованным установкой контролируемого охлаждения для определения влияния режима ускоренного охлаждения на микроструктуру. Моделирование различных режимов прокатки и ускоренного охлаждения позволили выявить влияние параметров обработки металла на механические свойства. Установлено, что для производства листового проката класса прочности К65, можно применять как технологию контролируемой прокатки, так и технологию контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением. Технология производства контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением, позволяет получить более высокие прочностные свойства, низкое отношение предела текучести к временному сопротивлению и высокую хладостойкость. Было выявлено, что оптимальную микроструктуру можно получить при ускоренном охлаждении со скоростью 20 °С/сек до температур 550-450 °С. На основании ю проведенного исследования определены оптимальные температурные параметры контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением и их влияние на структуру и механические свойства стали. Оптимальным режимом термомеханической обработки стали класса прочности К65 является прокатка с завершением в нижней части у-области и последующее ускоренное охлаждение до температур ~550 °С. При данной схеме термомеханической обработки сталь обладает высокими прочностными и пластическими свойствами, высокими значениями ударной вязкости во всем исследованном интервале температур и температурой вязко-хрупкого перехода Тво лежащую ниже -80 (-100) °С. Контролируемая прокатка с завершением в двухфазной области и последующим охлаждением до более низких температур также позволяет получить прочностные свойства удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к классу прочности К65, однако такой вид обработки приводит к образованию нежелательной структуры отрицательно влияющей на хладостойкость стали.

В шестой главе представлено сравнение свариваемости листового проката класса прочности К65 с различным химическим составом, которое основывалось на моделировании физических процессов протекающих в околошовной зоне при сварке.

Показано что исследуемые стали обладают при сварке высокой хладостойкостыо околошовной зоны практически при всех видах и режимах сварки, не склонны к образованию холодных трещин в околошовной зоне, в связи с чем не имеет ограничений при сварке. Сталь с содержанием молибдена обладает более высокой ударной вязкостью сварного соединения.

В седьмой главе представлены результаты промышленного опробования производства листового проката в условиях стана 3000 ОАО «АМК». Установлено, что листовой прокат выбранной системы легирования можно производить на стане 3000 оборудованном установкой контролируемого охлаждения. На основании проведенных исследований

11 построены зависимости режима контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на механические свойства и микроструктуру листового проката.

Из листов опытной партии стали на ОАО «ВМЗ» были изготовлены промышленные партии газопроводных труб диаметром 530.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, кандидату технических наук Ю.Д. Морозову. Диссертант благодарит научных сотрудников ЦТСК ФГУП ЦНИИчермет им. И.П. Бардина.

По представленной работе не защиту выносятся:

1. Результаты оценки влияния химического состава на механические свойства и структуру листового проката;

2. Результаты оценки влияния режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения;

3. Зависимость механических свойств опытной стали от температурных режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения на толстолистовом стане 3000 ОАО «АМК» оборудованным установкой контролируемого охлаждения;

4. Новая сталь предназначенная для изготовления высоконадежных газопроводов большого диаметра класса прочности К65 с повышенными характеристиками вязкости, сопротивлению хрупкому разрушению и I свариваемости.

выводы

1. На основе комплексных лабораторных и промышленных исследований влияния различных схем легирования и режимов термомеханической обработки на структуру и механические свойства проката для магистральных трубопроводов предложен химический состав хладостойкой стали содержащей молибден для магистральных газопроводов диаметром 1420 мм с рабочим давлением 11,8 МПа и экономнолегированая сталь без молибдена для труб диаметром 720-1020 мм с рабочим давлением 9,8 МПа. Оптимизирована микроструктура сталей и соответствующий режим термомеханической обработки.

2. Установлено, что хладостойкая сталь с молибденом, содержащая (в масс.%) 0,06-0,08 С, 1,7-1,8 Мп, 0,06-0,08 N1}, 0,2-0,3 Мо, 0,2-0,3 №, 0,2-0,3 Си, 0,015-0,030 Ті характеризуется после ТМО пределом прочности (ов) > 650 Н/мм2) и ударной вязкостью при отрицательных температурах КСУ40 > О

250 Дж/см . Экономнолегированная сталь без молибдена, содержащая (в % масс.):0,06-0,08 С; 1,65-1,75 Мп; 0,04-0,06 ЫЪ; 0,04-0,06 V; 0,15-0,25 N1; 0,15-0,25 Си, после ТМО имеет ав > 650 Н/мм2 и КСУ40 > 127 Дж/см2. Обе стали соответствуют требованиям нормативно —технической документации.

3. Установлено, что для стали с молибденом высокие прочностные характеристики и высокая хладостойкость (доля вязкой составляющей в изломе образца для ИНГ при температуре испытания -20 °С >90%) достигаются за счет формирования оптимальной мелкозернистой структуры, состоящей из 80 об. % игольчатого феррита, 10-15 об.% полигонального феррита и до 5 об. % мартенсита и остаточного аустенита. Показано, что увеличение объемной доли полигонального феррита свыше 25% снижает прочностные свойства. Уменьшение доли полигонального феррита до 5 об. % и увеличение доли игольчатого феррита до 90-95% приводит к снижению значений КСУ"40 на 70-100 Дж/см2.

1. High strength large diameter pipe plate from standard production to X80/X100//Niobium information. 1997. №13. P.l-4.

2. Hirotaka C., Mitsuo A., Kiichi Katayama. Review of the progress of large diameter line pipe.//Pipeline technology conference. 1990 Oostlende, Belgium.

3. Hulka K. Niobium mikroalloyng in Plate and Skelp Products. Symposium on The "Application of Niobium in Steel", China, 1997.

4. Свод правил сооружения магистральных газопроводов СП 101-34-96. Газпром. Москва. 1996»

5. Инструкция по применению стальных труб в газовой и нефтяной промышленности. РАО Газпром. Москва. 1996.

6. Стандарт ИСО 3183-2:1996. Нефтяная и газовая промышленность . стальные трубы для трубопроводов. Технические условия поставки. Часть 2: Трубы согласно требованию по классу В. //Международная организация по стандартизации. Первая редакция, 48 с.

7. Стандарт ИСО 3183-2:1999. Нефтяная и газовая промышленность . стальные трубы для трубопроводов. Технические условия поставки. Часть 3: Трубы согласно требованию по классу С. //Международная организация по стандартизации. Первая редакция, 54 с.

8. Offshore standard. Submarine Pipeline systems. DNV OS F-101.//Det Norske Veritas. 2003.

9. SloterdiJk W., Vogt G. H., Effect of the yield-to-tensile strength ratio on the safety of modern pipilines// Paper of the European Pipeline Research Group., 2002., P.29-1-29-10.

10. И.Иванцов О.М. ребования к трубам для строительства газопроводов нового поколения // доклад на совете по координации работы, направленной на создание производства высокопрочных труб для ТЭК России. Минпромэнерго России.- М.: 2004

11. American Petroleum Institute, API Specifications 5L, Specification for Line Pipe (the 43rd edition), March 2004.

12. И.Демофонти Г., Джонс Д.Г., Пистоун Г и др. Рекомендации Европейской исследовательской группы по трубопроводам относительно вязкости остановки трещины для высокопрочной стали в

13. Сорокин А.Н., Матросов Ю.И. Улучшение механических свойств малоперлитных сталей путем микролегирования ванадием // Черная металлургия. Бюллетень ин-та Черметинформация, 1981,№7.-С. 60-61.

14. Хайстеркамп Ф., Хулка К., Матросов Ю.И., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И., Столяров В.И., Чевская О.Н. Ниобийсодержащие низколегированные стали. М.: «СП Интермет Инжиниринг», 1999. -94 с.

15. Amano К., Ttanigava О., Shiga С., Okumura Т. Development of Controlled-Rolled 70 lcgf/mm2 and 80 kgf/mm2 Class High Tensile Strenght Steel Plates for Welded Structures. Kawasaki Steel Technical Report. 1989. №20. P. 88-95.

16. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин. «Металлофизика высокопрочных сплавов» ,1986г. 312c.

17. Петч Н. Дж. Переход из вязкого состояния в хрупкое в альфа-железе. Атомный механизм разрушения. Пер с англ. М. Металлургиздат. 1963. С. 69-83.

18. Armstrong R., Codd I., Doutwaite R.M., Petch N.J. The Plastic Deformation of Polycristalline Aggregates.//Phil. Mag. 1962. V.7. №73. P. 45-58.

19. Low J.R. Relation of Propeties to Microstructure. ASM. Cleveland. 1954. P. 163-177.

20. Котрелл A.X. Теоретические аспекты процесса разрушения. Атомный механизм разрушения. Пер с англ. М. Металлургиздат. 1963. С. 30-68.

21. Конрад X. модель деформационного упрочнения для объяснения влияния величины зерна на напряжение течения металлов. Сверхмелкое зерно в металлах. Пер. с англ. М. Металлургия. 1973. С. 206-219.

22. Гольдштейн М.И., Фабер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. М. Металлургия.1979. 208 С.

23. Гладштейн Л.И. Статистическая зависимость механических свойств строительных сталей от величины зерна// МиТОМ. 1975. №2. С. 16-22.

24. Филимонов В.Н. Изучение влияния горячей деформации в режиме контролируемой прокатки на процессы структурообразования внизколегированных строительных сталях. Автореф. Дисс. на соискание ст. к.т.н. Москва. 1980.23с.

25. Бьючер Дж. X., Грозиер Дж. Д., Энрието Дж.Ф. Прочность и вязкость горячекатаных ферритоперлитных сталей. Разрушение. Пер. с англ. М. Металлургия. 1976. Т.6. С. 246-295.

26. Фонштейн Н.М., Литвиненко Д.А. Влияние структуры на сопротивление разрушению низколегированных трубных сталей // Сталь 1984. №7. С. 70-73.

27. Бернштейн М.Л., Займовский В. А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М. Металлургия. 1983. 480с.

28. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов. М. Металлургия. 1989. 288с.

29. Погоржельский В.И., Литвиненко Д.А., Матросов Ю .И., Иваницкий А.В. Контролируемая прокатка. М. Металлургия. 1979. 184 с.

30. Embury I.D., Keh F.S., Fisher R.M. // Transactions Met. Soc. AIME. 1966.V.236. №9. P. 1252-1260.

31. Warrington D.M. The Flow Stress-subgrain Size Relationship in Iron // JISI. 1963. V. 201. №7. P. 610-613.

32. Lagford G., Cohen M. Trans ASM. 1969. V.69. P. 623-638. •

33. Столяров В.И. Реферат. Регулируемая прокатка сталей, цель обработки, тонкая структура, свойства сталей, пути повышения прочности и пластичности. -М.: ЦНИИчермет., 1979.

34. Матросов Ю.И. Разработка' принципов микролегирования и режимов контролируемой прокатки малоперлитных сталей для труб магистральных газопроводов: Диссерт. на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М., 1982. с456.

35. Bleck W., Massip A., Meyer L., Muschenborn W. How to Improve Mechanical Properties of High Strenght Steels for the Automotive Industry. Proceeding of Int. Conf. of technology and application of HSLA steels. 1983. Philadelphia. P. 337-344.

36. Гладштейн Л.И., Литвиненко Д.А., Онучин Л.Г.структура аустенита и свойства горячекатаной стали. М.Металлургия. 1983. 112 с.

37. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И Превращения в железе и стали. М. Наука.1977. 238 с.

38. Эфрон Л.И. Состав и свойства конструкционных сталей, получаемых ТМО в потоке стана. // Сталь. 1996. №1. С. 54-61.

39. Гольдштейн М.И., Емельянов А.А., Пышминцев И.Ю. Упрочнение малоуглеродистых сталей// Сталь. 1996. №6. С. 53-58.

40. Пумпянский Д.А., Пышминцев И.Ю., Фарбер В.М. методы упрочнения трубных сталей . // Сталь. 2005. №7.

41. Рудченко А.В. // Изв. АН СССР. Металлы. 1970. № 3. С. 139.

42. Лякишев Н.П., Тулин Н.А. Плинер Ю.Л. Легирующие сплавы и стали с ниобием. -М:. Металлургия, 1981. — 192с.

43. Голованенко С. А., Фонштейн Н. М., Жукова Е.Н. и др. Влияние структуры и морфологии сульфидов на свойства трубной стали 09Г2ФБ, полученной контролируемой прокаткой // Сталь. 1979. № 12. С. 939—943.

44. Жукова Е. Н., Фонштейн Н. М. Влияние серы на сопротивление низколегированных сталей хрупкому разрушению // Сталь. 1981. № 5. С. 66—70.

45. Фонштейн Н. М., Пантелеева Л. А. Влияние фосфора на ударные характеристики низколегированной трубной стали 09Г2ФБ // Изв. АН СССР. Металлы. 1983. № 4. С. 100—105.

46. Крохина Е. К., Фонштейн Н. М.Влияние серы и фосфора на комплекс статических и динамических свойств низколегированной стали. Сталь. 1992. №1.

47. И.П, Шабалов, Ю.Д. Морозов, Л.И. Эфрон. «Стали для труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами»2003 г. 520 с.

48. Ю.Д. Морозов, Л.И. Эфрон. «Стали для труб магистральных газопроводов : состояние и тенденции развития» //«Металлург». 2006. №5. с. 53-57.

49. Hulka К., Heisterkamp F. Low Carbon Steels for the 90's. TMS. Warrendale (PA).1993.P. 211 -218.

50. Morcinek P., Smid V. et.' al. Structural Steels with Acicular Ferrite.- Proc. of International Symp. on High-Strength Low-Alloy Steels.// Microalloying 75. New York. Union Carbide Corp.l977. P. 272-278/

51. Civallero M.A., Parini C:, Pizzimenty N. Production of Lage Diameter High-Strength, Low-Alloy Pipe in Italy.- Proc. of International Symp. on High-Strength Low-Alloy Steels/ Microalloying 75. New York. Union Carbide Corp. 1977. P. 451-469.

52. Porter D.A., Easterling K.E. Phase Transformation in Metals and Alloys. Van Njstrad Reinhold (UK) /1981. 263

53. Tanaka Т., Tabata N., Natomura Т., Shiga C. Three Stages of Controlled Rolling Process. // Microalloying 75. New York. Union Carbide Corp. 1977. P. 88-99.

54. Гладштейн Л.И, Литвиненко Д.А. Высокопрочная строительная сталь. М. Металлургия. 1972. 240 с.

55. Fostini R.W., Scoen F.J. Effects of Carbon and Austenitic Grain Size on the Hardenability of Molibdenium Steels. Proceedings Transformation andI

56. Hardenability in Steels. Climax Moliddenium Company. Ann Arbor. MI. 1967. P. 195-208.

57. Бодяев Ю.А., Столяров В.И. Морозов Ю.Д., Настич С.Ю., Корнилов В.Л., Лубе И.И. Применение технологии контролируемой прокатки при производстве рулонной стали для нефтепроводных труб класса прочности до К65 //Металлург. 2006. №8. С. 63-67.

58. Mever L., de Boer H. Welding of HSLA structural steels //ASM, Metals Park (OH). 1978. P. 42.

59. Разработка и промышленной опробование трубной стали повышенной прочности и хладостойкости с преимущественно бейнитной структурой/ Л.И. Эфрон, В.И. Ильинский, Ю.Д.Морозов, А.В.Голованов// Сталь, 2003. № 9, С. 83-87.

60. Эфрон Л.И., Ильинский В.И., Голованов A.B., Морозов Ю.Д. Металловедческие основы получения хладостойких трубных сталей путем высокотемпературной контролируемой прокатки // Сталь. 2003, №6. с. 69-72.

61. М.Ю. Матросов, Л.И. Эфрон, В.И. Ильинский и др. Использованиеускоренного охлаждения для повышения механических итехнологических свойств толстолистового проката для изготовления газопроводных труб большого диаметра. М.: "Металлург". 2005. №6. С 49-54.

62. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. М.: Изд. Мир, 1970, 443с.

63. A. Streisselberger, J. Bauer, В. Bergmann, W. Schutz. Корреляция свойств труб и листов модельные расчеты и применение при разработке сталей Х80 для магистральных трубопроводов. Материалы фирмы Dillinger Huttenwerke, пер. с англ.

64. Tanaka Т. Science and Technology of Hot Rolling process of steel. Mikroalloying 95. Proc. Int. Conf. 1995. P. 165-181.

65. Эфрон Л.И., Настич С.Ю. Состояние производства листового и рулонного проката для спиральношовных труб категории прочности до XI00 // Бюллетень научно-технической информации «Черная металлургия». 2006. №11 (1283). С. 68-81.

66. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. структура и свойства стали 09Г2ФБ после контролируемой прокатки // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1981. № 1. С. 92-96.

67. Pastrnak Z. Rizene valkovani pasu pro velkoprumerove trubku se svaren ve sroubovici //Hutnik. 1986. V. 36. №1. S. 24-30.

68. Tanaka Т., Funakoshi Т., Veda M. et. al. Microalloying 75. Proc. Int. Symp. Union Carbide Corp. New York. 1977. P. 399-408.

69. Pastrnak Z., Wozniak J. Rizene valkovani mikrolegovnych oceli a moznosti aplikace v CS valkovani//Hutnicke actuality. 1984. V. 25.

70. Y. Morozov, L. Efron and S. Nasticch The main direction of development of pipe steels and large diameter pipe production in Russia // Proceedings of the international Pipeline Technology Conference, Vol. 4. 2004. P. 16491653.

71. Носоченко A.O., Матросрв Ю. И., Ганошенко И. В., Назаров А.В., Володарский В.В. Свойства бесперлитной трубной стали категории прочности К55-Х70 типа 0,3C-l,5Mn-0,09Nb // Металлург. 2003. №12. С. 30-33.

72. Эфрон Л.И., Литвиненко Д.А. Получение высокопрочных свариваемых сталей с бейнитной структурой с применением термодеформационной обработки // МиТОМ 1994. № 10. С. 28-33.

73. Эфрон Л.И. и др. Разработка и промышленное опробование трубной стали повышенной прочности и хладостойкости с преимущественно бейнитной структурой // Сталь 2003. № 9. С. 83-87.

74. Hulka К., Gray J. М., Heisterkamp F. High temperature thermomechanical processing of pipe-line steels // Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 held in Orlando, Florida, USA. December 2-5, 2001.

75. Физическое металловедение. Вып. 3: Пер. с англ./ Под ред. Кана — М.:1. Мир, 1968. —426 с.

76. Литвиненко Д.А. Влияние легирования и режимов контролируемой прокатки на свойства сталей для газопроводных труб //Сталь, 1984, №1, С. 68-72.

77. Матросов Ю.И. Влияние условий контролируемой прокатки на структурные превращения и свойства малоперлитных сталей // Сталь, 1985, №2, С. 42-46.

78. Большаков В.И. Погребная Н.Э. Повышение качества и надежности строительных сталей в результате субструктурного упрочнения // МиТОМ, 1985, №8. С. 42-46.

79. Матросов Ю.И., Эфрон Л.И., и др. повышение качества и совершенствование марочного сортамента толстолистового проката для газопроводных труб // Металлург. 2001. №2. С. 37-40.

80. Ганошенко И.В., Володарский В.В. Разработка технологии прокатки толстых листов из низколегированных сталей на основе моделирования процессов формирования структуры //Металлург. 2001. №10. С. 47-49.

81. Ганошенко И.В., Володарский В.В., Матросов Ю.И. Производство толстолистового проката для труб большого диаметра категории прочности Х70 // Металлург. 2003. №8. С. 44-45.

82. Носоченко А.О., Ганошенко И.В., Володарский В.В. опыт производства микролегированной ниобием толстолистовой стали для газопроводных труб категории прочности Х70 // Металлург. 2004. №2. С.40-42.

83. LePera F.S. Improved etching technique to emphasize martensite and bainite in high-strength dual phase steel // J. Metallography. 1980. №32. P. 38-39.

84. LePera F.S. Improved etching technique for the determination of percent martensite in high-strength dual phase steel // J. Metallography. 1979. №12. P. 263-268.

85. Матросов Ю.И., Колясникова H.B., Носоченко A.Q. и др. влияние углерода и центральной сегрегационной неоднородности на H2S стойкость непрерывнолитых трубных сталей // Сталь 2002. №11. С. 7174.

86. Майер Л. Улучшение технологических и механических свойств сталей с помощью десульфурации и воздействия на форму сульфидов // Черные металлы. 1977. №8. С. 10-45.

87. Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И., Матросов Ю.И. Состояние и перспективы развития сталей для труб большого диаметра в России // И.П. Бардин и металлургическая наука / Сб. научных трудов М.: Металлургиздат, 2003. - 328с., ил. С. 193-212.

88. Носоченко А.О. Матросов Ю.И. и др. Свойства бесперлитной трубной стали категории прочности К55-Х70типа 0,03C-l,5Mn-0,09Nb // Металлург. 2003. №12. С. 30-33.

89. Носоченко А.О. Матросов Ю.И. и др. Качественные характеристики малоперлитной стали 08Г1Б для газопроводных труб большого диаметра// Сталь. 2002. №12. С. 55—59.

90. Матросов Ю. И., Эфрон Л.И., Сахно В.А. и др. Повышение качества и совершенствование марочного сортамента листов для газопроводных труб // Металлург. 2001. №2. С. 37-40.

91. Анучкин М.П., Горицкий В.Н., Мирошниченко Б.И. Трубы для магистральных трубопроводов. М.: «Недра», 1086.

92. Даль В Материаловедчиские основы поведения серы в стали // Черные металлы, 1977. №8. С. 33-40.

93. Майер JI. Улучшение технологических и механических свойств сталей с помощью десульфурации и воздействия на форму сульфидов // Черные металлы. 1977. №8. С. 10-45.