автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Определение рациональной стратегии толстолистовой контролируемой прокатки трубной заготовки на основе дилатометрических исследований

ОНТРОЛЬНЫ

ЭКЗЕМПЛЯР

005053718

На правах рукописи

НАБАТЧИКОВ ДМИТРИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПРОКАТКИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ НА ОСНОВЕ ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 ОКТ 2012

Магнитогорск — 2012

005053718

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Салганик Виктор Матвеевич.

Официальные оппоненты: Юсупов Владимир Сабитович, доктор

технических наук, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН, лаборатория пластической деформации металлических материалов, зав. лабораторией;

Голубчик Эдуард Михайлович, кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, кафедра машиностроительных и металлургических технологий, доцент.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский госу-

дарственный университет» (НИУ), г. Челябинск.

Защита состоится 9 октября 2012 г. в 1500 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38, Малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан 8 сентября 2012 г.

Ученый секретарь /Ым/

диссертационного совета 'pH Селиванов

Ml----\ Валентин Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Россия обладает крупнейшими в мире запасами газа и занимает первое место по объемам его добычи. В соответствии с программой освоения природных ресурсов арктического шельфа добыча углеводородов к 2015 году должна быть доведена до уровня 50 млрд. кубометров в год, а к 2030 году объемы планируется увеличить до 200 млрд. кубометров.

Растущие масштабы добычи углеводородов способствуют строительству новых трубопроводных магистральных транспортных систем. При этом отмечается явная тенденция ужесточения требований к трубам большого диаметра (ТБД). Это связано как с повышением рабочего давления транспортируемого газа, так и с освоением новых месторождений, в том числе в жестких климатических и сейсмоактивных районах Крайнего Севера.

Очевидна необходимость совершенствования технологии производства трубной заготовки - толстолистового низколегированного проката, обеспечивающего качество и надежность магистральных электросварных ТБД. Современные тол стол исто вые станы обладают высокой технологической гибкостью и позволяют осуществлять различные стратегии производства трубной заготовки, каждая из которых обеспечивает получение различного комплекса механических свойств готовой продукции.

В связи с этим актуальной становится проблема управления прочностными характеристиками горячекатаного толстолистового проката, обусловленная необходимостью высокой воспроизводимости механических свойств от листа к листу, от партии к партии. Поэтому возможность прогнозирования и расчета прочностных свойств металлопроката как на этапе проектирования режимов, так и постфактум — после получения действительных значений температур и деформаций — крайне необходима.

Цель н задачи диссертационной работы. Целью работы является построение рациональной технологии производства трубной заготовки необходимого класса прочности с учетом температур структурно-фазовых превращений металла и использования предпочтительной стратегии контролируемой прокатки (КП).

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить фактические температуры аустенит-ферритного и перлитного превращений сложнолегированных трубных сталей с учетом влияния на них температурного градиента по сечению раската и деформационных режимов прокатки;

- разработать методику расчета прочностных характеристик трубной заготовки после прокатки и ускоренного охлаждения (КП+УО);

- исследовать влияние различных стратегий КП на прочностные характеристики трубной заготовки;

- обобщить полученные результаты и представить алгоритм выбора рациональной стратегии КП, обеспечивающей достижение требуемого уровня прочности толстолисто во го проката.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, обладающие научной новизной.

Определены зависимости фактических температур структурно-фазовых превращений низколегированных трубных сталей от содержания в них основных легирующих элементов с учетом температурного градиента по сечению раската, построенные для условий чистовой стадии толстолисто вой контролируемой прокатки.

Разработана методика определения сопротивления металла деформации (СМД), отличающаяся тем, что необходимая для расчета информация поступает непосредственно с действующего оборудования.

Предложен новый подход к определению прочностных характеристик трубной заготовки, учитывающий их изменение в результате технологических операций контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения.

Практическая значимость. На основе представленных принципов и методик разработан алгоритм построения рациональной технологии контролируемой прокатки современных низколегированных трубных сталей для элекггросварных газопроводных труб большого диаметра различных классов прочности.

С использованием выполненных технических и технологических разработок составлено две заявки на изобретения. В основу способа изготовления листа из сложнолегированной конструкционной стали повышенной прочности положено проведение дилатометрических исследований с учетом термодеформационных параметров будущего процесса прокатки (заявка на изобретение РФ № 2011128543 от 08.07.2011, решение о выдаче патента от 25.07.2012).

Полученные в ходе работы формулы для расчета критических точек Аг3 и Аг, использованы в способе производства толстолистового низколегированного проката (заявка на изобретение РФ № 2011139797 от 29.09.2011).

Реализация работы в промышленности. Разработаны технологические режимы прокатки листов по ТУ 14-1-5574-2009 класса прочно-

сти К56 и К60, принятые к использованию на стане 5000 ОАО «ММК» (акт испытаний № ГП-2672 от 26.11.2010, акт внедрения от 6.12.2010 по договору №171653 от 28.04.2009). По результатам опытно-промышленных прокаток внесены изменения (Изменение № 9 от 6.12.2010) в технологическую инструкцию (Г) ТИ-101-П-ГЛ0-2-2009 «Технология производства горячекатаных листов на стане 5000».

С использованием результатов проведенных исследований на стане 5000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК») изготовлены промышленные партии (около 2 тыс. тонн) листов толщиной 23,0 мм класса прочности К65 для производства на Челябинском трубопрокатном заводе (ОАО «ЧТПЗ») газопроводных труб диаметром 1420 мм. Полученные трубы аттестованы ОАО «ВНИИГАЗ» и рекомендованы для строительства газопровода «Бованенково-Ухта».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на 68-й и 69-й Межрегиональных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (Магнитогорск, 2010, 2011); IX и X Международных научно-технических конференциях молодых специалистов, инженеров и техников ОАО «ММК» (Магнитогорск, 2010, 2011); 4-й Международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий — прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (Челябинск, 2011); техническом совете ОАО «ММК» (Магнитогорск, 2011); XIX международной научно-технической конференции ТРУБЫ-2011 » (Челябинск, 2011); международной научно-технической конференции «Инновационные технологии обработки металлов давлением» (МИСиС, Москва, 2011); конференции молодых ученых и специалистов ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» (Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. Результаты работы отражены в 12 публикациях, в том числе 2 в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 142 наименований, 4 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и практическая значимость диссертационной работы, определены объект и предмет исследований.

В первой главе, перечислены основные требования, предъявляемые к низколегированным сталям для труб магистральных газо- и нефтепроводов. Описан современный подход к созданию таких сталей. Перечислены объем и виды физико-механических испытаний трубной заготовки. Рассмотрены основные этапы контролируемой толстолистовой прокатки и проанализировано влияние технологических параметров на микроструктуру и свойства готового проката.

Приведены существующие подходы к определению прочности горячекатаного толстолисто во го проката, основанные на кристаллической модели строения материалов. Показано, что определение всех компонентов прочности при таком подходе без комплексного кристаллографического анализа исследуемой стали невозможно. А установить связь между размерами зерна, параметрами кристаллической решетки и термодеформационными режимами контролируемой прокатки металла довольно сложно.

Обоснована необходимость создания альтернативной инженерной модели упрочнения металла в процессе КП+УО, основанной на учете последовательных технологических операций производства проката и, следовательно, связанной непосредственно с термодеформационными режимами его обработки. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе описаны материал (табл. 1) и методика дилатометрических исследований. Изучены 9 различных низколегированных трубных сталей. С целью проведения сравнительного анализа и определения влияния легирующих элементов на температуры структурно-фазовых превращений металла наряду с низколегированными трубными сталями исследована сталь 10 по ГОСТ 1050-88.

Температурная программа измерения включала в себя: нагрев образцов до температуры 950°С со скоростью 30°С/мин; выдержку 3 минуты при температуре 950°С;

охлаждение образцов со скоростью 30°С/мин до температуры 200°С.

Всего построено 40 дилатограмм - по 4 на каждую из исследованных сталей, некоторые из них представлены на рис. 1.

С помощью корреляционно-регрессионного анализа получены зависимости фактических температур Аг3 и Аг, низколегированных трубных сталей от содержания в них 14 основных легирующих элементов:

Аг3 = 735,6 + 180,1(С + Сг) + 1206,9(8 + Р) - 10,9(5! + Мп + № + Си + Мо)+ (О

+ 755,3(А1 + Ы) - 328,8(У + № + ТО; Аг, = 576,8 + 195,7(С + Сг) + 3022,6(Б + Р) + 17,5(81 + Мп + № + Си + Мо) + (2)

+ 1040(А1 + Ы) - 440,6(У + № + Т'О.

Таблица 1

Химический состав (% масс.) исследуемого материала

№ Марка стали (усл. обозначение стали) С БІ Мп Б Р Сг N'1 Си А1 N V Ті ЫЬ Мо

1 Сталь 10 0.130 0.240 .059 0.025 0.012 0.070 0.080 0.050 0.008 0.002 0.00 0.00 0.00 0.00

2 Сталь №1 0.104 0.462 1.63 0.002 0.009 0.036 0.040 0.052 0.034 0.006 0.005 0.023 0.042 0.011

3 Сталь №2 0.100 0.418 1.60 0.002 0.010 0.032 0.017 0.041 0.036 0.007 0.040 0.020 0.030 0.002

4 Сталь №3 0.100 0.452 1.61 0.002 0.009 0.027 0.049 0.061 0.039 0.006 0.042 0.020 0.029 0.011

5 Сталь №4 0.060 0.270 1.51 0.003 0.008 0.030 0.170 0.170 0.036 0.005 0.006 0.018 0.042 0.004

6 Сталь №5 0.070 0.270 1.54 0.003 0.007 0.020 0.150 0.170 0.034 0.005 0.005 0.021 0.041 0.001

7 Сталь №6 0.065 0.352 1.52 0.001 0.010 0.033 0.206 0.186 0.036 0.006 0.006 0.020 0.048 0.191

8 Сталь №7 0.092 0.295 1.59 0.002 0.010 0.025 0.015 0.027 0.059 0.007 0.048 0.019 0.042 0.002

9 Сталь №8 0.100 0.320 1.65 0.002 0.009 0.030 0.230 0.050 0.035 0.007 0.049 0.024 0.055 0.001

10 Сталь №9 0.050 0.380 1.56 0.003 0.010 0.040 0.220 0.220 0.038 0.007 0.007 0.016 0.048 0.145

Время, мин

Рис. 1. Дилатограммы исследуемых сталей- сплошные линии (в осях с!Ь-время), температурная программа охлаждения - штриховая линия (в осях температура- время). Номер кривой соответствует порядковому номеру стали согласно табл. 1.

Приведены альтернативные широко применяемые формулы для расчета температур критических точек:

Аг3 (1977г.) = 910 - 31 ОС - 80Mn - 20Cu - 15Cr - 55Ni - 80Мо; (3)

Аг3 (1997г.) = 879,2 - 94,24С - 21,138 і - 25,56Мп + 47,71Сг + 16,44№; (4)

Аг, (1997г.) = 729,2 - 9,24С + 12,1 ЗБІ - 15,56Мп +17,7 Юг - 46,44ИІ. (5)

Проведено сравнение расчетных (уравнения 1, 2, 3, 4 и 5) и фактических (рис. 1) температур критических точек. Определены максимальные (макс.) и средние (ср.) абсолютные ошибки вычислений по этим уравнениям (табл. 2).

Таблица 2

Абсолютные ошибки вычислений по уравнениям

Тем- (1) (2) (3) (4) (5)

пера- °С

тура макс. ср. макс. ср. макс. ср. макс. ср. макс. I ср.

Аг3 10,3 2,9 - 20,0 7,9 88,5 72,0

Аг, 7,4 2,8 - 35,7 | 23,6

Видно, что полученные зависимости уменьшают максимальную абсолютную ошибку вычислений критических температур низколегированных трубных сталей, по меньшей мере, на 5°С.

Кроме того, на основе результатов конечно-элементного моделирования процесса толстолистовой контролируемой прокатки определена зависимость температурного градиента центра и поверхности раската от его толщины:

Дт= 1,080Ь- 7,144. (6)

Рекомендовано расчетные температуры Аг3 и Аг, уменьшать на величину Лт, учитывая тем самым повышенную температуру центра раската.

Также показано, что деформационная обработка металла увеличивает температуры структурно-фазовых превращений низколегированной стали. Обоснована необходимость ввода температурной поправки на деформацию ДТ<і, определение которой возможно проведением испытаний на деформирующем дилатометре.

В третьей главе описана сущность предлагаемого подхода к определению прочности толстолистового низколегированного проката:

<гт=сг + Дсг +Д <т ;

то тпр Туо (7)

сг =сг + Лег + Дсг

во впр Вуо (8)

где сгт - предел текучести проката после КП+УО; <гт0 - начальный предел текучести; ДсгХпр - приращение предела текучести после прокатки;

Д а - приращение предела текучести после УО; Туо

(X - временное сопротивление разрыву после КП+УО; СГв0 - начальное временное сопротивление разрыву; Да - приращение временного сопротивления разрыву после прокатки;

Дсгв - приращение временного сопротивления разрыву после У° ускоренного охлаждения. Сумма начального предела текучести и его приращения в результате процесса прокатки приравнена к сопротивлению металла деформации (СМД):

его = сг + Дет (9)

û т0 тпр

Сделано допущение о функциональной зависимости начального временного сопротивления материала от начального предела текучести:

00)

В соответствии с этим временное сопротивление после КП является функцией предела текучести после КП и, следовательно, сопротивления металла деформации:

сг + Дсг = fia + Дст l = f3(CTj. (,1)

во впр 2V т0 тпр ) ъ

Тогда приращения прочностных характеристик после ускоренного

охлаждения:

до-туо=<гт-<г5; (12)

А^вуо = -Ко +Д^впр) = ^в -f3(a-s) = f4(o-B-CTs). (13)

С одной стороны, по методике определения СМД на основе базисного удельного давления:

Р

<Хс = сг +Дсг =-, (14)

то тпр b 1. Y n..n

ср д b а

где Р - базисное удельное давление металла на валки; Ьср " сРеЛняя ширина полосы; 1 - длина очага деформации;

У - коэффициент, учитывающий влияние среднего главного напряжения;

ПЬ - коэффициент, учитывающий влияние ширины полосы на удельное давление;

па - коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния металла.

гьл пС ДРУГ0Й СТ0Р0НЬ,> по методу термомеханических коэффициентов СМД зависит от степени, скорости деформации и температуры деформируемого металла: г л-

<Т_=<7' еа Мр (15)

о

где

а'0 - СМД для некоторых базисных условий, при которых еа и0 е(_/1) = ь фактически учитывает химическую композицию обрабатываемой стали;

8 и и - степень и скорость деформации металла соответственно;

I - температура металла;

а, р, у - степенные коэффициенты, характеризующие влияние соответствующих величин на СМД.

Суть предлагаемой методики состоит в том, что зависимости описывающие СМД, определяют в ходе конкретного процесса по его технологическим параметрам. В этом случае необходимая информация поступает непосредственно с действующего оборудования. Основным достоинством в таком случае является то, что реальное СМД и процесс его порождающий, не моделируются, а берутся по фактическим технологическим параметрам реального процесса.

В каждом проходе прокатываемый металл характеризуется своей формулой СМД, вид которой (выражение 15) един для всех проходов Упорядоченная совокупность этих данных образует числовое множество (систему уравнений) для решения задачи определения СМД где неизвестными являются степенные коэффициенты а, р у и сопротивление деформации для некоторых базисных условий. Ясно, что для однозначного определения четырех неизвестных нужно иметь замкнутую систему из четырех уравнений.

Представим ее в логарифмической форме:

1ПСГ, = 1па£ +а\п£1+р\пщ -//,; 1п(Т12 = 1пст„ + а\п£2 +/71п и2-у(г\

1псг4 = \па'0+а\п.£Л+ р\пиЛ-у^.

Вышеописанная методика может быть применима к очень широкому кругу задач ОМД. Однако необходимо помнить, что определение СМД методом базисного удельного давления подразумевает ряд принятых авторами допущений, в особенности то, что давление металла на

валки в каждой точке очага деформации равно среднему значению

удельного давления.

Применяя данную методику, то есть приравнивая выражения (14) и (15), расчет ведется для точек (некоторого объема металла, имеющего одинаковые степень, скорость деформации и температуру), в которых среднее нормальное напряжение равно действительному значению СМД. Допущение состоит в том, что для каждого из используемых в расчете проходов эти точки совпадают и имеют фактические значения степени, скорости деформации и температуры, равные средним по соответствующему проходу.

Понятно, что в случае использования для расчета СМД, например, 1, 8, 14 и 20-го проходов такое совпадение крайне сомнительно, поэтому при использовании предлагаемой методики рекомендуется выбирать последовательные проходы. Кроме того, полученная при этом кривая упрочнения будет адекватно отражать СМД металла только в рассматриваемых проходах данного конкретного раската. Прогнозирование СМД металла в этих проходах для другого раската, подобного по химическому составу, дополнительно приведет к увеличению погрешности вычислений.

Предлагаемая методика относится к разряду инженерных методов расчета и в настоящей работе используется для относительного определения приращения прочности материала. Расчеты по данной методике предполагают ошибку рассчитанного СМД от фактического на уровне ошибки расчетов по методике среднего базисного давления. Разница состоит в том, что первая на основе информации о ранее прокатанных раскатах позволяет прогнозировать значения СМД в зависимости от изменений режимов прокатки, не прокатывая металл.

Также в третьей главе описано формирование базы технологических данных производства проката на стане 5000 ОАО «ММК», построены нейросетевые модели для определения СМД металла и приращения прочности д<тт и д<тв о представлены их архитектуры и алгоритмы обучения, настройки и тестирования.

В четвертой главе представлено влияние различных стратегий контролируемой прокатки (рис. 2) на прочностные свойства трубной заготовки.

В качестве модельной стратегии высокотемпературной прокатки принята Ткп = 840°С, для низкотемпературной - Ткп = 740°С. С целью сравнительного анализа степень и скорость деформации постоянны для всех случаев моделирования и равны 10 % и 20 с"1 соответственно.

Рис. 2. Стратегии контролируемой прокатки трубной заготовки

Для более наглядного представления влияния режимов ускоренного и замедленного охлаждений на прочностные характеристики проката в качестве модельных режимов УО приняты-

• для НКП: Тиуо = 720°С, Ткуо = 500°С, ДТ0ХЛ = 220°С, = 15°С/с;

• для ВКП: Тнуо = 820°С, Ткуо = 600°С, АТ0ХЛ = 220°С, Уохл = 15°С/с.

Таким образом оценивали прочностные характеристики трубной заготовки в зависимости от стратегии ее производства. По результатам анализа полученных данных создан алгоритм определения рациональной стратегии КП (рис. 3). В качестве примера использования данного алгоритма спроектированы технологические режимы прокатки и охлаждения трубной заготовки класса прочности XI00 по АР1 5Ь в условиях толстолистового стана 5000 ОАО «ММК».

На основании результатов проведенных исследований разработана и внедрена в производство технология производства трубной заготовки классов прочности К56, К60 и К65. Разработаны усовершенствованные технологические режимы как черновой, так и чистовой стадий прокатки: ограничена минимальная температура начала ускоренного охлаждения при реализации стратегии низкотемпературной контролируемой прокатки, повышено суммарное обжатие на чистовой стадии прокатки; одновременно с этим на черновой стадии прокатки увеличены значения частных деформаций за счет сокращения количества активных проходов, температурный интервал окончания чистовой стадии прокатки установлен в диапазоне Аг3+ (40-60 °С) и др.

Промышленные партии трубной заготовки, прокатанной по усовершенствованной технологии, отгружены на ОАО «ВМЗ», ОАО «ВТЗ» и ОАО «ЧТПЗ», где из них изготовлены электросварные прямошовные трубы большого диаметра преимущественно для газопровода «Бованен-ково-Ухта».

Рис. 3. Алгоритм определения рациональной стратегии КП

В заключении изложены основные результаты работы-

I. Проведены лабораторные дилатометрические исследования которые позволили:

• установить фактические температурь, структурно-фазовых превращении различных химических композиций современных низколегированных трубных сталей производства ОАО «ММК»;

построить универсальные формулы расчета температур критических точек Аг3 и Аг, в процессе толстолистовой контролируемой прокатки с учетом поправок на деформацию и температурный градиент центра и поверхности раската;

снизить абсолютную ошибку расчетов критических температур низколегированных трубных сталей, по меньшей мере, на 5°С

2. Предложен новый подход к определению прочностных характеристик трубной заготовки, учитывающий их изменение в результате технологических операций прокатки и ускоренного охлаждения.

3. Разработана новая методика определения СМД, в которой необходимая информация поступает непосредственно с действующего оборудования.

4. Установлено, что при реализации различных стратегий КП трубная заготовка обладает различным комплексом прочностных характеристик Диапазон вариативности предела текучести в среднем составляет 120 Н/мм временного сопротивления разрыву 100 Н/мм2, при этом отношение о/ ов изменяется от 0,80 до 0,92.

5. Определено что при повышении температуры конца прокатки с верхней части у+а-области (НКП) в нижнюю часть у-области (ВКП) происходит увеличение предела текучести проката на -50 Н/мм2 (с ПФО) и

(бСЗ ПФО)' вР5менного сопротивления разрыву - „а -80 Н/мм (с ПФО) и-60 Н/мм2 (без ПФО).

6. Создан алгоритм определения рациональной стратегии КП и с его помощью спроектированы технологические режимы прокатки и охлаждения трубной заготовки класса прочности XI00 по АР1 5Ь в условиях толстолистового стана 5000 ОАО «ММК».

7. Разработки опробованы в промышленных условиях при опытно-промышленном производстве листов толщиной 15,7-16,8 и 23 0 мм из стали классов прочности К60 и К65. Опытная партия труб успешно прошла серию сертификационных испытаний, после чего в адрес ОАО «Газпром» отгружено около 2 тыс. тонн высокопрочных труб большого диаметра, изготовленных из листового проката ОАО «ММК».

В приложениях приведены дилатограммы исследуемых сталей вариант расчета СМД металла по предлагаемой методике для случая прокатки листов из стали класса прочности К60 толщиной 16,0 мм, фрагмент

компьютерной базы технологических данных производства проката на стане 5000 ОАО «ММК», а также документы по практической реализации результатов работы.

П.ипкные поло«р"ия диссертации опубликованы в следующих

РабТХ:разработка и анализ технологии контролируемой толстолистовой прокатки трубной заготовки на основе моделирования температурных условий процесса / В.М. Салганик, A.B. Шмаков, Д.О. Пусговоитов А*. Гареев, C A. Муриков, C.B. Денисов, Д.Г. Кабатчиков // Сборник Межрегиональной 69 й научно-технической конференции «Акту^ьные проблемы современной науки, техники и образования». Магнитогорск. 2011.

Т 1 С 201-204.

' ' 2 Совершенствование процесса толстолистовой прокатки микроле-

гированных сталей различных классов прочности на основе дилатомет-Геских исследований / В.М. Органик, C.B. Денисов, Д Г Нао-чиков, В H Дяггерев, Д.Н. Чикишев // Производство проката. 2011. №5. С. э-й.

^^FZ^ÏÏ^JV. Набатчнков Разработка эффективной технологии производства высокорентабельного инновационно™ проката на стане 5000 ОАО «ММК» // Сборник докладов 4-го международ. промышленного форума. Магнитогорск: 2011. С 110-115.

4 Салганик В.М., Набатчнков Д.Г. Структурно-фазовые превращения низколегированной трубной стали в процессе толсголистовои контролируемой прокатки // Сборник МТК НИТУ МИСиС «Инновационные

технологии ОМД». м.: МИСиС, 2011.С. 129-133.

5 Салганик В.М., Денисов C.B., Набатчнков Д.Г., Коршенков СВ. Исследование неплоскостности толстолистового проката на стане 5000 ОАО ММК на основе анализа температурных полей раскатов Н Черные металлы. 2011. №6. Спецвыпуск. С. 67-69. (издание, рекомендованное

ВАК РФ)

6 Набатчнков Д.Г. Дилатометрические исследования сложноле-гированнь.х конструкционных сталей различных классов прочности // Сборник трудов конференции молодых ученых и специалистов». СПб..

ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей, 2012. С 41-45.

7 Освоение производства толстолистового проката класса прочности Кб5 для производства труб магистрального газопровода «Бованенко-во-Ухта / C.B. Денисов, П.А. Стеканов, Д.Г. Набатчнков, Р.И. Абдулба-ров, Е.В. Брайчев // Сборник трудов ЦЛК «Совершенствование технологии в ОАО «ММК». Магнитогорск: 2011. С. 126-Ы-

8 Денисов C.B., Стеканов П.А., Набатчнков Д.Г. Особенности разработки технологии производства на стане 5000 ОАО «ММК» толсто-

листового проката для труб, рассчитанных на эксплуатацию в сложных геолого-климатических условиях // Сборник докладов XIX МежГнГол ной научно-технической конференции «ТРУБЫ 2011 » чТ Г РОСНИТИ, 2012. 4.1. С. 144-147 «1ГУЬЫ-20П», Челябинск:

9. Приемочные испытания труб 1420x23,0 мм класса прочности К65 производства ОАО «ЧТПЗ» из листового проката ОАО Хмк>> и

ш1г;,?оСеВеЕТг СВ" П-А" СТеКЗН0В' Д'Г" НабатчикоГл В

те= beOaaä: -гг—

10. Салганик В.М., Денисов C.B., Коршенков C.B., Набатчиков Я Г

<Ä "еПЛ0СКГН0СТИ Т0ЛСТЬ,Х ЛИСТОВ - -не 5Ш ОАО

«ММК» и Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск: 2011 С 16-19

оозионно с^В0ДСТВ° ™ СТаН6 5000 °АО <<ММК» вь'соковязкого и кор-ро ион ш- тоикого толстолистового проката / C.B. Денисов, П.А. Стека-

ШГК <Гпп Ч",С0В' С-В" БУРЛЗК0В' Е О- Ш"Ряев » Сборник трудов

^ с?32-Гз8НСТВ°ВаНИе ТеХН°Л0ГИИ В °АО «ММК»" МагнитоГрск-

12.Салганик В.М., Денисов C.B., Набатчиков Д.Г. Создание ком

М°ДеЛН ПР°ЦеССа Ф°Р-РОва„ия механических свойств трубной заготовки на стане 5000 ОАО «ММК» // Межрегион сб науч. тр. Магнитогорск, 2011. С. 12-15. межрегион, сб.

Подписано в печать 04.09.2012. Формат 60x84/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 556.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Основные требования, предъявляемые к низколегированным сталям для труб магистральных газо- и нефтепроводов.

1.2 Современный подход к созданию высокопрочных низколегированных сталей.

1.3 Контролируемая прокатка как способ производства трубной заготовки различных классов прочности.

1.3.1 Аустенизация.

1.3.2 Предварительная деформация.

1.3.3 Подстуживание.

1.3.4 Окончательная деформация.

1.3.5 Ускоренное охлаждение.

1.4 Механизмы упрочнения горячекатаного толстолистового проката.

1.5 Формулировка цели и постановка задач исследования.

2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Химические композиции и подготовка проб исследуемых сталей.

2.2 Методика изучения структурных превращений материала.

2.3 Обработка результатов и построение числовых зависимостей.

2.4 Адаптация полученных зависимостей к процессу толстолистовой контролируемой прокатки.

2.5 Научные положения, обобщающие результаты дилатометрических исследований.

Выводы по главе 2.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ТОЛСТОЛИСТОВОГО НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО ПРОКАТА.

3.1 Сущность предлагаемого подхода к определению прочности трубной заготовки.

3.2 Расчет прочности металла после КП.

3.3 Моделирование приращения прочности металла после прокатки и ускоренного охлаждения.

3.4 Обучение и тестирование, структура и алгоритм настройки нейронных сетей.

Выводы по главе 3.

4 ПОСТРОЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ КП+УО,

ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ.

4.1 Влияние различных стратегий КП на прочностные свойства трубной заготовки.

4.2 Определение рациональной стратегии КП.

4.3 Промышленная апробация и внедрение разработок на ТЛС 5000 ОАО «ММК».

Выводы по главе 4.

Постоянно растущие масштабы потребления нефти и газа в России и за рубежом способствуют строительству новых трубопроводных магистральных транспортных систем, таких как Северный поток («Nord Stream»), «Восточная Сибирь - Тихий Океан - 2», газопровод Ямал-Центр («Бованенково-Ухта») и ДР- [!]•

Активная разведка углеводородных ресурсов за Полярным кругом привела к открытию гигантской Баренцово-Карской нефтегазоносной провинции. При этом разведано 12 месторождений, в том числе такие гиганты, как Штокманов-ское месторождение с запасами газа более 3 трлн. м3, Ленинградское, Русанов-ское и газонефтяное Приразломное. От Штокмановского месторождения в Карском море предполагается построить на глубине 360 м подводный газопровод диаметром 1020-1220 мм, рассчитанный на давление газа 10-15 МПа, протяженностью морской части 540 км и сухопутной части - 1160 км.

В соответствии с программой освоения ресурсов нефти и газа на арктическом шельфе добыча одного только газа должна быть доведена до 50 млрд. м в год, а в 2030 г. может достичь 200-300 млрд. м [2].

В связи с этим перед металлургическим комплексом лежат две первостепенные задачи: повысить качество и надежность труб, при этом понизив их стоимость. Для решения этих задач необходимо, в первую очередь, обратить внимание на технологию производства труб и трубной заготовки - толстолистового низколегированного проката.

Низколегированный толстолистовой прокат является одним из основных видов продукции черной металлургии, он используется при изготовлении металлических конструкций как массового производства, так и уникальных, как правило, сварных. Это электросварные прямошовные трубы, корпуса судов, пролеты мостов, крупноузловые детали машин и др.

Современные толстолистовые станы обладают высокой технологической гибкостью и позволяют осуществлять различные стратегии производства горячекатаного толстолистового проката, каждая из которых обуславливает получение различного комплекса механических свойств готовой продукции.

В связи с этим актуальной становится проблема управления прочностными характеристиками горячекатаного толстолистового проката, обусловленная необходимостью высокой воспроизводимости механических свойств от листа к листу, от партии к партии, при том, что каждый раскат обладает собственной совокупностью термодеформационных параметров производства, а, следовательно, и разными физико-механическими свойствами. Поэтому возможности прогнозирования и расчета прочностных свойств проката, как на этапе проектирования режимов, так и постфактум - после получения действительных значений температур и деформаций - выглядят особенно привлекательно.

Объектом исследования являются низкоуглеродистые микролегированные стали различных классов прочности, широко используемые при производстве толстолистового проката, предназначенного для изготовления газонефтепро-водных магистральных труб большого диаметра. Предметом исследования являются температуры структурно-фазовых превращений металла, стратегии контролируемой прокатки и прочностные характеристики трубной заготовки из низкоуглеродистых микролегированных сталей.

Актуальность результатов проведенных в работе исследований подтверждена необходимостью совершенствования технологии производства толстолистового низколегированного проката, обеспечивающей повышение качества и надежности магистральных электросварных труб большого диаметра.

Автор выражает благодарность C.B. Денисову и В.Н. Дягтереву за оказанное содействие в проведении практических исследований и промышленных испытаний.

Выводы по четвертой главе

1. Показано, что при реализации различных стратегий КП трубная заготовка обладает различным комплексом прочностных характеристик. Диапазон Л вариативности предела текучести в среднем составляет 120 Н/мм , временного сопротивления разрыву 100 Н/мм, при этом отношение От/ изменяется от 0,80 до 0,92.

2. Определено, что при повышении температуры конца прокатки с верхней части у+а-области (НКП) в нижнюю часть у-области (ВКП) происходит увели

2 2 чение предела текучести проката на -50 Н/мм (с ПФО) и -100 Н/мм (без

2 2

ПФО), временного сопротивления разрыву - на -80 Н/мм (с ПФО) и -60 Н/мм (без ПФО).

3. Под рациональной стратегией КП понимается такой режим прокатки и охлаждения, который позволит достичь требуемых механических характеристик проката и выполнить производственную программу цеха, т.е. будет обеспечивать необходимую производительность «горячего часа» в сравнении с альтернативными режимами КП+УО.

4. Разработан алгоритм определения рациональной стратегии КП и с его помощью спроектированы технологические режимы прокатки и охлаждения трубной заготовки класса прочности XI00 по АР1 5Ь в условиях ТЛС 5000 ОАО «ММК».

5. Построены сериальные кривые хладостойкости трубной заготовки класса прочности К65 толщиной 23,0мм. С целью контроля воспроизводимости и равномерности механических свойств по длине листа дополнительно проведены испытания срединной части раската.

6. Трубная заготовка, произведенная с использованием результатов настоящей диссертационной работы, успешно прошла серию сертификационных испытаний в соответствии с «Методикой приемочных испытаний опытных партий труб», утвержденной постоянно действующей Комиссией ОАО «Газпром» по приемке новых видов трубной продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Фазовый состав микроструктуры проката во время и после деформации -предмет научных изысканий ученых-металловедов, однако без однозначных количественных значений фактических температур аустенит-ферритного и перлитного превращений низколегированных трубных сталей практическое использование их разработок становится невозможным. Температуры структурно-фазовых превращений - «краеугольные камни» процессов толстолистовой контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения.

Результаты дилатометрических исследований, проведенных в рамках настоящей диссертационной работы, однозначно отвечают на вопрос о численном значении температур структурно-фазовых превращений новых сталей, в состав которых входят 14 основных легирующих элементов.

Также используя данные, полученные в ходе выполнения настоящей диссертационной работы, возможно управлять прочностью трубной заготовки, определяя предпочтительную с точки зрения производительности стратегию КП. Это позволяет обеспечить высокую воспроизводимость механических свойств толстолистового низколегированного проката от листа к листу, от партии к партии.

Итоговые результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведены лабораторные дилатометрические исследования, которые позволили:

• установить фактические температуры структурно-фазовых превращений различных химических композиций современных низколегированных трубных сталей производства ОАО «ММК»;

• построить универсальные формулы расчета температур критических точек Аг3 и Аг] в процессе толстолистовой контролируемой прокатки с учетом поправок на деформацию и температурный градиент центра и поверхности раската.

• снизить абсолютную ошибку расчетов критических температур низколегированных трубных сталей, по меньшей мере, на 5°С.

2. Предложен новый подход к определению прочностных характеристик трубной заготовки, учитывающий их изменение в результате технологических операций прокатки и ускоренного охлаждения.

3. Разработана новая методика определения СМД, в которой необходимая информация поступает непосредственно с действующего оборудования.

4. Установлено, что при реализации различных стратегий КП + УО трубная заготовка обладает различным комплексом прочностных характеристик. Диапал зон вариативности предела текучести в среднем составляет 120 Н/мм , временного сопротивления разрыву 100 Н/мм2, при этом отношение СУт/ Ов изменяется от 0,80 до 0,92.

5. Определено, что при повышении температуры конца прокатки с верхней части у+а-области (НКП) в нижнюю часть у-области (ВКП) происходит увеличение предела текучести проката на -50 Н/мм2 (с ПФО) и -100 Н/мм2 (без у '•у

ПФО), временного сопротивления разрыву - на -80 Н/мм (с ПФО) и -60 Н/мм (без ПФО).

6. Создан алгоритм определения рациональной стратегии КП и с его помощью спроектированы технологические режимы прокатки и охлаждения трубной заготовки класса прочности XI00 по АР1 5Ь в условиях толстолистового стана 5000 ОАО «ММК».

7. Разработки опробованы в промышленных условиях при опытно-промышленном производстве листов толщиной 15,7-16,8 и 23,0 мм из стали класса прочности К60 и К65. Листы предназначены для изготовления на ОАО «Челябинский трубопрокатный завод» электросварных прямошовных труб диаметром 1420 мм для магистрального газопровода «Бованенково - Ухта». Опытная партия труб успешно прошла серию сертификационных испытаний, после чего на ОАО «Газпром» отгружено около 2 тыс. тонн высокопрочных труб большого диаметра, изготовленных из листового проката ОАО «ММК».

1. Панкратова М. Трубные маршруты // Металлоснабжение и сбыт. Июль-Август. 2009. С. 30 35.

2. Иванцов О.М. Требования к трубам для строительства газопроводов нового поколения // Доклад на Совете по координации работы, направленной на создание производства высокопрочных труб для ТЭК России. Мин-промэнерго России. - М.: 2004.

3. Анучкин М.П., Горицкий В.Н., Мирошниченко Б.И. Трубы для магистральных трубопроводов. — М.: «Недра», 1986.

4. API Spec 5L. Технические условия на трубы для трубопроводов //American Petroleum Institute. 2004.

5. EN 10208-2. Steel pipes for pipelines for combustible fluids // Technical delivery conditions, part 2: Pipes of requirements class В. 1996-08.

6. ISO 3183-3. Международный стандарт. Промышленность нефтяная и газовая. Стальные трубы для трубопроводов. Технические условия поставки. Часть 3. Трубы класса требований С. 1999. Номер регистрации: 1239/ISO. Дата регистрации 30.09.2004.

7. СНиП 2.05.06 85. Магистральные трубопроводы. М. : Госстрой СССР, 1985.-85 с.

8. DNV-OS-FIOI. Det Norske Veritas (DNV) offshore Standard OS F101 "Submarine Pipeline System". 2007.

9. ТУ 14-1-5574-2009 Прокат толстолистовой из низколегированной стали классов прочности К52-К60 и Х56-Х70 для электросварных прямошовных газопроводных труб на рабочее давление до 9,8 МПа включительно М. 13 с.

10. ТУ 14-1-5576-2009 Прокат толстолистовой обычного и хладостойкого исполнения для нефтепроводных электросварных прямошовных труб большого диаметра. M. 11 с.

11. И ТУ 14-1-5577-2009 Прокат толстолистовой из низколегированной стали классов прочности К60 и К65 для электросварных прямошовных газопроводных труб на рабочее давление 11,8 МПа. М. 11с.

12. ТУ 14-1-5582-2009 Прокат толстолистовой предназначенный для изготовления электросварных труб диаметром 530-1420мм для магистрального газопровода «Сахалин-Хабаровск-Владивосток» для участков с сейсмичностью до 8 баллов. М. 9 с.

13. ОТТ Трубы нефтепроводные большого диаметра // АК «Транснефть», 2009. 34с.

14. Шабалов И.П., Шафигин Е.К., Одесский П.Д. О некоторых требования к современным сталям для магистральных трубопроводов // Сталь. 2010. №12. С. 54-60.

15. Gray J.M., Peters P.A. Technical demands and specifications for Linepipe during the past decades // Seminar CBMM/TSNIICHERMET "25 Years of Cooperation", Moscow, September 5-6, 2002.

16. Голованенко С.А., Матросов Ю.И. Высокопрочные стали для магистральных газопроводных труб // МиТОМ. 1977. №10. С. 29-35.

17. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов // М.: «Металлургия», 1989 288 с.

18. Таран В.Д., Скугорова П.П. Основные типы и марки сталей для газо- и нефтепроводов // Сооружение газопроводов и конструкций: Сб. трудов ВНИИСТ, 1967. Вып. 65. С. 24-30.

19. Ohm R.K., Martin J.T., Orzessek K.M. Characterisation of ultra high strength linepipe // Proceedings of the 3rd International Pipelines Technology Conference, Brugge, Belgium, May, 21-24, 2000. P. 483-496.

20. Demofonti G. et all. Large diameter X100 gas linepipe: fracture propagation evalution by full-scale burst test // Proceedings of the 3rd International Pipelines Technology Conference, Brugge, Belgium, May, 21-24, 2000, p. 509-520.

21. Hillenbrand H.G., Liessem et all. Development of grade X120 pipe material for high pessure gas transportation lines // Proceedings of the 4rd International Pipelines Technology Conference, Ostend, Belgium, 9-13 May, 2004, v.2, p.p. 823-836.

22. Bainitic steel plates for XI00 and XI20 V. Schwinn, P. Fluess, K.H. Tacke, S. Zajac // Proceedings of the 4rd International Pipelines Technology Conference, Ostend, Belgium, 9-13 May, 2004. V. 2. P. 837-850.

23. Koo J.K. et all. Metallurgical design of ultra high strength steels for gas pipeline // Proceedings of the 13th International offshore and polar engineering conf., Honolulu, Hawaii, USA, May 25-30, 2003. P. 10-18.

24. Schwinn V., Fluess P., Bauer J. Production and progress work on plates for pipes with strength levels of X80 and above // Proceedings of the International Pipe Dreamers Conference, Yokohama, Japan, November 7-8, 2002. P. 339-353.

25. Okaguchi et all. Development and mechanical properties of XI20 linepipe // Proceedings of the 13th off shore and polar engineering conf., Honolulu, Hawaii, USA, May 25-30, 2003. P. 36-42.

26. ТУ 14-101-840-2010 «Прокат толстолистовой из низколегированной стали марки 450 SFDU, 4858 SFDU для производства труб морского участка газопровода «Южный поток», ОАО «ММК», Магнитогорск, 2010, 11с.

27. Cuddy LJ. Thermomechanical Processing of Microalloyed Austenite // TMS of ASME. Warrendale (PA), 1982. p.p. 129-140.

28. Ishikawa N. et all. High grade linepipe for heavy sour environments // Proceedings of the 4th International Pipeline Technology Conference, 9-13, 2004, Ostend, Belgium. V.4. P. 1633-1648.

29. Матросов М.Ю., Филимонов B.H., Берштейн M.Jl. Рекристаллизация ay-стенита в низколегированных сталях с карбонитридными включениями // Металлы. 1981. №6. С. 96 103.

30. Матросов Ю.И. Влияние условий контролируемой прокатки на структурные превращения и свойства малоперлитных сталей // Сталь. 1985. №2. С. 68-72.

31. Мазур B.JL, Хижняк Д.Д. Сопротивление деформации низколегированных сталей // Сталь. 1991. №8. С. 41 -43.

32. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. М. : Металлургия, 1980. 320с.

33. Погоржельский В.И., Чистяков Ю.И. Влияние температуры аустенизации на структуру низколегированной стали после контролируемой прокатки // Изв. АН СССР. Металлы. 1980. №5. С. 105 107.

34. Ниобийсодержащие низколегированные стали. Хайстеркамп Ф. Хулка К., Матросов Ю.И., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. / М.: СП «Интермет инжиниринг», 1999. 94 с.

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

36. Матросов Ю.И. Механизмы влияния микродобавок V, Nb Ti на структуру и свойства малоперлитных сталей // МиТОМ. 1984. №11. С. 13-22.

37. Seung Chan HONG, Sung Hwan LIM Inhibition of Abnormal Grain Growth during Isothermal Holding after Heavy Deformation in Nb Steel //1 SI J International. 2002. Vol. 42. No. 12. P. 1461 1467.

38. Влияние марганца и ниобия на свойства низколегированных сталей / Александров С.В., Хулка К., Степашин A.M., Морозов Ю.Д. // МиТОМ. 2005. №11. С. 17-22.

39. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. Повышение свойств низколегированной стали с микродобавками ниобия, ванадия и титана путем контролируемой прокатки // Бюллетень «Черметинформация». 1981. №9. С. 51 53.

40. Шабалов И.П., Ю.Д. Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. Стали для труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами. М.: Металлургиздат, 2003. 520 с.

41. Sellars С.М., Whiteman J.A. Recrystallization and Grain Growth in Hot Rolling // Metal Science. 1979. № 13. P. 187 194.

42. Корчинский M. Высокотемпературная контролируемая прокатка низколегированных сталей // Сталь. 1990. №7. С. 85 92.

43. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали. М. «ГНТИЛЧерЦветМет», 1962. -568 с.

44. Prediction of Microstructure Development during Recrystallization Hot Rolling on Ti-V-steels / Roberts W., Sandberg A., Siweski Т., Werlefors T. // Proceeding Int. Conf. of Technology and Applications of HSLA Steels. 1983. P. 67-84.

45. Салганик B.M., Шмаков A.B., Попов B.B. Рациональные режимы контролируемой прокатки на стане 5000 трубной заготовки с пониженной температурой нагрева слябов // Сталь. 2009. №10. С. 47-51.

46. Денисов С.В. Развитие технологии производства рулонного и листового проката для трубной промышленности // Труды международной научно-технической конференции «Трубы 2007». Челябинск, 2007. С. 19-21.

47. Boretto F., Borbasa R., Yue, S., Jonas T.J. Thermomechanical Processing of Steels and Other Materials, Isis, Tokyo, 1988.

48. Хлестов В.М., Фролова З.В. Влияние параметров контролируемой прокатки на аустенитную структуру стали 10Г2ФБ // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1989. №4. С. 68-71.

49. Хлестов В.М. Влияние параметров контролируемой прокатки на аустенитную и конечную структуру стали 09Г2ФБ // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. №4. 1989. С. 68-71.

50. Влияние черновой прокатки на структуру штрипсовой стали Х70 / Хлестов В.М., Мурашкин A.B., Фролова З.В., Рубец A.C. // Вестник ПГТУ. 2006. №14. С. 6- 12.

51. Эфрон Л.И. Формирование структуры и механических свойств конструкционных сталей при термомеханической обработке в потоке прокатного стана // Сталь. 1995. №8. С. 57 64.

52. Денисов С.В. Контролируемая прокатка. Освоение и совершенствование технологии производства проката на стане 5000 // Технадзор. 2010. №12. С. 36-39.

53. Гладштейн Л.И., Литвиненко Д.А. Структура аустенита и свойства горячекатаной стали. М. : Металлургия, 1983. 112с.

54. Малоперлитная сталь высокой прочности и хладостойкости для магистральных газопроводов / Голованенко С.А., Литвиненко Д.А., Матросов Ю.И., Морозов И.Д. // Сталь. 1988. №4. С. 86-89.

55. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. Влияние контролируемой прокатки на механические свойства, структуру и характер разрушения стали 09Г2 // Изв. АН СССР. Металлы. 1980. №5. С. 99 104.

56. Hulka К., Bordignon P., Gray М. Experience with low carbon HSLA steel containing 0.06 to 0.10 percent niobium. Niobium Technical Report. Summary of international seminar Araxa. October. 2003. P. 27.

57. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. Изучение влияния условий аустенизации и горячей пластической деформации на процессы у—»а-превращения в низколегированных строительных сталях // Металлы. 1981. №3. С. 92 100.

58. Орыщенко А.С. Высокопрочные наноструктурированные хладостойкие стали для освоения континентального шельфа // Труды конференции «Современные металлические материалы и технологии», СММТ-2011. Санкт-Петербург. 2011. С. 385-387.

59. Yang Z., Wang R. Formation of Ultra-fine Grain Structure of Plain Low Carbon Steel through Deformation Induced Ferrite Transformation // ISIJ International. 2003. Vol. 43. No. 5. P. 761 766.

60. Weng Y., Sun X., Dong H. Overview on the theory of deformation induced ferrite transformation // The fifth international conference on HSLA steels. Sanya, Hainan, China. 2005. Vol. 40. P. 9 15.

61. Ouchi C., Okita T. Austenitic Grain Refinement through Static Recrystallization Immediately after Hot Rolling // Transactions ISIJ. Vol. 24. 1984. P. 726 733.

62. Hot rolling as a high-temperature thermo-mechanical process / Kozasu I., Ouchi C., Sampei Т., Okita T. // Micro Alloying 75. 1975. Session 1. P. 100 115.

63. Ouchi C., Sampei Т., Kozasu I. The Effect of Hot Rolling Condition and Chemical Composition on the Onset Temperature of y—>a Transformation after Hot Rolling // Transactions ISIJ. Vol. 22. 1982. P. 214 222.

64. Morgan E. R, Dancy Т. E., Korchynski M. // AISI Yearbook. 1965. V. 53. P. 921-929.

65. Schmidt D., Dehmel R., Horn G. Advanced cooling technologies for high-strength plate production // MPT International. 2008. №1. P. 38 40.

66. Пейсли Ф. Прецизионное ускоренное охлаждения толстого трубного листа по технологии Mulpic // Сталь. 2008. №5. С. 90-91.

67. Wilson Е.А. // ISIJ International. Vol. 34. 1994. No. 8. P. 615.

68. Shang Cheng-Jia, Nie Yi, He Xin-lai Intermediate transformation structure and mechanical properties of high strength low carbon bainite steel // The fifth international conference on HSLA steels. Sanya, Hainan, China. 2005. Vol. 40. P. 440 444.

69. Krauss G. Ferritic Microstructures in Continuously Cooled Low- and Ultra low- carbon Steels // ISIJ International. 1995. No. 8. Vol. 35. P. 937 945.

70. Эфрон JI.И., Литвиненко Д.А. Влияние параметров ускоренного охлаждения на структурообразование и механические свойства конструкционных сталей // Сталь. 1994. №1. С. 53 58.

71. Manohar P., Chandra Т. Continuous Cooling Transformation Behaviour of High Strength Microalloyed Steels for Linepipe Applications // ISIJ International. 1998. Vol. 38. No. 7. P. 766 774.

72. Hillenbrand H., Grass M., Kalva C. Development and Production of High Strength Pipeline Steels. Niobium Science and Technology // Proc. of the Int. Symposium on Niobium. Orlando, Florida, USA. December. 2-5. 2001. P. 543 571.

73. Пышминцев И.Ю., Борякова A.H. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства низкоуглеродистой трубной стали // Металлург. 2008. №8. С. 49-51.

74. Кичкина А.А., Матросов М.Ю., Дубинин И.В. Влияние ускоренного охлаждения после контролируемой прокатки на структуру и свойства стали 05Г1МБ//Сталь. 2006. №11. С. 125 129.

75. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. Изучение влияния условий аустенизации и горячей пластической деформации на процессы у—► а превращения в низколегированных строительных сталях // Металлы. 1981. №3. С. 92 -100.

76. Морозов Ю.Д., Науменко А.А., Лясоцкий И.В. Влияние термодеформационных режимов прокатки и ускоренного охлаждения на формирование механических свойств листового проката из стали класса прочности Х80 // Металлург. 2010. №10. С. 56-62.

77. Влияние деформации в двухфазной области у+а на свойства материала и технологию получения тонкой горячекатаной полосы / Лоренц У., ХерцигК., Блек В., Эвартц Т. и др. // Черные металлы. Апрель. 2003. С. 42 -49.

78. Эфрон Л.И. и др. Металловедческие основы получения хладостойких трубных сталей путем высокотемпературной контролируемой прокатки // Сталь. 2003. №6. С. 69-72.

79. Круглова А.А., Орлов В.В., Хлусова Е.И. Влияние горячей пластической деформации в аустенитной области на формирование структуры низколегированной низкоуглеродистой стали // МиТОМ. 2007. №12. С. 8 12.

80. Романов П.В., Радченко В.П. Превращение аустенита при непрерывном охлаждении стали: Атлас термокинетических диаграмм. 4.1. Новосибирск: Изд-во Сиб. Отд. АН СССР, 1960. 51 С.

81. ASTM Е 473-88 Standard definitions of terms relating to thermal analysis.

82. DIN 51045. Determination of the thermal expansion of solids. Basic rules.

83. Смирнов M.A., Счастливцев B.M., Журавлев Л.Г. Основы термической обработки стали. М.: Наука и технологии, 2002. 519 с.

84. ASM Handbook, Volume 4: Heat treating. ASM International, 1991. 1012 p.

85. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник / Под. Ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1983. Т. 2. 368 с.

86. Попов В.В. Моделирование превращения карбонитридов при термической обработке сталей. Екатеринбург: УрО-РАН. 2003. 279 с.

87. ASTM А 1033-04. Standart practice for quantative measurement and reporting of hypoeutectoid carbon and low alloy steel phase transformation. ASTM, 2004. 14 p.

88. Румянцев М.И., Ручинская H.A. Статистические методы для обработки и анализа числовой информации, контроля и управления качеством продукции. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2008. 207с.

89. Рыжков М.А., Попов A.A. Методические вопросы построения термокинетических диаграмм превращения переохлажденного аустенита в низколегированных сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. №12. С. 37-41.

90. Ogibayashi S. et al. Influence of Roll Bending on Center Segregation in Continuously Cast Slabs // ISIJ Intern. 1991. V. 31. № 12. P. 1408-1415.

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

92. Бродецкий И. Л., Харчевников В. П., Троцан А. И. Анализ неметаллических включений на границах зерен стали с карбонитридным упрочнением // МиТОМ. 2004. №3. С. 12-14.

93. Коцарь C.JL, Белянский А.Д., Мухин Ю.А. Технология листопрокатного производства. М.: Металлургия, 1997. 272 с.

94. Хлестов В.М., Дорожко Г.К. Превращение деформированного аустенита в стали. М. Мариуполь: Изд-во ПГТУ, 2002. 407 с.

95. Моделирование процесса контролируемой прокатки трубной заготовки в условиях стана 5000 ОАО «ММК» / Салганик В.М., Шмаков A.B., Пустовойтов Д.О. // Сборник трудов VIII Международного конгресса прокатчиков, Магнитогорск, 11-15 октября 2010.

96. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния раската в черновых проходах применительно к стану 5000 ОАО «ММК» /

97. B.М. Салганик, А.В. Шмаков, Д.О. Пустовойтов, С.А. Муриков // Производство проката. 2009. №11. С. 10-14.

98. Разработка и анализ технологии контролируемой толстолистовой прокатки трубной заготовки на основе моделирования температурных условий процесса / В.М. Салганик, А.В. Шмаков, Д.О. Пустовойтов, А.Р. Гареев,

99. C.А. Муриков, С.В. Денисов, Д.Г. Набатчиков // Сборник Межрегиональной 69-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования», Магнитогорск. 2011, Т. 1. С.201-204.

100. Шмаков А.В. Разработка эффективной технологии контролируемой толстолистовой прокатки трубных сталей повышенных категорий прочности на основе моделирования температурных условий процесса: Дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2011. 160 с.

101. Самарский А.А., Вабищев П.Н. Вычислительная теплопередача. Изд. 2-е. М. :Книжный дом «Либроком», 2009. 784 с.

102. В.М. Салганик, С.В. Денисов, Д.Г. Набатчиков Разработка эффективной технологии производства высокорентабельного инновационного прокатана стане 5000 ОАО «ММК» // Сборник докладов 4-го международ, промышленного форума г. Челябинск, 2011. С. 110-115.

103. Салганик В.М., Набатчиков Д.Г. Структурно-фазовые превращения низколегированной трубной стали в процессе толстолистовой контролируемой прокатки // Сборник МТК НИТУ МИСиС «Инновационные технологии ОМД». Москва, 2011. С. 129-133.

104. Набатчиков Д.Г. Дилатометрические исследования сложнолегированных конструкционных сталей различных классов прочности // Сборник трудов конференции молодых ученых и специалистов» 2011, СПб.: ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей, 2012. С 41-45.

105. Зюзин В.И., Бровман М.Я. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. М.: Металлургия, 1964. 225 с.

106. Бровман М.Я. Применение теории пластичности в прокатке. М.: Металлургия, 1965. С. 207-213.

107. Андреюк Л.В., Тюленев Г.Г. Аналитическая зависимость сопротивления деформации сталей и сплавов от их химического состава // Сталь. 1972. №9. С. 825-828.

108. Сопротивление деформации ниобийсодержащих сталей новых марок / Салганик В.М., Денисов C.B., Крайнов В.И., Сычев О.Н. //Производство проката. 2007. №6. С. 15-18.

109. Денисов C.B. Развитие научных основ, создание и реализация эффективных технологий прокатки низколегированных стальных полос и листов с повышенными потребительскими свойствами: Дис. д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2009. 352 с.

110. Электронный учебник: www.statsoflt.ru.

111. Kurban V.V., Yatsenko N.L., Belyakova V.l. Feasibility of using neural networks for real-time prediction of the mechanical properties of finished rolled products // Metallurgist. 2007. T. 51. № 1-2. C. 3-6.

112. Нейронные сети STATISTIKA // StatSoft RUSSIA, 1998.

113. Курбан B.B. Повышение качества горячекатаной трубной листовой стали по механическим свойствам с использованием нейросетевого моделирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Магнитогорск, 2006г., 164 с.

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

115. Матросов Ю.И., Ганошенко И.В., Багмет O.A. Освоение на ОАО «МК «Азовсталь» промышленного производства толстолистовой стали категории прочности Х65 для глубоководного газопровода // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2007. №1. С. 24-31.

116. Толстолистовая сталь для газопроводных труб категории прочности Х80 (ОАО «Металлургический комбинат «Азовсталь») / Белый А.П., Матросов Ю.И., Ганошенко И.В. и др.// Сталь. 2006. №5. С. 106-110.

117. Носоченко О.В., Мельник С.Г., Лепихов J1.C. и др. Освоение технологии производства конвертерной стали для листового проката с повышенными требованиями по ультразвуковому контролю // Сталь. 2002. №11. С. 15-17.

118. Сергеева Т.К., Шлейнинг Л.Г., Мальцев А.П. Исследование возможности сокращения объемов противофлокенной обработки//Сталь. 2005. №3. С. 90-93.

119. Ефимов В.Н., Бровман М. Я. Сопротивление деформации в процессах прокатки. М.: Металлургия, 1996. 254 с.

120. Сопротивление деформации низкоуглеродистых микролегированных сталей при горячей обработке давлением / Эфрон Л.И., Поляк Е.И., Голи-Оглу Е.А., Борцова А.Н., Ментюков К.Ю. // Сталь. 2011. №12. С. 55-60.

121. Голи-Оглу Е.А. Влияние режимов термомеханической обработки на структурное состояние горячедеформированного аустенита и свойства трубных сталей. Дис. канд. техн. наук. ФГУП ЦНИИ ЧерМет им. И.П. Бардина, Москва, 2012. 195 с.

122. Патент РФ № 2348702 от 31.07.2007, МПК C21D8/02, В21В1/00. Опубликовано 10.03.2009 Бюл. №7.

123. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

124. Sakai Т., Ohashi М. The Effect of temperature, strain rate, and carbon content on hot deformation of carbon steels // Tetsu-to-Hagane. 1981. 67. P. 134-139.

125. E.I. Poliak and D. Bhattacharya Effects of alloying on deformation behavior of low carbon steels in the intercritical temperature range // Materials Science Forum. 2007. Vol. 12. P. 539 543.

126. ТУ 14-101-805-2011 Прокат толстолистовой из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб на рабочее давление 11,8 МПа. М. 8с.

127. Дилатограммы исследуемых сталей

128. Сталь10(15)2530Ктт950 ЗттЗОКтт2СЮ Темп. ГС

129. К60(7)2530Ктт950 3тт30кглт200

130. К56{ 17)2530Ктт950 Зтт30Ктт200

131. К56С2(22)2530Ктт950 Зтт30Ктт200

132. К6031 )2530Кт1 п950 ЗттЗС|Ктт2001 ■ ■451. Время /минсИ /мкм

133. Пик: 813.8'С Пик 752 6 "С Пик 738 1 "С662 6 °С1. Пик 766 4"С Пик 766 4 "Соо оо

134. К52(45)2530Ктш950 Зтт30Ктт200 17] К60„(51^25^30Кгош„950^ ЗяипЗОКт1а„200 .

135. К56(39)|2530Ктт950 ЗтШ30Ктт200-I

136. К56С2(2б)2530Ктт950 3тт30ктт200

137. Х70(35)2530Ктт950 3тт30ктт2001. Ы /МИМ 280260240220

138. Пик: 744.9 "С Пик 7574 °С Пик 7480 "С Пик: 746 1 'С Пик. 758.2 "С

139. Рис. П 1.2. Дилатограммы исследуемых сталей: сплошные линии (в осях с1Ь- время) 6. -К52, [7] К60, [8] - К56, [9] -К56/С2, [10] - Х70; штриховая линия - температурная программа охлаждения (в осях Темп- время)