способ производства катаных заготовок

Формула изобретения

Способ производства катаных заготовок, включающий выплавку стали, легирование, ковшевую обработку, разливку стали, нагрев под прокатку, предварительную и окончательную деформации, охлаждение заготовок, отличающийся тем, что осуществляют легирование молибденом путем ввода молибденсодержащих материалов в печь при выплавке стали и получают сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод 0,42-0,54

Марганец 0,90-1,50

Кремний 0,15-0,50

Ниобий 0,01-0,08

Молибден 0,06-0,20

Сера 0,001-0,045

Фосфор 0,001-0,045

Железо Остальное

при этом нагрев под прокатку проводят до температуры 1250-1290°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству проката ответственного назначения для изготовления насосно-компрессорных труб с увеличенным ресурсом эксплуатации.

Известен способ производства проката, включающий выплавку стали, разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, термообработку и окончательное охлаждение проката (авт. св. СССР N 1611952, кл. С 21 D 8/00, 1988-аналог).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства катаных заготовок, включающий выплавку стали, ее легирование и ковшевую обработку, разливку стали, аустенизацию и прокатку слитков, охлаждение блюмов, предварительную и окончательную деформации, а также окончательное охлаждение заготовок (патент РФ N 2156312, кл. С 21 D 8/02, 2000 - прототип).

Основными недостатками известных способов (аналога и прототипа) являются недостаточно высокий уровень прочностных и пластических свойств и хладостойкости металла заготовок.

Технический результат изобретения заключается в повышении уровня прочностных свойств и хладостойкости металла заготовок, что влечет за собой повышение эксплуатационных характеристик и надежности конечной металлопродукции.

Технический результат достигается тем, что в способе производства катаных заготовок, включающем выплавку стали, ее легирование и ковшевую обработку, разливку стали, нагрев под прокатку, предварительную и окончательную деформации, охлаждение заготовок, согласно изобретению легирование стали молибденом осуществляют путем ввода молибденсодержащих материалов в печь при выплавке стали и получают сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод 0,42-0,54

Марганец 0,90-1,50

Кремний 0,15-0,50

Ниобий 0,01-0,08

Молибден 0,06-0,20

Сера 0,001-0,045

Фосфор 0,001-0,045

Железо Остальное

при этом нагрев под прокатку проводят до температуры 1250-1290°С.

Введение молибденсодержащих материалов в печь при выплавке стали обусловлено наиболее полным и равномерным его усвоением с меньшим переходом в шлак по сравнению с другими приемами его введения в сталь (в ковш в период выпуска металла из печи или при доводке металла), что обеспечивает требуемое сочетание прочностных и вязких свойств металла.

Выбор температурного интервала нагрева металла под прокатку обусловлен необходимостью обеспечить наиболее полный переход в твердый раствор карбидов и карбонитридов ниобия, исключая сильный рост аустенитного зерна.

Нагрев металла перед прокаткой ниже 1250°С приводит к неполному переходу карбидов и нитридов ниобия в твердый раствор. Следствием этого является интенсивное зернограничное упрочнение металла как при предварительной, так и при окончательной деформации; в результате чего обеспечиваются высокие прочностные и хладостойкие свойства при недостаточной пластичности.

При нагреве перед деформацией выше 1290°С происходит интенсивный рост аустенитного зерна, не сдерживаемый карбидами и карбонитридами ниобия, что приводит к получению более крупного зерна феррита и снижению прочности и вязкости металла.

Экспериментально установлено, что выбранные параметры предлагаемого способа обеспечивают получение проката с повышенным комплексом механических свойств по прочностным, пластическим и хладостойким показателям.

Пример осуществления способа.

Сталь выплавляли в электропечи. Легирование стали молибденом осуществляли в процессе выплавки стали в печи путем ввода ферромолибдена в количестве 1,30-1,70 кг/т стали. После выпуска металла из печи производили его обработку в ковше и разливали на слитки в изложницы. При внепечной обработке металла в ковше также проводили окончательное раскисление металла, его рафинирование, гомогенизирующую продувку нейтральным газом и модифицирующую обработку силикокальцием. В результате выплавки и внепечной обработки получили сталь следующего состава, мас.%: С 0,48, Мn 1,25, Si 0,34, Nb 0,04, Мо 0,09, S 0,004, Р 0,010, железо остальное. В качестве остаточных элементов сталь дополнительно содержала мас.%: Сr 0,16, Ni 0,16, Сu 0,20 и Ti 0,015.

Разливку стали в изложницы осуществляли при температуре 1540 -1545°С. Слитки выдерживали в изложницах не менее 3 часов, раздевали и подвергали аустенизации при температуре 1200-1300°С в течение 4 часов. После аустенизации производили прокатку слитков на блюминге и охлаждение блюмов. Затем производили нагрев блюмов под прокатку до 1250-1290°С и предварительную деформацию за 9 проходов в реверсивном режиме и окончательную деформацию за 7 проходов с температурой окончания деформации 850-900°С до получения катаных заготовок.

После окончания процесса деформации осуществляли окончательное охлаждение катаных заготовок до температуры окружающей среды.

Испытания механических свойств образцов показали, что использование предлагаемого способа производства катаных заготовок позволяет повысить значения показателей прочностных и пластических свойств на 10-15% с одновременным повышением значений показателей хладостойкости на 5-10%.