RU2746483C1 - Method for the production of cold-formed electrowelded pipes - Google Patents
Method for the production of cold-formed electrowelded pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746483C1 RU2746483C1 RU2020116031A RU2020116031A RU2746483C1 RU 2746483 C1 RU2746483 C1 RU 2746483C1 RU 2020116031 A RU2020116031 A RU 2020116031A RU 2020116031 A RU2020116031 A RU 2020116031A RU 2746483 C1 RU2746483 C1 RU 2746483C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- pipes
- size
- plastic deformation
- cold
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- -1 fatty acid salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000922 High-strength low-alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710137710 Thioesterase 1/protease 1/lysophospholipase L1 Proteins 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано при производстве высокопрочных холоднодеформированных труб, преимущественно среднего и малого размера, изготовленных из низколегированных сталей и предназначенных, в основном, для изготовления компонентов для автомобильных транспортных средств.The claimed invention relates to the field of metallurgy, in particular to the processing of metals by pressure, and can be used in the production of high-strength cold-deformed pipes, mainly of medium and small size, made of low-alloy steels and intended mainly for the manufacture of components for automobile vehicles.
Существует необходимость получения электросварных холоднодеформированных труб среднего и малого размера, например 12,7×1,5 мм, из высокопрочных низколегированных марок стали, механические свойства которых должны соответствовать следующим параметрам: предел прочности σв≥600 МПа; предел текучести σ0,2≥550 МПа; относительное удлинение δ5≥14%, при этом трубы предназначены для изготовления каркасов подголовников автомобилей.There is a need to obtain electric-welded cold-worked pipes of medium and small size, for example, 12.7 × 1.5 mm, from high-strength low-alloy steel grades, the mechanical properties of which must correspond to the following parameters: tensile strength σ in ≥600 MPa; yield point σ 0.2 ≥550 MPa; relative elongation δ 5 ≥14%, while the pipes are intended for the manufacture of car head restraints frames.
Получение труб с заданным уровнем механических свойств возможно, как правило, при использовании в качестве материала дуплексных сталей (сталей феррито-мартенситного класса).Obtaining pipes with a given level of mechanical properties is possible, as a rule, when using duplex steels (steels of the ferrite-martensitic class) as a material.
Из уровня техники известно, что дуплексная сталь применяется в основном производителями сварных холоднодеформированных труб, при этом в состав таких феррито-мартенситных сталей, как правило, входит углерод до 0,15-0,17 мас.%; марганец - до 2,2-2,5 мас.%; алюминий - до 2,0%, хром + молибден - до 1,0-1,5%.From the prior art, it is known that duplex steel is used mainly by manufacturers of welded cold-worked pipes, while the composition of such ferrite-martensitic steels, as a rule, includes carbon up to 0.15-0.17 wt.%; manganese - up to 2.2-2.5 wt%; aluminum - up to 2.0%, chromium + molybdenum - up to 1.0-1.5%.
Из предшествующего уровня техники известен способ производства холоднодеформированных сварных труб, включающий получение формовкой из ленты сварной заготовки, рекристаллизационный отжиг, холодную деформацию, термообработку и правку (Ю.М. Матвеев и др. Холоднодеформированные сварные трубы. Челябинск, Южно-Уральское книжное изд-во, 1971, с. 107-121).From the prior art, a method for the production of cold-deformed welded pipes is known, including obtaining a welded blank by molding from a strip, recrystallization annealing, cold deformation, heat treatment and straightening (Yu.M. Matveev et al. Cold-deformed welded pipes. Chelyabinsk, South Ural Book Publishing House , 1971, pp. 107-121).
Известен способ изготовления сварных холоднодеформированных труб, включающий формовку трубной заготовки, сварку ее кромок, волочение и правку труб, причем при волочении осуществляют редуцирование трубы по стенке на величину 20-25% и по диаметру на величину 10-16%, при этом в качестве материала применяют сталь 20, механические свойства которой после волочения соответствуют следующим параметрам: предел прочности σв - 66,5 кг/мм2; предел текучести σ0,2≥65 кг/мм2; относительное удлинение δ5 - 14% (заявка №94036229 на изобретение «Способ изготовления сварных холоднодеформируемых труб», дата подачи 28.09.19994 г., дата публикации 20.07.1996 г.).There is a method of manufacturing welded cold-deformed pipes, including forming a pipe billet, welding its edges, drawing and straightening pipes, and during drawing, the pipe is reduced along the wall by 20-25% and in diameter by 10-16%, while the material is steel 20 is used, the mechanical properties of which after drawing correspond to the following parameters: ultimate strength σ in - 66.5 kg / mm 2 ; yield point σ 0.2 ≥65 kg / mm 2 ; relative elongation δ 5 - 14% (application No. 94036229 for the invention "Method of manufacturing welded cold-deformed pipes", filing date 09/28/19994, publication date 07/20/1996).
Известен способ изготовления высокопрочной стальной трубы с превосходной вязкостью при низких температурах и превосходной вязкостью в зоне термического влияния сварного шва, при этом отливку из стали повторно нагревают до температуры, не меньше температуры Ас3, осуществляют горячую прокатку, затем в холодном состоянии осуществляют формоизменение охлажденного стального листа с приданием ему формы трубы, потом проводят дуговую сварку под флюсом стыкуемой части с наружной и внутренней сторон трубы, а после этого подвергают стальную трубу развальцовке, причем трубу изготавливают из стали, структура которой состоит из мартенсита и бейнита и включает компоненты при следующем их соотношении, мас.%: углерод - 0,02 - 0,1; кремний - не более 0,8; марганец - 1,5-2,5; фосфор - не более 0,015; сера - не более 0,003; никель - 0,01-2,0; молибден - 0,2 - 0,8; ниобий - менее 0,010; титан - не более 0,03; алюминий - не более 0,1 азот - не более 0,008; железо и неизбежные примеси - остальное, при этом параметр Р находится в диапазоне от 1,9 до 4,0 и определяется нижеследующим выражением: P=2,7C+0,4Si+Mn+0,8Cr+0,45(Ni+Cu)+2V+Mo-0,5 (патент №2258762 на изобретение «Высокопрочная сталь с превосходной вязкостью при низких температурах и превосходной вязкостью в зоне термического влияния сварного шва (варианты), способ получения такой стали, а также способ изготовления листа из указанной стали, высокопрочная стальная трубы (варианты) и способ изготовления высокопрочной стальной трубы», дата подачи 26.05.2003 г., дата публикации заявки 10.01.2005 г.).There is a known method of manufacturing a high-strength steel pipe with excellent toughness at low temperatures and excellent toughness in the heat affected zone of the weld, while the steel casting is reheated to a temperature not less than the Ac 3 temperature, hot rolling is carried out, then in the cold state, the cooled steel is shaped sheet with giving it the shape of a pipe, then submerged arc welding of the abutting part is carried out from the outer and inner sides of the pipe, and then the steel pipe is expanded, and the pipe is made of steel, the structure of which consists of martensite and bainite and includes components in the following ratio , wt%: carbon - 0.02 - 0.1; silicon - no more than 0.8; manganese - 1.5-2.5; phosphorus - no more than 0.015; sulfur - no more than 0.003; nickel - 0.01-2.0; molybdenum - 0.2 - 0.8; niobium - less than 0.010; titanium - no more than 0.03; aluminum - no more than 0.1; nitrogen - no more than 0.008; iron and inevitable impurities - the rest, while the parameter P is in the range from 1.9 to 4.0 and is determined by the following expression: P = 2.7C + 0.4Si + Mn + 0.8Cr + 0.45 (Ni + Cu ) + 2V + Mo-0.5 (patent No. 2258762 for the invention "High-strength steel with excellent toughness at low temperatures and excellent toughness in the heat-affected zone of the weld (options), a method for producing such a steel, as well as a method for producing a sheet of said steel , high-strength steel pipe (options) and method of manufacturing high-strength steel pipe ", filing date 05/26/2003, publication date of the application 01/10/2005).
Кроме того, известен способ производства холоднодеформированных труб, включающий нанесение смазки на заготовку, волочение и безокислительный отжиг труб в присутствии смазки на поверхности, при этом в качестве смазки используют соль карбоновой кислоты азотсодержащего основания, выбранного из группы, включающей аммиак, этилендиамин, мочевину, дифинилгуанидин (А.С. №1823500 на изобретение «Способ производства труб», дата подачи 29.07.1980 г., опубликовано 27.03.1996 г.).In addition, there is a known method for the production of cold-deformed pipes, including applying a lubricant to a workpiece, drawing and non-oxidative annealing of pipes in the presence of lubricant on the surface, while a salt of a carboxylic acid of a nitrogen-containing base selected from the group consisting of ammonia, ethylenediamine, urea, difinylguanidine is used as a lubricant. (AS No. 1823500 for the invention "Method of pipe production", filing date 07/29/1980, published 03/27/1996).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ производства высокопрочных электросварных труб из малоуглеродистых сталей, включающий формовку полосы, сварку кромок, полнее или частичное удаление грата, нагрев труб, закалку и отпуск, калибрование при температурах отпуска и теплую правку, при этом нагретые трубы перед закалкой подвергают раскатке на оправке косорасположенными валками, при этом обжатие на оправке выполняют на величину 12-20% (А.С. 969758 на изобретение «Способ производства высокопрочных электросварных труб», дата подачи 1980.06.17, дата публикации 1982.10.30).The closest technical solution to the claimed invention is a method for the production of high-strength electric-welded pipes from low-carbon steels, including strip forming, edge welding, more complete or partial deburring, pipe heating, quenching and tempering, calibration at tempering temperatures and warm straightening, while heated pipes before quenching is subjected to rolling on a mandrel with oblique rolls, while the reduction on a mandrel is performed by an amount of 12-20% (AC 969758 for the invention "Method for the production of high-strength electric-welded pipes", filing date 1980.06.17, publication date 1982.10.30).
Недостатки известных технических решений обусловлены тем, что в большинстве своем они направлены на производство длинномерных труб большого и среднего диаметра, используемых в нефтегазовой отрасли и не решают технологических задач по изготовлению холоднодеформированных труб повышенной прочности из низколегированных сталей средних и малых размеров с одновременным обеспечением для труб комплекса механических свойств, а именно, предела прочности σв≥600 МПа; предела текучести σ0,2≥550 МПа; относительного удлинения δ5≥14%.The disadvantages of the known technical solutions are due to the fact that most of them are aimed at the production of long pipes of large and medium diameter used in the oil and gas industry and do not solve technological problems in the production of cold-deformed pipes of increased strength from low-alloy steels of medium and small sizes, while providing for pipes of the complex mechanical properties, namely, ultimate strength σ at ≥600 MPa; yield point σ 0.2 ≥550 MPa; relative elongation δ 5 ≥14%.
Помимо этого, к недостаткам данного изобретения можно отнести и снижение качества поверхности после выполнения закалки, после которой остается окалина, а также образуются раковины, закалочные трещины и т.п. Для устранения подобных дефектов требуется проведение дополнительных технологических операций, таких, как химическое травление и/или шлифование.In addition, the disadvantages of this invention include a decrease in surface quality after hardening, after which scale remains, and also the formation of cavities, quenching cracks, etc. To eliminate such defects, additional technological operations are required, such as chemical etching and / or grinding.
Предлагаемое к защите изобретение направлено на устранение указанных недостатков.The invention proposed for protection is aimed at eliminating the indicated disadvantages.
Технический результат, на обеспечение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении прочностных свойств сварной холоднодеформированной трубы, преимущественно среднего и малого размеров, производимой из низколегированной стали, состав компонентов которой определяется следующим соотношением, мас.%: углерод - до 0,14; марганец - до 1,6; кремний - до 0,5; сера - до 0,025; фосфор - до 0,03; алюминий - более 0,015; ниобий - до 0,09; титан - до 0,15; железо - остальное, с одновременным достижением комплекса механических свойств, минимальные значения которых определяются как предел прочности σв≥600 МПа, предел текучести σ0,2≥550 МПа и относительное удлинение δ5≥14%.The technical result, which the present invention is aimed at, consists in increasing the strength properties of a welded cold-deformed pipe, mainly of medium and small dimensions, made from low-alloy steel, the composition of the components of which is determined by the following ratio, wt%: carbon - up to 0.14; manganese - up to 1.6; silicon - up to 0.5; sulfur - up to 0.025; phosphorus - up to 0.03; aluminum - more than 0.015; niobium - up to 0.09; titanium - up to 0.15; iron - the rest, with the simultaneous achievement of a set of mechanical properties, the minimum values of which are determined as the ultimate strength σ at ≥600 MPa, the yield point σ 0.2 ≥550 MPa and the relative elongation δ 5 ≥14%.
Указанный результат достигается тем, что способ производства электросварных холоднодеформированных труб заключается в изготовлении трубы исходного размера посредством сварки кромок трубной заготовки, выполненной из низколегированной стали, содержащей углерод - до 0,14; марганец - до 1,6; кремний - до 0,5; сера - до 0,025; фосфор - до 0,03; алюминий - более 0,015; ниобий - до 0,09; титан - до 0,15; железо - остальное, после чего полученную трубу исходного размера подвергают термообработке и предварительной пластической деформации, осуществляемой, по меньшей мере, за один проход короткооправочного волочения с получением трубы промежуточного размера, после чего выполняют нормализацию трубы промежуточного размера при температуре 900±20°C с выдержкой не менее 7 минут и затем окончательную пластическую деформацию с получением трубы заданного размера, причем при проведении предварительной и окончательной деформации на поверхность трубы наносят смазку в виде омыления, в качестве которого применяют соли жирных кислот и хлорпарафин соответственно, при этом степень окончательной пластической деформации определяют в соответствии со следующим выражением:This result is achieved in that the method for the production of electric-welded cold-worked pipes consists in manufacturing a pipe of the original size by welding the edges of a pipe billet made of low-alloy steel containing carbon - up to 0.14; manganese - up to 1.6; silicon - up to 0.5; sulfur - up to 0.025; phosphorus - up to 0.03; aluminum - more than 0.015; niobium - up to 0.09; titanium - up to 0.15; iron - the rest, after which the resulting pipe of the original size is subjected to heat treatment and preliminary plastic deformation, carried out in at least one pass of short-cut drawing to obtain a pipe of an intermediate size, after which the pipe of an intermediate size is normalized at a temperature of 900 ± 20 ° C with holding for at least 7 minutes and then the final plastic deformation to obtain a pipe of a given size, and during preliminary and final deformation, a lubricant is applied to the pipe surface in the form of saponification, which is used as fatty acid salts and chlorinated paraffin, respectively, while the degree of final plastic deformation is determined in according to the following expression:
где σт - нормируемый предел текучести металла готовой трубы, МПа.where σt is the normalized yield strength of the finished pipe metal, MPa.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Трубы, преимущественно среднего и малого размеров, предложено производить в сварном холоднодеформированном виде в состоянии поставки без термообработки из сварных труб исходного размера, превышающего конечный, со снятым внутри гратом.Pipes, mainly of medium and small sizes, are proposed to be produced in welded cold-worked form in the state of delivery without heat treatment from welded pipes of the original size exceeding the final one, with the burr removed inside.
Так, например, изготовление труб заданного размера 12,7×1,5 мм производилось по следующему маршруту: 25×1,5 → 20×1,4 → 12,7×1,5 мм.So, for example, the manufacture of pipes of a given size of 12.7 × 1.5 mm was carried out along the following route: 25 × 1.5 → 20 × 1.4 → 12.7 × 1.5 mm.
Для изготовления опытной партии труб был использован рулонный холоднодеформированный прокат толщиной 1,5 мм, при этом химический состав стали соответствовал составу, приведенному в Таблице 1.For the manufacture of a pilot batch of pipes, cold-worked coils with a thickness of 1.5 mm were used, while the chemical composition of the steel corresponded to the composition shown in Table 1.
Результаты входного контроля механических свойств представлены в Таблице 2.The results of the incoming inspection of mechanical properties are presented in Table 2.
Формовку трубной заготовки промежуточным (исходным) размером 25×1,5 мм осуществляли высокочастотной сваркой ее кромок с помощью сварочного оборудования, в качестве которого применяли ТЭСА 10-63,5, при этом скорость (v) сварки составляла 65 м/час.Forming of a pipe billet with an intermediate (initial) size of 25 × 1.5 mm was carried out by high-frequency welding of its edges using welding equipment, which was TESA 10-63.5, while the welding speed (v) was 65 m / h.
После сварки кромок проводили термообработку трубной заготовки в термической проходной печи с роликовым подом и защитной атмосферой при температурах (по зонам) Тотж - 800; 920; 920; 920°C.After welding the edges, the pipe billet was heat treated in a continuous continuous furnace with a roller hearth and a protective atmosphere at temperatures (by zones) Totj - 800; 920; 920; 920 ° C.
Механические свойства трубы промежуточного размера 25×1,5 мм после сварки кромок и термообработки соответствовали параметрам, приведенным в Таблице 3.Mechanical properties of a pipe of intermediate size 25 × 1.5 mm after edge welding and heat treatment corresponded to the parameters given in Table 3.
Получение промежуточного размера трубы 20×1,4 мм достигалось пластической деформации за счет, по меньшей мере, одного прохода короткооправочного волочения, при котором на поверхность заготовки наносили смазку, в качестве которой использовали омыление в виде жирных кислот.Obtaining an intermediate pipe size of 20 × 1.4 mm was achieved by plastic deformation due to at least one pass of short drawing, in which a lubricant was applied to the surface of the workpiece, which was saponified in the form of fatty acids.
Известно, что при короткооправочном волочении на поверхности труб, в частности, наружной, с увеличением обжатия по стенке растягивающие тангенциальные напряжения переходят в сжимающие (И.А. Соколов, В.И. Уральский. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. М. Металлургия, 1981, с. 31-42). Исследования показали, что существует критическое обжатие по стенке и, соответственно, по диаметру, при котором упомянутые напряжения равны нулю. При величине критической деформации по стенке 20-25% соответственно по диаметру 10-16% обеспечивается высокое качество правки, снижается тенденция к разрушению металла в зоне шва. В частности, выравнивается микроструктура в зоне шва, размер зерен по сечению стабилизируется, что, в свою очередь, приводит к улучшению механических свойств, в том числе прочностных. Помимо этого, при короткооправочном волочении достигается высокая геометрическая точность и чистота поверхности.It is known that with short-sided drawing on the pipe surface, in particular, the outer one, with an increase in compression along the wall, tensile tangential stresses turn into compressive ones (I.A. Sokolov, V.I. Uralsky. Residual stresses and quality of metal products. M. Metallurgy, 1981 , pp. 31-42). Studies have shown that there is a critical compression along the wall and, accordingly, along the diameter, at which the mentioned stresses are equal to zero. With a critical deformation along the wall of 20-25%, respectively, for a diameter of 10-16%, high quality straightening is ensured, and the tendency for metal destruction in the weld zone decreases. In particular, the microstructure in the weld zone is leveled, the grain size along the section is stabilized, which, in turn, leads to an improvement in mechanical properties, including strength. In addition, high geometric accuracy and surface cleanliness are achieved with short-cut drawing.
Затем трубу с промежуточным размером 20×1,4 мм подвергали термической обработке, которая производилась в газовой печи с роликовым подом и защитной атмосферой при температуре Т=900°C. Скорость движения труб в газовой печи составляла 2,1 м/мин.Then a pipe with an intermediate size of 20 × 1.4 mm was subjected to heat treatment, which was carried out in a gas oven with a roller hearth and a protective atmosphere at a temperature of T = 900 ° C. The tube speed in the gas furnace was 2.1 m / min.
Нанесение на заготовку смазки в виде омыления, в качестве которого применяют соли жирных кислот, волочение и термическая обработка в присутствии смазки на поверхности позволяют исключить операцию обезжиривания трубы перед последующим отжигом, а также устраняет пригары, сажистые налеты и снижает шероховатость поверхности.The application of grease to the workpiece in the form of saponification, which is used as salts of fatty acids, drawing and heat treatment in the presence of grease on the surface make it possible to exclude the operation of degreasing the pipe before subsequent annealing, and also removes burns, soot deposits and reduces the surface roughness.
После волочения трубу промежуточного размера 20×1,4 мм направляли на операцию нормализации, выполняемую при температуре 900±20°C с выдержкой в течение не менее 7 мин.After drawing, a pipe of intermediate size 20 × 1.4 mm was sent to a normalization operation performed at a temperature of 900 ± 20 ° C with holding for at least 7 min.
Заявленный температурный диапазон является оптимальным, т.к. обеспечивает получение однородной мелкозернистой структуры и заданных механических свойств метала труб для проведения последующей холодной деформации. При превышении указанной температуры образуется нежелательная крупнозернистая структура металла труб, для исправления которой требуются большие степени деформации. При понижении указанной температуры происходит неполная рекристаллизация, образуется неоднородная разнозернистая структура металла труб, что приводит к ухудшению пластических свойств металла труб, необходимых для выполнения холодной деформации.The stated temperature range is optimal, because provides a homogeneous fine-grained structure and specified mechanical properties of pipe metal for subsequent cold deformation. Above this temperature, an undesirable coarse-grained structure of the pipe metal is formed, which requires large deformations to correct. With a decrease in the specified temperature, incomplete recrystallization occurs, an inhomogeneous uneven-grain structure of the pipe metal is formed, which leads to a deterioration in the plastic properties of the pipe metal, which is necessary for cold deformation.
Затем трубу промежуточного размера подвергали окончательной пластической деформации посредством безоправочного волочения со степенью деформации, определяемой согласно следующему соотношению:Then, the pipe of intermediate size was subjected to final plastic deformation by means of non-cornered drawing with a degree of deformation determined according to the following relationship:
где σт - нормируемый предел текучести металла готовой трубы, МПа.where σt is the normalized yield strength of the finished pipe metal, MPa.
Представленная выше зависимость окончательной пластической деформации изготавливаемой трубы с обжатием по диаметру при безоправочном волочении была получена эмпирически. Благодаря соблюдению данного соотношения достигается требуемый комплекс механических свойств производимых труб заданного размера, в частности, требуемая величина предела текучести металла.The above dependence of the final plastic deformation of the pipe being manufactured with diameter reduction in the case of uncorrected drawing was obtained empirically. Due to the observance of this ratio, the required complex of mechanical properties of the produced pipes of a given size is achieved, in particular, the required value of the metal's yield point.
При завершающей пластической деформации на поверхность трубы наносили смазку, в качестве которой использовали хлорпарафин.At the final plastic deformation, a lubricant was applied to the pipe surface, which was chlorinated paraffin wax.
Благодаря проведению нормализации устраняются остаточные напряжения, что способствует измельчению размера зерен и их выравнивание по размерам.Normalization removes residual stresses, which contributes to grain size refinement and grain size alignment.
Качество поверхности произведенной трубы и ее геометрические параметры приведены в Таблице 4.The surface quality of the pipe produced and its geometric parameters are shown in Table 4.
Помимо этого, следует отметить и влияние на прочностные свойства производимой трубы химических компонентов, входящих в состав низкоуглеродистой стали.In addition, it should be noted the effect on the strength properties of the pipe produced by the chemical components that make up the low-carbon steel.
В частности, присутствие ниобия менее 0,01% обеспечивает мелкозернистую структуру, в которой не наблюдаются крупные зерна, которые могут оставаться после термообработки. Таким образом, уменьшенное содержание ниобия до 0,09 мас.% положительно влияет на прочностные свойства стали.In particular, the presence of niobium of less than 0.01% provides a fine-grained structure in which coarse grains are not observed, which may remain after heat treatment. Thus, the reduced niobium content to 0.09 wt% has a positive effect on the strength properties of the steel.
Помимо этого, наличие таких легирующих элементов, как Mn, Ni, Cu, Cr и Мо также приводит к упрочняемости.In addition, the presence of alloying elements such as Mn, Ni, Cu, Cr and Mo also leads to hardenability.
При содержании углерода (С) > 0,14% вязкость в зоне термического шва уменьшается, вследствие чего заметно ухудшается свариваемость, возникают низкотемпературные трещины после сварки. Поэтому верхний предел содержания углерода задают не более мас. 0,14%.At a carbon content (C)> 0.14%, the toughness in the heat seam zone decreases, as a result of which weldability is noticeably impaired, and low-temperature cracks appear after welding. Therefore, the upper limit of the carbon content is set not more than wt. 0.14%.
Кремний является раскислителем и влияет на повышение предела прочности. При избыточном содержании кремния свариваемость в зоне шва снижается, поэтому верхний предел его содержания задают равным до 0,5 мас.%.Silicon is a deoxidizing agent and affects the increase in tensile strength. With an excessive silicon content, the weldability in the seam zone decreases, therefore the upper limit of its content is set equal to 0.5 wt%.
Поскольку алюминий и титан, как и кремний, также выполняют функцию раскисления, их содержание регулируется в соответствии с содержанием кремния.Since aluminum and titanium, like silicon, also have a deoxidizing function, their content is adjusted according to the silicon content.
Марганец способствует образованию мелкодисперсной структуры стали, его содержание составляет до 1,6 мас.%. При повышенном содержании марганца ускоряется сегрегация в центре и уменьшается вязкость стали при низких температурах.Manganese contributes to the formation of a finely dispersed structure of steel, its content is up to 1.6 wt.%. With an increased content of manganese, segregation in the center is accelerated and the toughness of the steel decreases at low temperatures.
Сера и фосфор - примесные элементы. Сера снижает пластичность за счет влияния соединения с марганцем. Фосфор ускоряет сегрегацию в центре и одновременно увеличивает вязкость при низких температурах за счет нерегулярного разрушения. Поэтому их содержание не превышает 0,025 и 0,03 мас.% соответственно.Sulfur and phosphorus are impurity elements. Sulfur reduces plasticity due to the effect of the compound with manganese. Phosphorus accelerates central segregation and at the same time increases viscosity at low temperatures due to irregular degradation. Therefore, their content does not exceed 0.025 and 0.03 wt%, respectively.
Как следует из полученных данных, предлагаемый к защите способ обеспечивает достижение предъявляемых требований к трубам из низколегированных сталей, применяемых в автомобильной промышленности.As follows from the data obtained, the proposed method for protection ensures the achievement of the required requirements for pipes made of low-alloy steels used in the automotive industry.
Таким образом, заявляемый способ производства электросварных холоднодеформированных труб повышенной прочности обеспечивает высокий уровень механических свойств. Кроме того, способ позволяет устранить дефекты в зоне шва, достичь выравнивания структуры и свойств электросварной трубы и обеспечить получение упрочненных труб специального назначения для автомобильной отрасли, используя при этом низколегированную сталь.Thus, the inventive method for the production of electric-welded cold-worked pipes of increased strength provides a high level of mechanical properties. In addition, the method makes it possible to eliminate defects in the seam zone, to achieve alignment of the structure and properties of the electric-welded pipe, and to ensure the production of reinforced special-purpose pipes for the automotive industry, using low-alloy steel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116031A RU2746483C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Method for the production of cold-formed electrowelded pipes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116031A RU2746483C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Method for the production of cold-formed electrowelded pipes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746483C1 true RU2746483C1 (en) | 2021-04-14 |
Family
ID=75521183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020116031A RU2746483C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Method for the production of cold-formed electrowelded pipes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746483C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU969758A1 (en) * | 1980-06-17 | 1982-10-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Трубной Промышленности "Внити" | Method for producing high-strength electrically welded pipes |
| EP0861915B1 (en) * | 1997-02-25 | 1999-10-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High-toughness, high-tensile-strength steel and method of manufacturing the same |
| RU2258762C2 (en) * | 2002-05-27 | 2005-08-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | High-strength steel having excellent low-temperature viscosity and excellent viscosity in thermally affected zone of welding joint (options), method for manufacturing such steel, method for manufacturing sheet from indicated steel, high-strength steel tube (option), and a method for manufacturing high-strength steel tube |
-
2020
- 2020-04-21 RU RU2020116031A patent/RU2746483C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU969758A1 (en) * | 1980-06-17 | 1982-10-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Трубной Промышленности "Внити" | Method for producing high-strength electrically welded pipes |
| EP0861915B1 (en) * | 1997-02-25 | 1999-10-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High-toughness, high-tensile-strength steel and method of manufacturing the same |
| RU2258762C2 (en) * | 2002-05-27 | 2005-08-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | High-strength steel having excellent low-temperature viscosity and excellent viscosity in thermally affected zone of welding joint (options), method for manufacturing such steel, method for manufacturing sheet from indicated steel, high-strength steel tube (option), and a method for manufacturing high-strength steel tube |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6465249B2 (en) | ERW steel pipe for high-strength thin-walled hollow stabilizer and method for manufacturing the same | |
| EP2135962B1 (en) | Case-hardened steel pipe excellent in workability and process for production thereof | |
| JP5142141B2 (en) | Hot-rolled steel sheets for hydroforming, steel pipes for hydroforming, and methods for producing them | |
| KR100661789B1 (en) | High carbon steel pipe with excellent cold workability and high frequency quenching and its manufacturing method | |
| CN106029927B (en) | Steel pipe as fuel injection pipe and use its fuel injection pipe | |
| CN110832101B (en) | Ultrahigh-strength hot-rolled steel sheet with reduced material variation and excellent surface quality, and method for producing same | |
| JP2007508452A (en) | Low carbon alloy steel pipe with ultra high strength and excellent toughness at low temperature and its manufacturing method | |
| JP2007508452A6 (en) | Low carbon alloy steel pipe with ultra high strength and excellent toughness at low temperature and its manufacturing method | |
| JP2009532584A (en) | Low carbon alloy steel pipe with ultra-high strength and excellent toughness at low temperature and its production method | |
| JP6747623B1 (en) | ERW steel pipe | |
| CN100460527C (en) | Low carbon alloy steel pipe having ultrahigh strength and excellent toughness at low temperature and manufacturing method thereof | |
| KR20190078327A (en) | Hot rolled steel with excellent impact toughness, steel tube, steel member, and method for manufacturing thereof | |
| EP2551366A1 (en) | High-strength electrical-resistance-welded steel pipe and manufacturing method therefor | |
| CN115702254A (en) | Method for manufacturing high strength steel pipe from steel composition and components thereof | |
| JPH08325641A (en) | Manufacturing method of high strength and high toughness steel pipe with excellent workability | |
| WO2020090149A1 (en) | Steel for bolts, and method for manufacturing same | |
| JP2021509147A (en) | Ultra-high-strength hot-rolled steel sheets, steel pipes, members, and their manufacturing methods | |
| WO2018008703A1 (en) | Rolled wire rod | |
| RU2746483C1 (en) | Method for the production of cold-formed electrowelded pipes | |
| JP7276641B1 (en) | Electric resistance welded steel pipe and its manufacturing method | |
| JP2009235499A (en) | Method for manufacturing hollow stabilizer | |
| JP5141440B2 (en) | High-strength steel pipe excellent in workability and manufacturing method thereof | |
| JP2003105441A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING SEAMLESS TUBE OF 13 Cr MARTENSITIC STAINLESS STEEL HAVING HIGH STRENGTH AND HIGH TOUGHNESS | |
| JP4500246B2 (en) | Steel pipe for machine structural member and manufacturing method thereof | |
| WO2017094487A1 (en) | High-strength bolt |