Теплофизические свойства высокопрочной низколегированной трубной стали

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Контролируемая термомеханическая обработка (КТМО) низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей используется для достижения требуемого уровня механических свойств трубного проката и, соответственно, для обеспечения стабильности и надежности эксплуатации магистральных трубопроводов. КТМО включает горячую деформацию аустенита и последующее ускоренное охлаждение, во время которого реализуется y→α-превращение. Оснащение современных толстолистовых станов позволяет разрабатывать и внедрять в металлургическое производство информационные системы управления структурой и, соответственно, свойствами стали. Уровень надежности и точности работы таких систем возможно повысить, используя корректные теплофизические параметры сталей. В настоящей работе методами дифференциальной сканирующей калориметрии, дилатометрического анализа и расчетами с использованием программного обеспечения Thermo-Calc определены критические температуры, температурные зависимости теплоемкостей основных фаз и значения тепловых эффектов фазовых превращений в образцах высокопрочной низколегированной трубной стали 05Г2МБ (в мас. % ~ 0.05 C; ≤ 2.0 Mn; ~ 0.2 Mo; ~ 0.05 Nb). Показано, что значение теплового эффекта магнитного превращения значительно превышает значение теплового эффекта полиморфного фазового превращения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Урцев

ООО Исследовательско-технологический центр Аусферр; УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; ФГБОУ ВО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.urtsev@ausferr.ru
Россия, ул. Ломоносова, 11/1, Магнитогорск, 455000; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; пр-т Ленина, 38, Магнитогорск, 455000

С. И. Платов

ФГБОУ ВО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Email: n.urtsev@ausferr.ru
Россия, пр-т Ленина, 38, Магнитогорск, 455000

А. В. Шмаков

ООО Исследовательско-технологический центр Аусферр

Email: n.urtsev@ausferr.ru
Россия, ул. Ломоносова, 11/1, Магнитогорск, 455000

М. А. Рыжков

УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: n.urtsev@ausferr.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

М. Л. Лобанов

УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; Институт физики металлов УрО РАН

Email: n.urtsev@ausferr.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Lobanov M.L., Zorina M.A., Karabanalov M.S., Urtsev N.V., Redikultsev A.A. Phase Transformation Crystallography in Pipeline HSLA Steel after TMCP // Metals. 2023. V. 13. № 6. P. 1121.
  2. Pumpyanskii D.A., Pyshmintsev I.Y., Lobanov M.L., Urtsev N.V., Denisov S.V., Urtsev V.N. Effect of Finish Rolling Temperature on the Texture and Fracture Resistance of Low-Carbon High-Strength Pipe Steels during Thermomechanical Treatment // Metal Sci. Heat Treatment. 2023. V. 65. № 5–6. P. 330–337.
  3. Petersen Cl., Corbett K., Fairchild D. Improving long-distance gas transmission economics. X120 development over-view / Proceedings of 4th International Pipeline Conference. Ostend. 2004. Р. 3–29.
  4. Столхейм Д. Дж. Современные схемы легирования и практика производства высокопрочных сталей для магистральных нефтегазопроводов. Часть I // Металлург. 2013. № 11. С. 53–66.
  5. Paravicini В.E., Anelli E., Paggi A., Cuonzo S.D. Development of heavy-wall seamless pipes with improved toughness and hardness control / 6-th International pipeline technology conference. Ostend, Belgium, 2013. Р. 3–13.
  6. Хулка К., Хайстеркамп Ф. Тенденции азработки сталей для труб большого диаметра // Сталь. 1997. № 10. С. 62–67.
  7. Morozov Yu.D., Nastich S.Yu., Matrosov M.Yu., Chevskaya O.N. Obtaining high-quality properties of rolled material for large-diameter pipes based on formation of ferrite-bainite microstructure // Metallurgist. 2008. V. 52. № 1–2. P. 21–28.
  8. Matrosov M.Yu., Kichkina A.A., Efimov A.A., Efron L.I., Bagmet O.A. Simulating structure-forming processes in tube steels during controlled rolling with accelerated cooling // Metallurgist. 2007. V. 51. № 7–8. P. 367–376.
  9. Nastich S.Y., Morozov Y.D., Matrosov M.Y., Denisov S.V., Galkin V.V., Stekanov P.A. Assimilation of production in an MMK 5000 mill of thick rolled sheet from low-alloy steels with improved strength and cold resistance properties // Metallurgist. 2012. V. 55. № 11–12. P. 810–818.
  10. Пышминцев И.Ю., Смирнов М.А. Структура и свойства сталей для магистральных трубопроводов. Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2019. 242 с.
  11. Platov S.I., Gorbatyuk S.M., Lobanov M.L., Maslennikov K.B., Urtsev N.V., Dema R.R., Zvyagina E.Y. Mathematical Model of the Accelerated Cooling of Metal in Thick-Plate Hot Rolling // Metallurgist. 2022. V. 66. № 3–4. P. 462–468.
  12. Lobanov M.L., Khotinov V.A., Danilov S.V., Stepanov S.I., Urtsev V.N., Urtsev N.V., Platov S.I. Tensile Deformation and Fracture Behavior of API-5L X70 Line Pipe Steel // Materials. 2022. V. 15. № 2. P. 501.
  13. Gorbachev I.I., Korzunova E.I., Popov V.V., Khabibulin D.M., Urtsev N.V. Simulation of Austenite Grain Growth in Low-Alloyed Steels upon Austenitization // Phys. Met. Metal. 2023. V. 124. № 3. P. 290–295.
  14. Морозов Ю.Д., Матросов М.Ю., Арабей А.Б., Настич С.Ю. Высокопрочные трубные стали нового поколения с феррито — бейнитной структурой // Металлург. 2008. № 8. С. 39–42.
  15. Пышминцев И.Ю., Столяров В.И., Гервасьев А.М., Харитоновский В.В., Великоднев В.Я. Особенности структуры и свойств опытных партий труб категории прочности К65 (Х80), изготовленных для комплексных испытаний // Наука и техника в газовой промышленности. 2009. № 1. C. 56–61.
  16. Зельдович В.И., Хомская И.В., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Абдуллина Д.Н., Петухов Е.А., Смирнов Е.Б., Шорохов Е.В., Кленов А.И., Пильщиков А.А. Структура и механические свойства аустенитной нержавеющей стали, полученной методом селективного лазерного плавления // ФММ. 2021. Т. 122. № 5. С. 527–534.
  17. Агажанов А.Ш., Самошкин Д.А., Станкус С.В. Теплопроводность и температуропроводность железа в интервале температур 300–1700 K // ФММ. 2023. Т. 124. № 12. С. 1149–1158.
  18. Massalski T.B., Joanne L.M., Bennett L.H., Baker H. Binary alloy phase diagrams. Ohio: ASM, 1986. 2224 p.
  19. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С. Физические свойства металлов и сплавов. М.: МАШГИЗ, 1953. 352 с.
  20. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение: Методы анализа, лабораторные работы и задачи. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1989. 456 с.
  21. Лобанов М.Л., Платов С.И., Зорина М.А., Урцев Н.В., Масленников К.Б. Влияние режимов контролируемой термомеханической обработки на структурно-текстурные состояния низкоуглеродистой низколегированной стали // Металловедение и термич. обр. металлов. 2023. № 8(818). С. 27–35.
  22. ASTM E1269–11 (2018). Standard Test Method for Determining Specific Heat Capacity by Differential Scanning Calorimetry. ASTM International, 2018. 6 p.
  23. ASTM A1033–18. Standard Practice for Quantitative Measurement and Reporting of Hypoeutectoid Carbon and Low-Alloy Steel Phase Transformations. ASTM International, 2018. 14 p.
  24. Романов П.В., Радченко В.П. Превращение аустенита при непрерывном охлаждении стали: Атлас термокинетических диаграмм. Ч. 1. Новосибирск: Изд-во Сиб. отд. АН СССР, 1960. 51 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроструктура образцов стали 05Г2МБ в обратнорассеянных электронах (сканирующая электронная микроскопия) после КТМО: а — по режиму I, б — по режиму II.

Скачать (207KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые теплоемкости при нагреве: а — сплава Fe–3%Si–0.5%Cu; б — армко-железа.

Скачать (158KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые теплоемкости при первичном (а, б) и повторном (в, г) нагревах; участки для определения уравнений теплоемкости фаз и проведение базовой линии для расчета тепловых эффектов при повторном нагреве (д, е); а, в, д — образец I; б, г, е — образец II.

Скачать (484KB)
Метаданные