ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1 ПРОЦЕССЫ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕСШОВНЫХ ТРУБ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Особенности горячей деформации металлов 8
1.2 Технология производства горячекатаных бесшовных труб 13
1.3 Традиционные низкоуглеродистые комплексно-легированные стали для
производства бесшовных труб 16
1.4 Новая концепция легирования трубных сталей 20
ГЛАВА 2 ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ФИЗИЧЕСКОГО СИМУЛЯТОРА GLEEBLE 3800. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ 26
2.1 Общее устройство комплекса Gleeble-3800 26
2.2 Материал и методика эксперимента 29
ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОШИВКИ 31
3.1 Влияние исходного состояния исследуемой стали на деформационное
поведение и образующуюся структуру в процессе прошивки 31
3.2. Сравнение имитированной структуры со структурой опытной стали после прошивки в производственных условиях 36
ГЛАВА 4 ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ СТАЛИ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИОБИЯ В УСЛОВИЯХ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ 40
4.1 Экспериментальные диаграммы деформации одноосной осадкой 40
4.2 Анализ экспериментальных диаграмм деформации 42
4.3 Приведение диаграмм деформации к стандартным условиям 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
Бесшовные горячекатаные трубы используются на объектах, от которых требуется большая надежность. В частности, они применяются в подводных трубопроводах, деталях машин и котельных установках. Поэтому от бесшовных труб во многих случаях требуется высокая вязкость в дополнение к высокой прочности.
Бесшовные трубы изготавливаются из низкоуглеродистых легированных сталей. Такой продукция обладает повышенной устойчивостью к коррозии и может применяться в условиях воздействия химически активных сред.
Технологические процессы прошивки и прокатки бесшовных труб происходят при температурах, превышающих температуру остановки рекристаллизации аустенита традиционных трубных сталей. Поэтому в производстве бесшовных труб трудно реализовать идеи контролируемой прокатки, в частности, получить наклепанный аустенит и последующую мелкодисперсную структуру продуктов его распада. По этой причине бесшовные трубы после горячей прокатки подвергают закалке с последующим высоким отпуском.
Очевидно, что на осуществление закалки и отпуска требуются дополнительные расходы. Поэтому, крайне важно найти способ, позволяющий производить бесшовные трубы с высокой прочностью и вязкостью без применения термической обработки.
На решение этой задачи направлена современная концепция легирования трубных сталей, предполагающая резкое повышение температуры остановки рекристаллизации аустенита за счет увеличения содержания ниобия в сталях. Реализация такой концепции легирования позволит обеспечить возможности получения мелкодисперсной структуры после горячей прокатки бесшовных труб и отказаться от их последующей термообработки.
Целью настоящей работы является изучение деформационного поведения экспериментальной стали с 0,08% ниобия при ее горячей деформации в интервале температур и скоростей деформирования, характерных для прошивки и прокатки бесшовных труб.
Проведено изучение деформационного поведения опытной стали с 0,08% ниобия в условиях изотермической осадки в интервале температур и скоростей деформации, типичных для прокатки на пилигримовом стане.
Отметим важные из полученных результатов в данной работе:
1. Методами одноосной осадки проведено моделирование прошивки сталей. Существенных различий в деформационном поведении сталей с различной исходной структурой (литой или горячекатаной) не обнаружено. Показано, что в результате динамической рекристаллизации, сопровождающей прошивку, и последующей метадинамической рекристаллизации происходит уменьшение размера зерен аустенита до 200 - 400 мкм. Имитированная ферритная структура после медленного охлаждения от температуры прошивки полностью идентична структуре, полученной на экспериментальной стали в производственных условиях.
2. Изучено деформационное поведение стали в условиях изотермической осадки в интервале температур и скоростей деформации, типичных для прокатки на пилигримовом стане. Показано, что горячая деформация, сопровождается динамическим возвратом без признаков динамической рекристаллизации.
3. Построена математическая модель, позволяющая предсказать напряжения деформирования в интервале температур пилигримовой прокатки по заданным температурно-скоростным параметрам деформации. Построенная модель может использоваться для расчета энергосиловых параметров прокатки, а также, для конечно-элементного моделирования процессов горячей прокатки
