Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1 КОРРОЗИЯ, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРРОЗИОННЫХ СТАЛЕЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ 9
1.1 Коррозионная стойкость и коррозионностойкие стали 9
1.2 Виды коррозионностойких сталей. Легирование коррозионных сталей.
Механические свойства 16
1.3 Применение нержавеющих сталей аустенитного класса 23
ГЛАВА 2 ВЫПЛАВКА И РАЗЛИВКА КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 25
2.1 Основные способы получения коррозионностойких сталей 25
2.1.1 Получение коррозионностойкой стали методом аргонкислородного
рафинирования 26
2.1.2 Получение коррозионностойкой стали методом ВКР 27
2.2 Получение круглой заготовки на МНЛЗ 29
ГЛАВА 3 ПРОКАТКА БЕСШОВНЫХ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ
ТРУБ ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 32
3.1 Общая технологическая схема получения бесшовных
горячедеформированных труб 32
3.2 Раскатка заготовки и получение бесшовной горячедеформированной
трубы 32
3.3 Правка труб 38
ГЛАВА 4 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА БЕСШОВНЫХ ТРУБ ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 41
ГЛАВА 5 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕЙ
ДЕФОРМАЦИИ 43
5.1 Общие закономерности горячей деформации коррозионностойких сталей
аустенитного класса 43
5.2 Особенности горячей деформации аустенитных сталей AISI 304
и AISI 321 48
ГЛАВА 6 ФИЗИЧЕКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
РЕЖИМОВ ПРОШИВКИ БЕСШОВНЫХ ТРУБ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ПАО «ЧТПЗ» 53
6.1 Постановка задачи исследования 53
6.2 Общее устройство и возможности физического симулятора
термомеханических процессов Gleeble 3800 55
6.3 Материал и методика экспериментов 58
6.4 Результаты исследования горячей деформации стали 08Х18Н10Т в
условиях одноосной осадки 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
Коррозионностойкие стали имеют обширные количество марок сталей, которые сильно различаются по свойствам в зависимости от типа структуры. В зависимости от структуры различают коррозионностойкие стали аустенитного, ферритного и мартенситного классов.
В настоящее время в химической промышленности и атомной энергетике активно применяются бесшовные горячекатаные трубы из коррозионностойких сталей аустенитного класса. Их применение обусловлено наличием хорошей коррозионной стойкости, ударной вязкости и относительно высокой прочности.
Производство бесшовных труб связано с высокотемпературным нагревом и последующей деформацией. Во время горячей деформации протекает множество процессов, которые влияют на формирование структуры. Основными процессами являются динамический возврат и динамическая рекристаллизация. Динамическая рекристаллизация формирует зерна малого размера. Динамический возврат не оказывает влияния на размер зерна.
В зависимости от температурно-скоростных режимов горячей деформации возможно протекание динамического возврата, динамической рекристаллизации или их совместное действие. Во время деформации с высокой температурой и низкими скоростями деформации основным процессом разупрочнения является динамический возврат. В таких условиях формируется крупное нерекристаллизованное зерно. Во время деформации с низкой температурой и высокой скоростью деформации протекает динамическая рекристаллизация, которая формирует мелкое зерно и характеризуется пиком напряжения на кривой текучести. Во время промежуточных температурно-скоростных параметров деформации сложно заранее предопределить вид структуры после деформации.
Поэтому важной задачей является изучение процессов, протекающих при горячей деформации, а также способов изменения структуры и размера зерна в условиях промышленного производства.
ПАО «ЧТПЗ» выпускает широкий сортамент толстостенных труб из коррозионностойкой аустенитной стали 08Х18Н10Т по заказу предприятий атомной энергетики.
Целью работы является изучение деформационного поведения и формирования структуры стали 08Х18Н10Т в температурно-скоростных режимах деформации, характерных для прошивки бесшовных труб в условиях ПАО «ЧТПЗ».
Основные результаты выпускной квалификационной работы сводятся к следующему.
1. Рассмотрены принципы легирования аустенитных коррозионностойких сталей, их основные группы, способы упрочнения и области применения.
2. Описаны технологические процессы выплавки и разливки аустенитных коррозионностойких сталей, технология горячей прокатки бесшовных труб из указанных сталей, цели и режимы их термической обработки.
3. Приведены современные представления о деформационном поведении аустенитных сталей в условиях горячей деформации. Рассмотрены механизмы динамического возврата и динамической рекристаллизации, их влияние на вид кривых текучести и формирование структуры горячедеформированных сталей. Описаны особенности деформационного и постдеформационного разупрочнения стали 08Х18Н10Т.
4. Изучены возможности физического симулятора термомеханических процессов Gleeble 3800 и приобретены навыки физического моделирования горячей деформации на указанном комплексе.
5. Проведено экспериментальное изучение деформационного поведения стали 08Х18Н10Т в температурно-скоростных режимах деформации, характерных для прокатки бесшовных труб в условиях ПАО «ЧТПЗ». Получена оценка энергии активации процессов горячей деформации, входящей в параметр Зинера- Холломона. Получено выражение для максимальных напряжений текучести в зависимости от параметра Зинера-Холломона рассматриваемого температурно-скоростного режима деформации.
6. Проведены исследования структуры, формирующейся в процессе различных температурно-скоростных режимов деформации. Установлены вероятные причины формирования крупного аустенитного зерна и разнозернистости структуры горячекатаных бесшовных труб из аустенитной стали Х18Н10Т.
