Научно-технологические основы создания хладостойких сталей с гарантированным пределом текучести 315–750 МПа для Арктики. Часть 2. Технология производства, структура и характеристики работоспособности листового проката

Представлены результаты разработки, реализации и внедрения в промышленных условиях совокупности научно-технологических приемов при термомеханической обработке с ускоренным охлаждением, закалке с прокатного или отдельного печного нагрева с высокотемпературным отпуском, обеспечивающих формирование структуры допустимой степени неоднородности и анизотропии по различным морфологическим и кристаллографическим параметрам по всей толщине листового проката до 100 мм из низколегированных сталей с пределом текучести не менее 315–460 МПа и до 60 мм из экономнолегированных сталей с пределом текучести не менее 500–750 МПа. Приведена структура листового проката, обеспечивающая получение гарантированных характеристик прочности, хладостойкости (работы удара KV при температурах испытаний от –60 до –80°С, критических температур вязкохрупкого перехода Т_кб и нулевой пластичности NDT) и трещиностойкости по критерию CTOD при низких температурах в соответствии с требованиями «Правил…» РМРС к стали с индексом «Arc40».

1. Сыч О. В. Научно-технологические основы создания хладостойких сталей с гарантированным пределом текучести 315–750 МПа для Арктики. Часть 1. Принципы легирования и требования к структуре листового проката // Вопросы материаловедения. – 2018. – №3 (95). – С. 22–47.

2. Горынин И. В., Рыбин В. В., Малышевский В. А., Хлусова Е. И. Принципы легирования, фазовые превращения, структура и свойства хладостойких свариваемых судостроительных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2007. – №1. – С. 9–15.

3. Горынин И. В., Рыбин В. В., Малышевский В. А., Хлусова Е. И. Хладостойкие стали для технических средств освоения арктического шельфа // Вопросы материаловедения. – 2009. – №3(59). – С. 108–126.

4. Казаков А. А., Киселев Д. В. Современные методы оценки качества структуры металлов на основе панорамных исследований с помощью анализатора изображений Thixomet // Перспективные материалы: Учебное пособие. Т. 5. – Тольятти: Тольяттинский государственный университет. – 2013. – 421 с.

5. Казаков А. А., Казакова Е. И., Киселев Д. В., Мотовилина Г. Д. Разработка методов оценки микроструктурной неоднородности трубных сталей // Черные металлы. – 2009. – №12. – С. 12–15.

6. Горелик С. С., Добаткин С. В., Капуткина Л. М. Рекристаллизация металлов и сплавов. – М.: Изд-во МИСиС. – 2005. – 432 с.

7. Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 224 с.

8. Коджаспиров Г. Е., Рудской А. И., Рыбин В. В. Физические основы и ресурсосберегающие технологии изготовления изделий пластическим деформированием. – СПб.: Наука. – 2006. – 349 с.

9. Хастеркамп Ф., Хулка К., Матросов Ю. И., Морозов Ю. Д., Эфрон Л. И., Столяров В. И., Чевская О. Н. Ниобийсодержащие низколегированные стали. – М.: СП Интермет Инжиниринг. – 1999. – 94 с.

10. Рыбин В. В., Рубцов А. С., Коджаспиров Г. Е. Структурные превращения в стали при прокатке с различной степенью и дробностью деформации // Физика металлов и металловедение. - 1984. – Т. 58. – №4. – С. 774–781.

11. Brown E.L., De Ardo A.J. On the origin of equiaxed austenite grains that result from the hot rolling of steel // Metallurgical Transactions. – 1981. – V. 12A. – Р. 39–47.

12. Сыч О. В., Круглова А. А., Счастливцев В. М., Табатчикова Т. И., Яковлева И. Л. Влияние ванадия на дисперсионное упрочнение при отпуске высокопрочной трубной стали с различной исходной структурой // Физика металлов и металловедение. – 2016. – Т.117. – №12. – С.1321–1331.

13. Круглова А. А., Легостаев Ю. Л., Хлусова Е. И. Исследование температурно-деформационных режимов динамической рекристаллизации стали марки АБ-1 // Судостроительная промышленность. – 1988. – №8. – С. 12–16.

14. Bianchi J.G., Karialainen L.P. Modelling ofdynamic and metadynamic recrystallization during bar rolling of a medium carbon spring steel // Journal of Materials Processing Technology. – 2005. – N 160. – P. 267–277.

15. Olasolo M., Uranga P., Rodriguez-Ibabe J.M., Lуpez B. Effect of austenite microstructure and cooling rate on transformation characteristics in a low carbon Nb–V microalloyed steel // Materials Science and Engineering A. – 2011. – V. 528. – P. 2559–2569.

16. Miao C.L., Shang C.J., Zhang G.D., Subramanian S.V. Recrystallization and strain accumulation behaviors of high Nb-bearing line pipe steel in plate and strip rolling // Materials Science and Engineering A. – 2010. – V. 527. – P.4985–4992.

17. Pereda B., Fernandez A. I., Lopez B. Effect of Mo on dynamic recrystallization behavior on Nb–Mo micro-alloyed steels // ISIJ International. – 2007. – V. 47, N 6. – P. 860–868.

18. Fernandez A. I., Uranga P., Lopez B., Rodrigues-Ibabe J.M.. Dynamic recrystallization behavior covering a wide austenite grain size range in Nb and Nb–Ti Microalloyed steels // Materials Science and Engineering A. – 2001. – A361. – P. 367–376.

19. Hodgson P.D., Zahiri S.H., Whale J.J. The static and metadynamic recrystallization behavior of an X60 Nb microalloyed steel // ISIJ International. – 2004. – V. 44, N 7. – P. 1224–1229.

20. Dehgan-Manshadi A., Barnett M., Hodgson P. Hot deformation and recrystallization of austenitic stainless steel: Part 1. Dynamic recrystallization // Metal. Mater. Trans. – 2008. – V. 39A. – P. 1359–1370.

21. Morito S., Saito H., Ogawa T., Furuhara T., Maki T. Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels // ISIJ International. – 2005. – V. 45. – N 1. – P. 91–94.

22. Зисман А. А., Хлусова Е. И., Сошина Т. В.. Исследование рекристаллизации аустенита стали 09ХН2МД в условиях горячей прокатки методом релаксации напряжений // Вопросы материаловедения. – 2012. – №2 (70). – С. 16–28.

23. Сошина Т. В., Зисман А. А., Хлусова Е. И. Влияние микролегирования ниобием на рекристаллизационные процессы в аустените низкоуглеродистых легированных сталей // Вопросы материаловедения. – 2013. – №1 (73). – С. 31–36.

24. Частухин А. В., Рингинен Д. А., Хадеев Г. Е., Эфрон Л. И. Кинетика статической рекристаллизации аустенита микролегированных ниобием трубных сталей // Металлург. – 2015. – №12. – С. 33–38.

25. Частухин А. В., Рингинен Д. А., Эфрон Л. И., Астафьев Д. С., Головин С. В. Разработка моделей структурообразования аустенита для совершенствования стратегий горячей прокатки трубных сталей // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2016. – №3. – С. 39–53.

26. Орлов В. В. Принципы управляемого создания структурных элементов наноразмерного масштаба в трубных сталях при значительных пластических деформациях // Вопросы материаловедения. – 2011. – №2 (66). – С. 5–17.

27. Сыч О. В., Хлусова Е. И., Орлов В. В., Круглова А. А. Усовершенствование химического состава и технологических режимов производства штрипса К65–К70 (Х80–Х90) на базе имитационного моделирования // Металлург. – 2013. – №2. – С. 50–58.

28. Патент РФ №2465346. Способ производства высокопрочного штрипса для труб магистральных трубопроводов // Сыч О. В., Хлусова Е. И., Голосиенко С. А., Орлов В. В., Милейковский А. Б., Галкин В. В., Денисов С. В., Стеканов П. А., Малахов Н. В. // Бюллетень изобретений №30 от 27.10.2012.

29. Коротовская С. В., Орлов В. В., Хлусова Е.И. Управление процессами структурообразования при термомеханической обработке судостроительных и трубных сталей унифицированного химического состава // Металлург. – 2014. – №5. – С. 71–78.

30. Хлусова Е. И., Орлов В. В., Михайлов М. С. Особенности формирования структуры толстолистовой низкоуглеродистой стали при термомеханической обработке // Деформация и разрушение материалов. – 2007. – №6. – С. 18–24.

31. Счастливцев В. М., Табатчикова Т. И., Яковлева И. Л., Дельгадо-Рейна С. Ю., Голосиенко С. А., Пазилова У. А., Хлусова Е. И. Влияние термомеханической обработки на сопротивление хрупкому разрушению низкоуглеродистой низколегированной стали // Физика металлов и металловедение. – 2015. – Т. 116. – №2. – С. 199–209.

32. Хлусова Е. И., Голосиенко С. А., Мотовилина Г. Д., Пазилова У. А. Влияние легирования на структуру и свойства высокопрочной хладостойкой стали после термической и термомеханической обработки // Вопросы материаловедения. – 2007. – №1(49). – С. 20–31.

33. Голосиенко С. А., Мотовилина Г. Д., Хлусова Е. И. Влияние структуры, сформированной при закалке, на свойства высокопрочной хладостойкой стали после отпуска // Вопросы материаловедения. – 2008. – №1 (53). – С. 33–46.

34. Хлусова Е. И., Зисман А. А., Сошина Т. В. Построение и использование карт структурных изменений при горячей деформации аустенита низкоуглеродистой стали 09ХН2МДФ для оптимизации промышленных технологий // Вопросы материаловедения. – 2013. – №1 (73). – С. 37–48.

35. Пазилова У. А., Хлусова Е. И., Князюк Т. В. Влияние режимов горячей пластической деформации при закалке с прокатного нагрева на структуру и свойства экономнолегированной высокопрочной стали // Вопросы материаловедения. – 2017. – №3 (91). – С. 7–19.

36. Голубева М. В., Сыч О. В., Хлусова Е. И., Мотовилина Г. Д., Святышева Е. В., Рогожкин С. В., Лукьянчук А. А. Изменение структуры при отпуске высокопрочной экономнолегированной стали марки 09ХГН2МД // Вопросы материаловедения. – 2018. – №1 (93). – С. 15–26.

37. Хлусова Е. И., Семичева Т. Г. Процессы формирования аустенитного и ферритного зерна при термической обработке. Структурная наследственность// Материалы для судостроения и морской техники // Справочник. Т. 1 // С-Пб.: НПО «Профессионал». – 2009. – С. 83–100.

38. Голубева М. В., Сыч О. В., Хлусова Е. И., Мотовилина Г. Д. Исследование механических свойств и характера разрушения новой экономнолегированной хладостойкой стали с гарантированным пределом текучести 690 МПа // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – №4 (49). – С. 19–24.

39. Janjusevic Z., Gulisija Z., Michailovic M., Pataric A. The investigation of applicability of the Hollomon-Jaffe equationon tempering the HSLA steel // CI&CEQ. – 2009. – N 15 (3). – Р. 131–136.

40. Jaffe L., Gordon E. Temperability of Steels // Transactions of AmericanSociety for Metals. – 1957. – N 49. – Р. 359–371.

41. Hollomon J., Jaffe L. Time-temperature relations in tempering steel // Metal Technology. – 1945. – N 12. – Р. 223–249.

42. Сыч О. В., Голубева М. В., Хлусова Е. И. Разработка хладостойкой свариваемой стали категории прочности690 МПа для тяжелонагруженной техники, работающей в арктических условиях // Тяжелое машиностроение. – 2018. – №4. – С. 17–25.

43. Гусев М. А., Ильин А. В., Ларионов А. В. Сертификация судостроительных материалов для судов, эксплуатирующихся в условиях Арктики // Судостроение. – 2014. – №5 (816). – С. 39–43.

44. Сыч О. В., Хлусова Е. И., Пазилова У. А., Яшина Е. А. Структура и свойства зоны термического влияния низколегированных хладостойких сталей для арктического применения // Вопросы материаловедения. – 2018. – №2 (94). – С. 30–51.

45. Сыч О. В., Голубева М. В., Хлусова Е. И. Исследование структуры и свойств сварных соединений из высокопрочной хладостойкой стали марки 09ХГН2МД, полученных электродуговой и лазерной сваркой // Тяжелое машиностроение. – 2018. – №7-8.-С. 23-32..

46. Сыч О. В., Хлусова Е. И., Голубева М. В., Гусев М. А., Яшина Е. А., Денисов С. В., Горшков С. Н., Стеканов П. А., Авраменко В. А., Мычак М. Н. Разработка и внедрение технологий производства хладостойкого металлопроката для ледокольного флота, морской и инженерной техники, эксплуатирующейся в Арктике // Сборник статей лауреатов Международного конкурса научных, научно-технических и инновационных разработок, направленных на развитие и освоение Арктики и континентального шельфа в рамках Международной конференции и выставки по освоению нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ(RAO/CIS Offshore), Санкт-Петербург, 12–15 сентября 2017 г. – С. 31–33.