Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение направлено на совершенствование технологии упрочнения труб нефтяного сортамента из углеродистых и микролегированных Nb, V, Mo и Cr сталей непосредственно в процессе горячей деформации и может быть использовано на трубопрокатных установках, производящих трубы нефтяного сортамента.

Известен способ термообработки труб из углеродистых и низколегированных сталей, заключающийся в том, что трубу охлаждают водой по выходу из последней клети стана, при этом охлаждение наружной поверхности начинают с температуры 800-840°С в течение 3-5 сек со средней скоростью 30-40°С за 6-10 циклов, длительность интенсивного охлаждения в цикле составляет 0,2-0,3 сек с паузами между циклами 0,15-0,2 сек (патент РФ №2112052, М.кл. C21D 9/06, опубл. 27.05.1998 г.)

Недостатком данного способа является то, что охлаждение после окончательной деформации может приводить к искажению геометрии труб сверх требований нормативной документации.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термомеханической обработки, включающий предварительную деформацию, выдержку на воздухе, нагрев до температуры 800-870°С, окончательную деформацию и ускоренное регулируемое охлаждение до температуры 720-760°С в процессе многократной горячей деформации в заневоленном состоянии со средней скоростью охлаждения 40-60°С/сек в очаге деформации и 20-30°С/сек во время междеформационных пауз (патент РФ №2245375, М.кл. C21D 8/10, D9/08, опубл. 27.01.2005 г.).

Недостатком данного способа являются большие потери времени на обработку из-за необходимости охлаждения и нагрева перед окончательной деформацией.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа термомеханической обработки труб нефтяного сортамента из углеродистых и микролегированных Nb, V, Mo и Cr сталей, который одновременно с повышением прочности, пластичности, хладостойкости металла и получением требуемых геометрических размеров обеспечивал бы минимальные затраты времени на их обработку. Данный эффект достигается проведением в области α→γ превращения или на ее границах многократных нагревов и регулируемых охлаждений в процессе деформации. За счет выбора сочетаний скоростей деформации, степеней деформации и охлаждения в редукционном стане, а также дополнительного подогрева в процессе деформации, возможно добиться нескольких циклов нагрева и охлаждения в области α→γ или на ее границе. Многократные нагревы и охлаждения способствуют накоплению дефектов атомно-кристаллического строения как за счет теплосмен, так и за счет фазового наклепа от нагрева и охлаждений при многочисленных перекристаллизациях. В свою очередь, деформация тоже ведет к накоплению несовершенств структуры, являющихся местами зарождения новых зерен при рекристаллизации. Таким образом, в процессе обработки по предлагаемому способу происходит измельчение зерна, а, как следствие, обеспечиваются повышенная прочность, пластичность и хладостойкость. Совмещение операций нагрева и окончательной деформации позволяет сократить время обработки на величину времени нагрева перед окончательной деформацией.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ, включающий предварительную деформацию, выдержку на воздухе, нагрев, окончательную деформацию и регулируемое охлаждение, кроме того, нагрев проводят в процессе окончательной деформации, отличается тем, что за счет регулируемого нагрева нагревательными устройствами, деформации и регулируемого охлаждения производят многократный нагрев и охлаждение в процессе многократной горячей деформации. В данном случае операции нагрева и деформации совмещаются. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии условию «изобретательский уровень».

Использование предлагаемого способа термомеханической обработки позволит одновременно с повышением прочности, пластичности, хладостойкости металла и получением требуемых геометрических размеров уменьшить время обработки.