Современные технологии упроченных трубных сталей

 

 

Министерство науки и образования Украины

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет»

 

 

 

Кафедра материаловедения

 

 

 

 

 

 

«СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ

ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ»

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр.

 

Проверил:

профессор,  д.т.н.                                                                          Ткаченко И.Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мариуполь  2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                                                                                                               3

1 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТРУБНЫМ СТАЛЯМ                  4

2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  СТАЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ТРУБ                                                                                                                       6

3 СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ТРУБНОЙ СТАЛИ.

КОНТРОЛИРУЕМАЯ ПРОКАТКА                                                                    16

4 ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОКАТКА КАК СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА                                                                                    21

Заключение                                                                                                             26

Перечень ссылок                                                                                                    28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

       Одной из основных отраслей металлургического комплекса является трубное производство.

       Трубы изготавливаются промышленным способом из металлов и сплавов, органических материалов (пластмасс, смол), бетона, керамики, стекла, древесины и их композиций.      

       Трубы применяются для транспортировки различных сред, изоляции или группировки иных проводов. Металлическая труба широко применяется в строительстве, как конструкционный профиль, в механизмах — как вал для передачи вращения и т. д.

        Трубы классифицируются по способу производства (прокатные, бесшовные, прессованные, сварные стальные и литые).

  Широкое применение в промышленности нашли трубы, изготовленные из разных марок сталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТРУБНЫМ  СТАЛЯМ

 

    Сопротивление хрупкому и вязкому разрушению является одним из основных свойств конструкционных материалов, по которому определяют пригодность их использования для изготовления и надежной эксплуатации изделий различного назначения. Требования по сопротивлению разрушения зависят от вида изделий, условий производства и эксплуатации. Имеются многочисленные методы испытания стали для определения ее сопротивления разрушению. В общем виде ахи испытания определяют температурные напряженные условия зарождения иди распространения трещины.

    Многолетние эксперименты показали, что результаты испытаний на ударную вязкость образцов типа Шарли (с надрезом глубиной 0,25 м) обеспечивают достаточно надежный контроль стали в отношении ее сопротивления зарождению трещины.

    Для высокопрочных сталей успешно используют метод Ирвина, при котором определяют два критерия: 'коэффициент интенсивности напряжений (относительное локальное повышение растягивающих напряжений у вершины трещины) и коэффициент интенсивности освобождающейся энергии при увеличении трещины на единицу длины.

    Определение критической длины трещины и коэффициента интенсивности напряжений металла труб различного диаметра, а также корреляции между результатами испытаний полномерных труб до разрушения и результатами испытаний основного металла на образцах рассмотрено в работе. Установлено, что зависимость критической длины трещины при рабочих напряжениях от диаметра газопровода для давления 55 атм имеет прямолинейный характер, поэтому чем больше диаметр газопровода, тем выше должны быть свойства стали в целях предупреждения ее разрушения.

    При исследовании работоспособности газопроводных труб установлено, что в общем виде значения ударной вязкости должны быть более высокими для более высоких рабочих напряжений и для труб больших диаметров, больших прочностей и с более толстыми стенками.

    По данным работы [1], хрупкое разрушение характеризуется отсутствием работы развития трещины (ар=0), а порог хладноломкости определяет температурный запас, при котором сохранится вязкое разрушение. Порог хладноломкости или переходную температуру по виду излома ударных образцов (50 % волокнистой составляющей в изломе) широко используют для определения сопротивления хрупкому разрушению.

  Согласно последним исследованиям [I], сопротивление хрупкому разрушению газопроводных труб наиболее точно характеризует вид излома образцов толщиной, равной толщине стенки трубы, подвергнутых испытанию при температуре эксплуатации трубопровода. Образцы разрушаются обычно падающим грузом. По степени волокнистости (%) в изломе образцов оценивают сопротивляемость хрупкому разрушению.

  Для освоения природных богатств районов с низкими климатическими температурами (до —60°С) требуются низколегированные стали с высоким сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению. Такие стали позволят увеличить эксплуатационную долговечность и надежность металлических конструкций, а также обеспечить бесперебойную работу техники в районах Крайнего Севера и Сибири вне зависимости от температуры окружающей среды. Отмеченное в первую очередь относится к таким важным объектам, как газонефтепроводные магистрали, уходящие все дальше в северные широты и на восток.

     Требования, предъявляемые к свариваемости сталей, неуклонно повышаются. Наиболее вредное влияние на свариваемость оказывает углерод, способствующий образованию горячих и холодных трещин, а также определяющий уровень максимальной твердости. В обычных низколегированных сталях содержание углерода доходит до 0,2 %. Легирующие элементы понижают критическую скорость охлаждения и способствуют получению метастабильных структур в процессе охлаждения и могут, поэтому, привести к ухудшению свойств околошовной зоны. Улучшают свариваемость вводом в сталь элементов, препятствующих росту зерна аустенита.

   В зарубежной практике свариваемость различных низколегированных сталей оценивают по углеродному эквиваленту и термической жесткости сварного соединения. Наиболее часто и широко используют углеродный эквивалент, установленный Международным институтом сварки:

           Сэ = С+Мп/6 + (Сг + Мо + V)/5 + (Ni + Сu)/15,           (1)

где символы С, Мп и т. д. представляют собой процентное содержание элементов в стали.

   Сравнительно недавно низколегированные стали с углеродным эквивалентом, равным 0,45, относили к категории удовлетворительно свариваемых (сварку осуществляли также после подогрева или с последующей термической обработкой). Подогрев требуется при наличии высоких напряжений в конструкциях или низкой температуры окружающей среды. При значениях эквивалента 0,38—0,40 % сварка осуществляется любыми электродами без подогрева или термической обработки, поэтому такие стали являются хорошо свариваемыми.

    Разработка новых богатых месторождений газа и нефти, развертывание строительства магистральных нефтепроводов в районах с суровыми климатическими условиями и повышение рабочих параметров самих труб (диаметра до 1420 мм, рабочего давления по 100 атм) привели в последние годы к значительному росту требований, предъявляемых к сварным трубам большого диаметра.

   Требования, предъявляемые к трубам большого диаметра, используемым для изготовления магистральных трубопроводов, приведены в работе [1], откуда видно, что прочностные и пластические характеристики основного металла зависят от категории стали (углеродистая, низколегированная, дисперсионно твердеющая или термически упрочненная), а вязкостные свойства зависят от диаметра трубы и предполагаемого рабочего давления в трубопроводе. Ударную вязкость основного металла необходимо определять при двух температурах: при температуре, соответствующей температуре наружного воздуха в процессе производства строительно-монтажных работ, и при минимальной температуре эксплуатации трубопровода.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ

 

  Основным конструкционным материалом для изготовления сварных изделий ответственного назначения служат низколегированные стали (стали повышенной прочности). Области применения их в народном хозяйстве весьма разнообразны и обширны: промышленное и гражданское строительство, судостроение, транспортное, сельскохозяйственное и тяжелое машиностроение, строительство магистральных трубопроводов и т. д. Широкое использование низколегированных сталей связано с тем, что при относительно небольшом содержании легирующих элементов они характеризуются лучшим, чем у малоуглеродистых сталей, комплексом свойств, благодаря чему уменьшается масса металлоконструкций и повышаются их надежность и долговечность.

  Наиболее важными характеристиками низколегированных сталей являются повышенная прочность (предел текучести), высокие пластичность и вязкость при низких температурах, низкая переходная температура и высокая свариваемость.

  Технический прогресс в машиностроении, строительстве и в первую очередь в трубопроводном транспорте, где начали строить трубопроводы из сварных труб больших диаметров (до мм) при высоких рабочих давлениях (до 100 атм), в том числе и в широтах с низкими климатическими температурами, выдвинул новые, более высокие требования к низколегированным сталям. К основным требованиям, определяющим развитие производства низколегированных сталей, относятся: достижение более высокого предела текучести (с целью изготовления более легковесных конструкций); обеспечение высокой степени свариваемости; повышение долговечности и надежности конструкций путем резкого увеличения сопротивления стали хрупким и вязким разрушениям; получение необходимого комплекса свойств при меньших затратах, чем при применении термической обработки проката.

    Наука о низколегированных сталях в последние годы получила значительное развитие, особенно в направлении установления механизмов упрочнения, взаимосвязи механических свойств и микроструктуры и т. д. Установлено, что наиболее полно удовлетворить новые требования, предъявляемые к низколегированным сталям, при наименьших затратах можно, введя существенные изменения в технологический процесс прокатки, приводящие, к резкому измельчению зерна. Эффективность использования низколегированных сталей существенно повышается при увеличении прочностных характеристик (в первую очередь предела текучести), улучшении технологичности (свариваемости) и повышении долговечности, работоспособности и надежности   конструкционного   материала.

    Предел текучести низколегированных сталей в горячекатаном или нормализованном состоянии обычно составляет 30— 40 кгс/мм2. Этот уровень предела текучести для обычных низколегированных сталей получают соответствующим подбором легирующих элементов (обычно марганец и кремний) и модифицированием ванадием, ниобием, титаном. Лучшие показатели по свариваемости и сопротивлению хрупкому разрушению обычно имеют стали с ограниченным содержанием углерода, общий уровень которого у большинства низколегированных сталей пока еще довольно высокий (до 0,20 %). В мелкозернистых низколегированных сталях после нормализации при достаточно высоком пределе текучести температуры перехода в хрупкое состояние находятся примерно на уровне 0 °С. Для достижения более высокого предела текучести попользуют явление дисперсионного твердения. Наибольший интерес из рассмотренных элементов представляет собой ниобий, который вызывает упрочнение стали (за счет выделений карбонитрида) в горячекатаном состоянии (но не после нормализации). Для нормализованного состояния более эффективным упрочнителем является ванадий, карбид которого имеет более высокую растворимость в аустелите в процессе нормализации.

  Эффект упрочнения стали за счет измельчения зерна может составлять 20 – 40 %, (поэтому в последние годы наиболее широко применяют этот способ улучшения качества низколегированных сталей. Измельчения зерна достигают введением модифицирующих добавок (титана, алюминия, ниобия и др.). Наиболее эффективно нитридное упрочнение а нормализованных сталях, преимущественно содержащих марганец и нитриды ванадия (в меньшей мере алюминия). Нитриды ванадия вызывают значительное измельчение зерна (до 5 - 8 мкм) и некоторое дисперсионное твердение. Степень проявления этих свойств зависит от состава и состояния стали.

  Упрочнение низколегированных   сталей растворением легирующих элементов (марганца, кремния и др.) в твердом растворе весьма ограниченно из-за небольшого  эффекта   упрочнения при высоких концентрациях легирующих элементов.

  Дисперсионное твердение может повысить предел текучести ни 10 -30 % за счет образования барьеров, препятствующих движению дислокации. Однако дисперсионное твердение в противоположность измельчению зерна наряду с упрочнением в большинстве случаев вызывает ухудшение свойств вязкости, поэтому использование этого явления для современных низколегированных сталей ограниченно.

  Исследования показали, что пониженные низкотемпературные вязкие свойства низколегированных сталей с модифицирующими элементами (ниобием, ванадием) или без последних связаны в первую очередь с тем, что во время прокатки образуются относительно грубые (крупные) ауетенитные зерна, способствующие при превращении образованию грубых полигональных ферритных зерен или продуктов превращения в промежуточной области бейнитного типа. Применение контролируемой прокатки позволило преодолеть этот недостаток горячекатаных низколегированных сталей и обеспечить значительное измельчение зерна. Технология контролируемой прокатки обеспечивает получение у низколегированной стали мелкого аустенитного зерна и соответственно мелкозернистой феррито-перлитной структуры, а также дисперсионное твердение. В результате такой обработки для низколегированных сталей с феррито-перлитной структурой можно получить предел текучести 45—52 кгс/мм2 при переходной температуре до -80°С).

 Выпускаемые к началу 90-х годов прошлого столетия отечественными предприятиями нефтегазопроводные трубы не отвечали современным требованиям как по качеству основного металла (содержанию вредных примесей, загрязненности неметаллическими включениями, механическим и антикоррозионным свойствам) и по характеристикам сварного соединения (металла шва и околошовной зоны), так и по долговечности и эксплуатационной надежности.

Большой удельный вес при изготовлении труб имели стали типа 17ГС, 13ГС и их модификации, разработанные по устаревшим концепциям. Эти стали предназначались под разные классы прочности труб за счет варьирования содержанием углерода и марганца, а также термической обработки-нормализации или улучшения. Мало что давала и модификация этих сталей ниобием и ванадием, так как их базовый состав изначально не был сбалансирован с вводимыми микролегирующими добавками. Стали этого класса не способны в полной мере воспринимать технологию контролируемой прокатки при изготовлении штрипса и рулонного проката. В какой-то степени это было оправдано, так как на отечественных металлургических заводах и комбинатах прокатные станы были мало приспособлены для осуществления контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением Ситуация усугублялась невысокими требованиями к содержанию вредных примесей и зачастую отсутствием требований к количеству и размерам неметаллических включений. Как следствие такой ситуации – огромное число трубных сталей (около 30), где основным регулятором качества является категория прочности, которая, в свою очередь, регулируется содержанием углерода (элементом, крайне нежелательным для трубных сталей, когда речь идет о его количествах, превышающих 0,08 %), и марганца.

Вместе с тем хорошо известно, что регулировать уровень прочности целесообразнее за счет изменения величины зерна, что возможно при эффективном использовании термомеханической обработки микролегированных ниобием сталей. Контролируемая прокатка в этом случае позволяет не только реализовать экономичность технологического процесса за счет исключения отдельных операций термической обработки горячекатанного проката, но и регулировать на одном базовом составе прочностные характеристики в широком диапазоне, обеспечивать более высокий уровень пластичности и вязкости, лучшую свариваемость.

Для эффективного решения проблемы по созданию новых труб для трубопроводных систем, являющихся потенциально опасными объектами, необходимо было исходить из обоснования выбора таких сталей и технологий, которые обеспечивают технологическую возможность повышения надежности труб путем применения избыточности по отношению к минимально необходимому и достаточному для выполнения трубопроводом заданных функций уровню свойств, определяющих его надежность в условиях накопления повреждаемости за весь расчетный эксплуатационный ресурс. В нашем случае обеспечение избыточности касается таких параметров для трубной стали как температура хрупко-вязкого перехода, прочностные характеристики, анизотропия свойств, статическая и циклическая трещиностойкость, деформационное старение, коррозионная стойкость, полосчатость, осевая ликвация, балльность структуры, уровень содержания примесей, газов, неметаллических включений [1].

Для эффективного решения проблемы необходимо комплексное решение, обеспечивающее:

• высокое металлургическое качество (отсутствие трещиноподобных дефектов, низкое содержание вредных примесей и газов, мелкозернистость структуры, отсутствие ликвационных зон и т.п.);

• технологичность при строительстве трубопроводов (низкий углеродный эквивалент, жесткие требования к геометрии стыкуемых торцов труб, достаточно высокая деформационная способность); 
• высокий уровень эксплуатационных свойств (хладостойкость, трещиностойкость, коррозионная стойкость).

Конкретно реализованы следующие основные направления: 
          1. Разработка металлургической технологии по снижению уровня содержания серы и фосфора до 0,005 % каждого и ниже, азота – меньше 0,007 %, меди – меньше 0,05 %, мышьяка, сурьмы, олова – меньше 0,005 % каждого. При этом оптимальное содержание углерода соответствует 0,04-0,06 %. Для обеспечения поставленных задач была разработана технология десульфурации передельного чугуна, выплавки стали и выпуска плавки, внепечной обработки в разливочном и в промежуточном ковшах, контроль режима непрерывной разливки. Оптимизация всего цикла производства (аглофабрика – доменная печь – конвертер) обеспечила стабильный состав стали по основным элементам и низкий уровень вредных примесей и включений. Технология выплавки новой стали существенно снизила ликвацию и неоднородность структуры литого металла. 
         2. Технология контролируемой прокатки позволила обеспечить в новой стали 06ГФБА-А такое сочетание прочностных и вязких характеристик, которое недостижимо в большинстве традиционно используемых трубных сталей. Высокая технологичность стали 06ГФБА-А позволила за счет регулирования технологических параметров контролируемой прокатки получить трубы различных классов прочности. Получены результаты, характерные для шести классов прочности (по API 5L): Х52, Х56, Х60, Х65, Х70, Х80 (или от К52 до К65 по отечественной классификации). При этом отношение предела текучести к временному сопротивлению разрушения не превышает 0,90, ударная вязкость превышает нормативные значения в 5-6 раз. Доля вязкой составляющей на образцах ИПГ (испытания падающим грузом) при минус 60 °С составляет 80-100 % (по нормативным требованиям – 50-60 % при минус 20 °С). Более высокая прочность не сопровождается ухудшением пластичности и вязкости: для любой полученной категории прочности, включая Х80 (К65), характерны высокие уровни пластичности и вязкости.

На всех этапах разработки новой стали 06ГФБА-А и технологии изготовления из неё труб проводился обширный комплекс испытаний для определения как механических, так и служебных характеристик. При проведении комплекса полигонных испытаний трубы выдержали без разрушения и потери герметичности, без образования усталостных трещин 3000 циклов при циклических испытаниях по режимам Pmax/Pmin = 6,37/2,45 МПа и 10,29/5,39 МПа. Последующие испытания до разрушения отциклированных труб показали ту же конструктивную прочность, что и трубы, не подвергшиеся циклированию. Все разрушения были полностью вязкими, что свидетельствует о том, что разрушения прошли после полного исчерпания запаса прочности металла. Пластичность металла превышала норму, определенную многолетней практикой для деформационной способности металла нефтепроводных труб. Испытания труб из стали 06ГФБА-А с продольными надрезами показали высокий уровень трещиностойкости металла. Критическая длина трещины, равная 140 мм, получена при давлении 13,23 МПа, что соответствует коэффициенту интенсивности напряжений Кс = 9,36 кН/мм3/2. Это почти в два раза превышает оценочный уровень эксплуатационной надежности, установленный для нефтегазопроводных труб (Кс > 4,90 кН/мм3/2).

Аналогичные положительные результаты получены и при полигонных испытаниях спиральношовных труб. Эти трубы изготавливались из рулонного проката стали 06ГФБА-А производства Магнитогорского металлургического комбината (ММК) на Волжском трубном заводе (ВТЗ). Причем эти трубы не подвергались традиционной для ВТЗ объёмной термической обработке. Впервые в практике двух предприятий (ММК и ВТЗ) спиральношовные трубы большого диаметра (720 мм и 1020 мм) изготовлены без объёмной термической обработки из рулонов, поставленных после контролируемой прокатки и сертифицированных на заданный класс прочности.

Электросварные прямошовные трубы из стали 06ГФБА-А испытывались также на стойкость против сероводородного растрескивания под напряжением и на стойкость против водородного растрескивания (типа расслоения). Испытанию подвергались образцы как из основного металла труб, так и со сварным швом. По заключению ООО «Газпром ВНИИГАЗ», проводившего эти исследования, испытанные электросварные трубы из стали 06ГФБА-А (основной металл и продольный сварной шов) характеризуются высокой стойкостью против сероводородного растрескивания типа расслоения под действием сероводородсодержащей среды. Так, стойкость против сероводородного растрескивания под напряжением при испытаниях составила: на образцах из основного металла более 0,8 до 1,0 предела текучести, равного 412 Н/мм2, на образцах со сварным швом – 0,7 и более.

Стойкость против водородного растрескивания на образцах основного металла и на образцах со сварным швом, характеризуемая показателем длины трещин и показателем толщины трещин, установлена одинаково высокая, то есть трещины не были обнаружены ни на одном образце основного металла и ни на одном образце со сварным швом [2-4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ТРУБНОЙ СТАЛИ. КОНТРОЛИРУЕМАЯ ПРОКАТКА 

Существует несколько способов упрочнения трубной стали, которые имеют широкое применение в производстве:

         1.  Термомеханическая обработка заключается в пластическом деформировании аустенита с последующей закалкой на мартенсит и низким отпуском.

         2.  Поверхностная закалка состоит в нагреве поверхностного слоя стали выше точки Ас3 с последующим охлаждением для получения высокой твердости и прочности в поверхностном слое детали в сочетании с вязкой сердцевиной. Нагрев под закалку производят токами высокой частоты, пламенем газовых или кислородно-ацетиленовых горелок, а также лазерным излучением.

       3.  Обработка холодом  проводится для повышения твёрдости стали путем перевода остаточного аустенита закаленной стали в мартенсит. Это выполняется при охлаждении стали до температуры нижней мартенситной точки.

       4.  Упрочнение поверхности методом пластического деформирования — происходит наклеп поверхности детали в результате холодной деформации, позволяющий повысить ее усталостную прочность.

      5.  Химико-термическая обработка — тепловая обработка металлов в различных химически активных средах с целью изменения химического состава и структуры поверхностного слоя металла, повышающих его свойства. К этой обработке относятся цементация, нитроцементация,  азотирование, цианирование — цель: твёрдости, износостойкости и предела выносливости на поверхности детали; диффузионная металлизация (алитирование, силицирование, хромирование и т. д.) — цель: повышение коррозионной стойкости поверхности при работе в разных коррозионных средах [5].

6. Контролируемая прокатка - это разновидность процесса высокотемпературной термомеханической обработки сталей и сплавов, характеризующегося регламентированным, в зависимости от химического состава, условиями нагрева металла, температурными и деформационными параметрами процесса и заданными режимами охлаждения металла на различной стадии пластической обработки.

В результате эта технология позволяет получать оптимальные сочетания прочностных и вязких свойств готового проката без использования термической обработки и при более низком расходе дефицитных легирующих добавок.

Выбор направления контролируемой прокатки связан с теоретической предпосылкой необходимости получения при прокатке мелкого ферритного зерна (в сочетании с дисперсперсионным твердением или без него). Первоначальные работы по контролируемой прокатке проводили, основываясь на положении,  что предпосылкой получения мелкого ферритного зерна является наличие мелкого аустенитного зерна, причем величину зерна можно затем уменьшить понижением температуры конца прокатки.

Контролируемая прокатка представляет собой высокотемпературную обработку низколегированной стали, заключающуюся в том, что нагрев под обработку давлением и режим обжатий до достижения температуры конца прокатки обеспечивают получение рекристаллизованного аустенитного зерна наименьшей величины. Обычно на заключительной стадии прокатки требуется применение достаточно интенсивных обжатий .и обеспечение низкой температуры конца прокатки (850—650 °С). Использование чрезмерно низких температур конца прокатки не рекомендуется из-за возможного чрезмерного наклепа образующегося феррита и неполной его рекристаллизации, что может сопровождаться повышением переходной температуры. По данным работы [6], контролируемая прокатка, оптимизированный нагрев и прокатный процесс, обеспечивающие получение мелкого ферритного зерна в результате двух механизмов, — через мелкие рекристаллизованные аустенитные зерна, образованные при горячей прокатке в интервале средних температур, и через деформацию аустенита ниже температуры рекристаллизации, усиливающую зарождение ферритных зерен.

Малоуглеродистые стали с комплексным упрочнением и гетерофазной структурой, содержащей продукты низкотемпературного распада аустенита.

Стали со структурой, содержащей полигональный феррит, бейнит и мелкие островки мартенсита (остаточного аустенита), имеют непрерывную диаграмму растяжения без площадки текучести. В противоположность сталям с ферритно-перлитной структурой это может обеспечивать заметное деформационное упрочнение в процессе производства, обнаруживая увеличение прочности металла трубы по сравнению с заготовкой, что расширяет перспективы применение сталей данного класса. Уменьшить площадку текучести и усилить тенденцию к образованию плавной диаграммы растяжения можно в результате замены перлита бейнитом при наличии мартенситно-уастенитной составляющей. Следует отметить, что в значительной степени снижение передела связано с действием остаточных напряжений на макроуровне. В связи с этим влияние микроструктуры проявляется более сложно, что требует отдельного рассмотрения. В листах толщиной до 12 - 15 мм площадку текучести можно устранить при условии выполнения соотношения:

              32,5 Mo + 10 (Mn + Cr) +2.5 Ni > 23

К сожалению, российские металлурги пока ещё не полностью готовы к промышленному производству листа и рулона из сталей данного класса, в то время как в мировую практику строительства трубопроводов уже входит применение труб класса точности Х100 и Х120.

Очевидно, что малоуглеродистые стали нового поколения, прочность которых обеспечивается за счёт формирования низкотемпературных продуктов превращения, отличаются уникальным комплексом свойств по сравнению с феррито - перлитными с дисперсионным и субструктурными упрочнениями. Уровень свойств ферритно-перлитных (малоперлитных) сталей в значительной степени определяется степенью упрочнения феррита вследствие создания субструктуры и выделения в нём карбидонитридов, главным образом ванадия [7].

Контролируемую прокатку осуществляют на толстолистовых реверсивных и непрерывных широкополосных станах. При контролируемой прокатке листов большие обжатия производят преимущественно в области низких температур (ниже 800 оС) [8]. Заканчивают прокатку при температурах до 700°С. Контролируемую прокатку на широкополосном стане осуществляют в области высоких температур, при которых происходит быстрая рекристаллизация аустенита. Важными моментами технологии контролируемой прокатки в этом случае являются скорость охлаждения полосы до температуры превращения аустенита и температура смотки полосы в рулон. Следует иметь в виду, что влияние модифицирующих элементов (ниобия, ванадия и др.) на дисперсионное твердение стали зависит от условий охлаждения единичных листов пли полос.