Purpose. Study of patterns of formation of structure and properties as well as the surface quality of boiler tubes in the process of tube rolling at TPA 30-102 tube rolling unit from non-worked continuously cast billets (CCB) of steel 20 produced by Dniprostal Metallurgical Works LLC. Methodology. Metallographic examination (macrostructure, microstructure, contamination by non-metallic inclusions); tensile and impact bend tests at room and elevated temperatures, determination of susceptibility to mechanical aging, long-term strength tests, visual inspection of the billet and the tube surface. Findings. Quality indicators of metal of the CCB produced by Dniprostal Metallurgical Works LLC and hot-rolled tubes produced at TPA 30-102 tube rolling unit from the CCB including service properties were investigated. Regularities of influence of quality of the initial CCB metal, technology of tube processing (hot rolling and heat treatment) on the formation of structure and properties as well as on the state of the boiler tube surface were established. Draft Technical Specifications were developed for the CCB produced by Dniprostal Metallurgical Works LLC intended for production of boiler tubes. Originality. For the first time, based on the revealed regularities of influence of the initial CCB on the formation of quality indicators of tube metal, Technical Specifications for high-duty continuously cast billets produced by Dniprostal Metallurgical Works LLC have been developed which make it possible to produce boiler tubes of high service reliability. Practical value. The research results will allow enterprises of Interpipe Ukraine JSC to produce boiler tubes of high service reliability from continuously cast billets produced by Dniprostal Metallurgical Works LLC. The use of billets of home production will reduce the cost of boiler tubes and eliminate the shortage of boiler tube billets in Ukraine. Keywords: continuously cast billet, hot rolling, elongation ratios, boiler tubes, heat treatment, macrostructure and microstructure, cast structure residues, mechanical properties, heat resistance, defects.
The article presents results of studies of contamination of metal of undeformed continuously cast billets (CCB) for boiler tubes from carbon steel supplied by various manufacturers with non-metallic inclusions. Contamination was investigated by metallographic means using methods of observation under a microscope in light and dark fields of vision in polarized light. Application of these methods has made it possible to determine the inclusion types (silicates, oxides, sulfides) with high probability based on optical properties (color, transparency, etc.). Shape, size and type of inclusions and the nature of their location along the billet cross-section were determined for the data set of actual level of contamination of the CCB metal with non-metallic inclusions. In addition, the methods Sh and L according to DSTU 8966 were used. To determine the number, dimensions and types of inclusions, an automated control method using the VIDEOTEST-METAL 1.0 software was also used for the Axiovert 200MAT microscope. Composition of some non-metallic inclusions was studied by means of X-ray spectral microanalysis using the MS-46 microprobe of the Cameca Co. (France). It was established that irregular and rounded silicates of both homogeneous and heterogeneous composition (including individual large ones up to 150 μm in size) are main types of inclusions in metal of continuously cast billets. In most cases, these inclusions are located in axial and peripheral zones along the CCB section. Intermittent film precipitation of non-metallic inclusions of varying degrees of dispersion (mainly of small size) which can have a negative effect on service characteristics of tubes made from such CCB was also detected. The study results have important scientific and practical significance in conditions of wide use of such CCB in the production of tubes of responsible purpose. The obtained study results will make it possible to further develop an advanced methodology of assessing the contamination of non-deformed continuously cast billets (with scale) with non-metallic inclusions in their metal and introduce them in regulatory documents on the CCB. The results of studies of metal contamination with non-metallic inclusions will also be useful for improving the CCB production technology with the aim of producing boiler tubes of high operational reliability. Keywords: undeformed continuous cast tube billet, non-metallic inclusions, silicates, film precipitation of non-metallic inclusions.
Державне підприємство «Науково-дослідний та конструкторськотехнологічний інститут трубної промисловості імені Я. Ю. Осади (ДП «НДТІ»), м. Дніпро Визначено тривалу міцність (основна розрахункова характеристика енергетичного обладнання) металу котельних гарячекатаних труб, виготовлених з різними коефіцієнтами витягування на трубопрокатному агрегаті з безперервним станом (ТПА 30-102) ТОВ «ІНТЕРПАЙП НІКО ТЬЮБ» із недеформованої безперервнолитої заготовки сталі 20 виробника ТОВ «МЗ «ДНІПРОСТАЛЬ». Досліджено структуру та характер руйнування зразків труб після гарячої прокатки і нормалізації. Встановлено вплив структурних характеристик та технологічних факторів виробництва трубної заготовки і труб на рівень жароміцності металу. Показано, що наявність в макроструктурі заготовки розвинутої зони стовпчастих кристалів (транскристалізації) та діюча на заводі технологія термічної обробки котельних труб не дозволяє отримати відносно рівномірну структуру і оптимальний рівень тривалої міцності та пластичності в металі труб. Особливо це стосується труб, виготовлених з низькими коефіцієнтами витягування. Встановлено необхідність вдосконалення технології виробництва котельної безперервнолитої заготовки на ТОВ «МЗ «ДНІПРОСТАЛЬ» та технології термічної обробки виготовлених з неї труб на ТОВ «ІНТЕРПАЙП НІКО ТЬЮБ». Для оптимального поєднання тривалої міцності та тривалої пластичності металу котельних гарячекатаних труб необхідно забезпечити отримання в макроструктурі вихідної недеформованої безперервнолитої заготовки розвиненої зони рівноосних кристалів та пригніченої зони стовпчастих кристалів. Встановлено необхідність нормування макрокристалічної будови металу котельної недеформованої безперервнолитої заготовки в ТУ У 24.1-05757883-216 «Заготовка сталева безперервнолита кругла для виготовлення котельних труб». Показана можливість використання в котлоагрегатах ТЕС (ТЕЦ) в стані після гарячої прокатки, без обов'язкової нормалізації з окремого нагріву, котельних труб зі сталі 20, що виготовлені із заготовки з коефіцієнтами витягування не менше ніж 17,0. Ключові слова: недеформована безперервнолита заготовка, макрокристалічна будова, котельні гарячекатані труби, мікроструктура, тривала міцність, тривала пластичність, характер руйнування, злам. Технічна інформація Науково-технічний журнал "Металознавство та обробка металів" 1'2020 Науково-технічний журнал "Металознавство та обробка металів" 1'2020 Технічна інформація
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.