Исследование дефектов горячекатаного листа из трубной стали и причин их образования

Abstract

Конечный комплекс свойств трубопрокатной металлопродукции формируется в ходе всей совокупности переделов, важнейшим из которых является сталеплавильный. Особенно это касается непрерывнолитой заготовки, так как ликвация литого металла, которая наследуется при последующей прокатке, приводит к образованию неоднородной структуры и обуславливает снижение механических свойств. В работе проведено исследование листового материала из стали марки К56, применяемого для изготовления электросварных труб для нефтепроводов. Отбраковка материала была проведена на готовом изделии – как в основном металле труб, так и в околошовной зоне при ультразвуковом контроле были обнаружены расслоения. Для установления природы выявленных дефектов были проведены микроструктурные исследования средствами оптической и электронной микроскопии. Результаты оптической микроскопии подтвердили наличие несплошностей в виде трещин в осевой зоне образцов. Микроструктура металла в осевой зоне имеет отличную от основного металла морфологию и идентифицируется как низкоугледистый мартенсит. В то время как основной металл имеет полосчатую феррито-бейнитную структуру. Наличие мартенсита подтверждают и измерения микротвердости: основной металл имеет твердость порядка 220 HV, несплошность в осевой зоне 270 HV. Кроме того, было проведено исследование химического состава структурных составляющих по высоте образцов, которое показало повышенное количество Si и Mn вдоль осевой линии. Также в осевой микротрещине были обнаружены крупные строчечные выделения сульфидов и карбиды ниобия. Таким образом, установлено, что расслоения, обнаруженные в осевой зоне листового проката, являются следствием ликвации исходной непрерывнолитой заготовки. The final complex of properties of the pipe-rolled metal products is formed during the entire set of production stages, the most important of which is steelmaking. This is especially true for continuously cast billet, because segregation of cast metal, which is inherited during subsequent rolling, leads to the formation of a heterogeneous structure, and causes a decrease in mechanical properties. A study was carried out on sheet material from steel grade K56, used for the manufacture of electricwelded pipes for oil pipelines. The rejection of the material was carried out on the finished product. As in the base metal of the pipe, and in the heat-affected zone, ultrasonic testing revealed stratifications. To establish the nature of the revealed defects, microstructural studies were carried out using optical and electron microscopy. The results of optical microscopy confirmed the presence of discontinuities in the form of cracks in the axial zone of the samples. The microstructure of the metal in the axial zone has a different from the base metal morphology and is identified as low-healed martensite. While the base metal has a banded ferrite-bainite structure. The presence of martensite is confirmed by microhardness measurements: the base metal has a hardness of about 220 HV, discontinuity in the axial zone of 270 HV. The study of the chemical composition of the structural components along the height of the samples showed an increased number of Si and Mn in the axial line. Also in the central zone, large line-secretions of sulphides and carbides of niobium were found. Thus, it was established that the delaminations found in the axial zone of sheet metal are a consequence of the segregation of the initial continuously cast billet.