АО «Уральская Сталь», Новотроицк, Россия¹ ; Московский политехнический университет, Москва, Россия²

А. Г. Кищенко, главный специалист Управления новых видов продукции (УНВП)¹, аспирант², эл. почта:
a.kischenko@uralsteel.com

Московский политехнический университет, Москва, Россия.
Р. Л. Шаталов, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: mmomd@mail.ru

АО «Уральская Сталь», Новотроицк, Россия
И. А. Десятов, главный специалист УНВП, эл. почта: i.desyatov@uralsteel.com
Д. В. Нижельский, зам. технического директора — начальник УНВП, эл. почта: d.nizhelskiy@uralsteel.com
М. В. Горюнов, начальник отдела новых видов продукции, эл. почта: m.goryunov@uralsteel.com

Обобщен опыт разработки рационального режима горячей пакетной прокатки биметалла X65+316L и его применения в условиях действующего производства на стане 2800 АО «Уральская Сталь». Описана технология сборки биметаллических пакетов (заготовок) под последующую прокатку. Рассмотрена концепция термомеханической прокатки трубных марок стали и выполнен анализ технологических режимов производства монометалла класса прочности Х65, служащего основным слоем в биметалле. Раскрыты основные особенности производства плакированных листов из пакетной заготовки на стане 2800 АО «Уральская Сталь». Показано попроходное распределение усилия прокатки и относительного обжатия при опытных прокатках плакированных листов сочетания Х65+316L толщиной 20–26 мм (толщина плакирующего слоя 3±0,5 мм) и шириной 2500–2600 мм. Приведен разработанный для условий стана 2800 рациональный технологический режим прокатки плакированных листов Х65+316L, включающий: нагрев и выдержку пакета при Т = 1230÷1250 °C, прокатку с обжатиями ε_черн ≤ 11 % и ε_чист = 10÷11 %, при температуре окончания деформации Т_кп ≤ 850 °C, а также интенсивное охлаждение раската в установке контролируемого охлаждения со стороны основного слоя после прокатки, что позволило освоить производство плакированных листов толщиной 20–26 мм трубного назначения (сочетание Х65+316L) из биметаллических пакетов. Приведены результаты исследований и испытаний биметаллических листов, прокатанных по рациональным режимам горячей прокатки, которые подтвердили получение заданных показателей качества проката: временное сопротивление разрыву на биметаллических листах составило от 550 до 600 МПа (классы прочности К55 (Х60) – К56 (Х65)), напряжение среза 482–536 МПа, ударная вязкость KCV 280–310 Дж/см2 при 0 °C, не менее 250 Дж/см² при –20 °C и не менее 200 Дж/см² при –40 °C, доля вязкой составляющей при испытании падающим грузом 90–100 % при –20 °C, 100 % сплошности при ультразвуковом контроле по ГОСТ 22727 класс 1, отсутствие расслоений при разнонаправленном изгибе на угол не менее 120 град.

1. Дмитров Л. Н. и др. Биметаллы. — Пермь : Книжное издательство, 1991. — 416 с.
2. Голованенко С. А. Сварка прокаткой биметаллов. — М. : Металлургия, 1977. — 159 с.
3. Кобелев А. Г. и др. Производство слоистых композиционных материалов. — М. : Интермет Инжиниринг, 2002. — 496 с.
4. Шефтель Н. И. Технология производства проката. — М. : Металлургия, 1976. — 575 с.
5. Степанов П. П., Рингинен Д. А., Частухин А. В. и др. Инновационная система освоения новых технологий и материалов АО «Выксунский металлургический завод» для уникальных проектов газо- и нефтепроводов // Газовая промышленность. 2021. № 8. С. 92–104.
6. Ying-ying Feng et al. The impact of surface treatment and degree of va cuum on the interface and mechanical properties of stainless steel clad plate // Materials. 2018. Vol. 11. 1489.
7. Дунаев В. В., Мунтин А. В., Самохвалов М. В. и др. Особенности технологии производства крупногабаритных плакированных листов и труб большого диаметра из них // Металлург. 2022. № 9. С. 23–30.
8. Баранникова С. А. и др. Исследование неоднородности пластической деформации в биметалле // Вестник Тамбовского университета. Серия «Естественные и технические науки». 2016. Т. 21. Вып. 3. Физика. С. 877–881.
9. Слюсарев М. В. Исследование параметров качества биметаллических листов // Вестник ВолГУ. 2007. Сер. 9. Вып. 6. С. 176–182.
10. Herong Jin, Lei Zhang, Yali Yi. Effect of rolling reduction rate on the microstructure of hot rolling stainless steel clad plate // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. Vol. 394. 032123.
11. Rydz D., Stradomski G., Dyja H. Influence of relative rolling reduction and thickness layers bimetallic plate at the non-uniformity of the strain after rolling process // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 179. 012062.
12. Chang’an Li et al. Microstructures and mechanical properties of stainless steel clad plate joint with diverse filler metals // J. Mater. Res. Technol. 2020. Vol. 9, Iss. 2. P. 2522–2534.
13. Hao Li et al. Microstructure characterization and mechanical properties of stainless steel clad plate // Materials. 2019. Vol. 12. 509.
14. Морозов Ю. Д., Настич С. Ю., Матросов М. Ю., Чевская О. Н. Обеспечение повышенного комплекса свойств проката для труб большого диаметра на основе формирования ферритно-бейнитной микроструктуры стали // Металлург. 2008. № 1. С. 41–46.
15. Барыков А. М., Степанов П. П., Ильинский В. И. и др. Развитие технологий производства проката для труб с повышенной деформационной способностью // Металлург. 2019. № 11. С. 61–71.
16. Немтинов А. А., Корчагин А. М., Попков А. Г. и др. Освоение производства штрипса К70 для труб большого диаметра на стане 5000 // Металлург. 2008. № 11. С. 51–54.
17. Эфрон Л. И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
18. Siahpour P., Miresmaeili R., Sabour Rouhaghdam A. Temperature effect of hot rolling process on microstructure, strength and fracture toughness of X65 pipeline steel // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2018. Vol. 71. No. 6. P. 1531–1541.
19. Голи-Оглу Е. А., Алистаев А. Н., Ильинский В. И. и др. Особенности формирования микроструктуры и механических свойств низколегированной стали при использовании различных схем термомеханической обработки // Черные металлы. 2013. № 12. С. 19–26.
20. Zinyagin A. G., Borisenko N. R., Muntin A. V., Kruychkova M. O. Features of finite element modeling for hot rolling process of clad sheets and strips // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 26. P. 51–57.
21. ГОСТ 10885–85. Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионностойкая. — Введ. 01.07.1986.
22. ГОСТ 22727–88. Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля. — Введ. 01.07.1989.