Анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.771.23

DOI: 10.14529/met170207

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К УЛЬТРАХЛАДОСТОЙКОМУ ЛИСТОВОМУ ПРОКАТУ

М.В. Чукин, П.П. Полецков, Д.Г. Набатчиков, Д.Г. Емалеева, М.С. Гущина, А.С. Кузнецова

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск

Выполнен анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату по выбранным направлениям наукоемких отраслей промышленности. Определены возможные потребители разрабатываемой продукции и конкуренты, предлагающие аналогичную продукцию. Проведен анализ показателей качества, установленных для аналогичной продукции в технических документах российских и зарубежных организаций. Установлен достигнутый уровень свойств данного вида проката в России и за рубежом.

Ключевые слова: ультрахладостойкий листовой прокат; листовой прокат из криогенной конструкционной стали; листовой прокат из низкотемпературной стали для труб; листовой прокат из хладостойкой высокопрочной стали; листовой прокат из конструкционной стали северного исполнения; технические требования.

Проблема разработки и производства листового проката для изготовления хладостойких изделий ответственного назначения является одной из центральных и наиболее актуальных в современной металлургии. Вместе с тем, она тесно связана с проблемой эффективности производства, т. е. уменьшения затрат при изготовлении материалов и конструкций с требуемым комплексом служебных характеристик.

Стратегия импортозамещения включает разработку, освоение и производство ультрахладостойкого листового проката следующих видов [1-7]:

1) листовой прокат из криогенной конструкционной стали для перспективных проектов производства, транспортировки и хранения сжиженного природного газа;

2) листовой прокат из низкотемпературной стали для труб по перспективным проектам добычи и транспортировки ПАО «Газпром»;

3) листовой прокат из хладостойкой высокопрочной стали для транспортного и тяжелого машиностроения;

4) листовой прокат из конструкционной стали северного исполнения для мостостроения, производства подъемных механизмов и средств транспортировки грузов.

Листовой прокат из криогенной конструкционной стали

На сегодняшний день природный газ является наиболее экономичным, экологичным и безопасным топливом. В России использование природного газа в качестве моторного топлива является одним из приоритетных направлений развития нефтегазового комплекса. Согласно прогнозу Международного газового союза рост парка газобаллонного автотранспорта составит к 2020 г. 50 млн единиц, а к 2030 г. - более 100 млн единиц [8].

Природный газ в качестве моторного топлива может использоваться как в комприми-рованном (сжатом), так и в сжиженном (криогенном) виде. Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой природный газ, охлажденный до температуры -161,5 °С для хранения и транспортировки в жидком виде. Хранится сжиженный газ в изотермических резервуарах при температуре кипения, которая поддерживается вследствие его испарения.

Выбор материала резервуаров для сжиженного газа обусловлен точкой кипения соответствующего газа (см. рисунок), так как сжижение должно происходить при крайне низкой температуре.

Стали для криогенной техники должны обеспечивать необходимую прочность в соче-

Чукин М.В., Полецков П.П., Набатчиков Д.Г. и др.

Анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату

Точки кипения разных сжиженных газов и металлы, из которых могут производиться резервуары для их хранения [9]

тании с высокой вязкостью и пластичностью, обладать малой чувствительностью к концентрации напряжений и низкой склонностью к хрупкому разрушению.

Нормируемыми показателями качества листового проката из криогенной конструкционной стали являются:

- условный предел текучести Rp0,2, МПа при температуре 20 °С;

- временное сопротивление Rm, МПа при температуре 20 °С;

- относительное удлинение А50, % при температуре 20 °С;

- ударная вязкость КСУ Дж/см2 (работа удара КУ, Дж) при сверхнизких критических температурах до -196 °С;

- поперечное расширение (мм) в результате испытаний Шарпи образца с У-образным надрезом.

В настоящее время данные стали в России не производятся. В связи с этим стратегически важным является освоение технологии производства аналогов импортных криогенных сталей, применяемых при строительстве

объектов производства, транспортировки и хранения СПГ:

- CryElso™ 201LN, 203, 5, 7, 9Q (Industeel, Бельгия);

- никелевые стали X12Ni5, X7Ni9 по EN 10028-4, A / SA 553 Type I по ASTM / ASME 553 (voestalpine Grobblech GmbH, Австрия);

- сталь с содержанием 9 % Ni по ASTM A353, ASTM A553 Type I, (ArcelorMittal, США);

- криогенные стали DILLINGER (Германия) с содержанием 1,5-3,5 % Ni (-105 °C), 5-9 % Ni (- 196 °C);

- N-TUF 295N, 325N, 325, 365, 490, 570, N-TUFCR 130, N TUFCR 196 (Nippon Steel Corporation, Япония);

- JIS SLA, SL2N • 3N • 9N, ASTM/ASME A203, A353, A553, JFE-LT1, 5Ni-TM, JFE-HITEN590L, 610L, JFE-HITEN590U2L, 610U2L, JFE-HITEN780FL (JFE Steel Corporation, Япония);

- криогенные стали с 7%-ным содержанием никеля: SL7N 590 по JIS G 3127, A841 Grade G по ASTM A841 / A841M (технология

Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2017. Т. 17, № 2. С. 52-60

Таблица 1

Технические требования к листовому прокату из криогенной конструкционной стали для перспективных проектов производства, транспортировки и хранения сжиженного природного газа

№ Толщина проката t, мм Rp0,2, МПа Rm, МПа A 50, % KCV, не менее Поперечное расширение, не менее, мм Импортные аналоги / нормативная документация

не менее или в пределах Дж/см2 при t, °С - / =

1 < 30 355 490-640 22 34 -80 — 0,38 CryElso 203, JFE-LT1.5Ni-TM, N-TUF 365, 15Ni14, 12Ni14 / EN 10028-4, ASTM A203 Grade E

30 < t < 50 345 50 =

50 < t < 80 335 34 -101 =

2 < 30 390 530-710 20 50 -80 — 0,38 CryElso™5, N-TUFCR 130, X12Ni5 / EN10028-4, ASTM A537 class 2, ASTM A203

75 =

30 < t < 50 380 34 -120

50

3 < 30 490 640-840 18 87 -80 — 0,38 CryElso™7, CryElso™9Q, N-TUFCR 196, SL7N590, X7Ni9 / ASTM A841 Grade G, ASTM A353, ASTM A553, EN 10028-4

125 =

30 < t < 50 480 42 -196 —

34 =

TMCP Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Group, Япония).

По результатам анализа зарубежных стандартов на листовой прокат из криогенной конструкционной стали, а также обзора достигнутого уровня свойств данного вида продукции ведущими мировыми производителями, определены технические требования планируемых к освоению криогенных конструкционных сталей (табл. 1).

Листовой прокат из низкотемпературной

стали для труб

Для обеспечения высокой надежности газо- и нефтепроводов в сложных климатических условиях листовой прокат для изготовления сварных труб должен иметь повышенный уровень низкотемпературной вязкости, сопротивляемость вязким и хрупким разрушениям при низких температурах, статических, циклических и динамических воздействиях. Использование таких характеристик трещиностойкости, как угол раскрытия при вершине трещины - СТОА, величина раскрытия трещины - СТОД, различные коэффициенты интенсивности напряжений способствует выяснению закономерностей распространения вязких трещин. Анализ существующих требований приведен в табл. 2.

Листовой прокат из хладостойкой

высокопрочной стали

Для изготовления тяжелонагруженных сварных конструкций все более широкое

применение получают высокопрочные стали с повышенной хладостойкостью. Необходимость использования таких сталей стала очевидной, прежде всего, в связи с освоением природных ресурсов приполярных районов и Арктического шельфа страны. В связи с этим особую актуальность приобретает освоение и производство импортных аналогов высокопрочных закаленных и отпущенных сталей для изготовления механизмов, машин и конструкций, работающих при низких температурах (до -60 °С):

- JFE-HITEN590U2L, JFE-HITEN590L, JFE-HITEN610U2L, JFE-HITEN610L, JFE-HITEN690L, JFE-HITEN710L, JFE-HITEN780L, JFE-HITEN780FL, JFE-HITEN780ML (JFE Steel Corporation, Япония);

- ABREX™400LT, 450LT, 500LT (Nippon Steel Corporation, Япония);

- Strenx 700, 900, 960, 1100 (SSAB, Швеция);

- DILLIMAX 690 E, 890 E, 965 E, 1100, DI-RACK (DILLINGER, Германия).

Основные потенциальные потребители инновационной продукции: ОАО «АЗ «УРАЛ», ОАО «КАМАЗ», ООО группа «ГАЗ», ЗАО «Курганстальмост», ЗАО «Воронежстальмост», ЗАО «У-УСМ», предприятия компаний «Мосто-стройиндустрия», «Уралмостостроя» и прочие.

Листовой прокат из хладостойкой высокопрочной стали должен обладать сложным комплексом требований, сочетающих взаимопротиворечивые характеристики для обеспечения надежности конструкций:

=53

Ч

ГО V<

Ро

V S О £

ft) "О

Технические требования к листовому прокату из низкотемпературной стали для труб

Таблица 2

Толщи- МПа МПа Л2 (50,8мм): % Rto.s/ Rm KCV, не менее DWTT, не менее, HV10 CTOD не менее Скорость общей Стойкость к водородному растрескиванию, Стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением % от ох

№ на про- при температуре 20°С мм корро- не более Примечание

ката /, мм не менее или в пределах не более Дж/ см2 при t° С % при t° С ■W = не более мм при t° С зии, мм/год не более CLR, % CRT, %

1 28,5; 30,2; 41,0 505-610-1 490-590 = 570—680-*-550-680= 33 _L = 0,90 -*-0,92 = 213 -48 90 -38 240 0,35 -38 - - - - Прокат толстолистовой из низкотемпературной стали К60 для подводных газопроводов

505-600-1 495-595 = 600—700-*-560-700 = 55 0,90 _L = -20 -20 _L -20 Прокат толстолистовой

2 25,8 22 190 -40 _L 90 -40 _L 250 0,30 -40 - - - - из низколегированной

_L = -60 _L -60 _L -60 стали К60

3 16,0 830-1050 915-1145 * 0,99 231 -30 75 -20 _L - 0,14 -20 - - - - XI20 Nippon Steel

320 -20 _L Прокат толстолистовой

270 -40 _L 90 -20 из стали класса прочности К80 (XI00) для производства электросварных труб

4 20,0 710—830-*- 790-910^ 25 0,95 250 -60 _L 300 0,30 -20

640-830 = 755-910 = _L = _L = 320 -20 _L

270 -40 _L 90 -20

250 -60 _L

380-L 510-710-*- 22 -L 0,90-L 105 -60 _L Прокат толстолистовой

5 8,0-20,0 при температуре 200 4 'С после искусственного старения 90 -20 _L 250 - - - - - - из стали класса (категорий) прочности К52-К60 (Х56-Х70) для электро-

290-*- 385-*- - 0,90-L 84 -60 _L сварных прямошовных труб

6 8,0-22,0 380—500-*- 510-610-*- 23-1 0,90 _L 88,2 -50 _L доля вязкой составляющей в изломе (KCV) HRB < 90 ед. _ _ 0,5 6 3 70 Прокат листовой горячекатаный из низколегированной стали повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости

60 -50 _L

80 -20 _L

7 8,0-32,0 380^80-L 510-610-*- 23-1 0,87-*- 89 -50 _L доля вязкой составляющей в изломе (KCV) HRB < 92 ед. - - 0,5 6 3 70

60 -50 _L

а> ^

3 s. = 5

а; (X) о -

® а

Л ф ««

а о -с ®

а;

1

1

а> . a s о £ о

2 2 "б 5< Ф

ь

§

8 2

I

С X ф о

3

о

5 ®

^ а>

ia £

с ^

о р«

3

S "6

5 ф

о о,

1

з

о

2

(Л (Л

2 г

Фирма Страна Член ЕС, НАТО Марка стали Толщина, MM Механические свойства

ox, Н/мм2, не менее Н/мм2 Удлинение 85, %, не менее, Ударная вязкость KCV

Дж/см2, не менее при температуре, °С

DILLINGER Германия ЕС/НАТО DILLIMAX 690 Е <65 690 770-940 14 50 0

65-100 670 770-940 44 -20

100-150 630 720-900 38 -40

150-200 610 700-880 34 -60

DILLIMAX 890 Е <50 890 940-1100 12 34 -60

50-80 850 900-1100

80-100 830 880-1100

DILLIMAX 965 Е <50 960 980-1150 12 34 -60

50-60 930 950-1120

60-100 850 900-1100

DILLIMAX 1100 8-40 1100 1200-1500 10 34 -40

DI-RACK Туре В 6-210 690 770-940 15 60 -60

DI-RACK Type S 6-100 723 830-990 14 60 -37

JFE Steel Corporation Япония - JFE HITEN590U2L 6-75 450 590-710 20 - -

JFE HITEN590L 6-50 450 590-710 20 - -

JFE HITEN610U2L 6-75 490 610-730 19 - -

JFE HITEN610L 6-50 490 610-730 19 - -

JFE HITEN690L 6-32 570 690-800 17 - -

JFE HITEN710L 6-40 615 710-840 16 - -

JFE HITEN780L 6-50 685 780-930 16 - -

JFE HITEN780FL 6-40 685 780-930 16

JFE HITEN780ML <50 685 780-930 16 43 60

Nippon Steel Corporation Япония - ABREX 400LT 4-60 1162 1207 - 34 -40

ABREX 450LT <50 1089 1465 - 34 -40

ABREX 500LT <80 1198 1680 - 27 -40

SSAB Швеция ЕС Strenx 700 4-53 700 780-930 14 86

53-100 650 780-930

100-160 650 710-900 34 -60

Strenx 900 4-53 900 940-1100 12 27 -40

53-100 830 880-110 27 -60

Strenx 960 4,0-53,0 960 980-1150 12 50 -40

53,1-100 850 900-1100 10

Strenx 1100 4-5 1100 1250-1550 8 27 -40

Таблица 3

№

4

Q)

0 CD №

№

1

5

№

№ "О 2 s

№

О ^

Q) 20

О G\ ■О Q)

o\

О

H

^

Q)

Механические свойства

GT, н/мм , не менее

Н/мм

Удлинение S5, %, не менее,

Ударная вязкость KCV

Дж/см , не менее

при температуре, °С

690

770-940

670

770-940

630

720-900

14

610

700-880

890

940-1100

850

900-1100

12

830

880-1100

960

980-1150

930

950-1120

12

850

900-1100

1100

1200-1500

10

DI-RACK Туре В

6-210

690

770-940

15

DI-RACK Type S

6-100

723

830-990

14

50

44

38

34

34

34

34

60

60

о

-20

-40

-60

-60

-60

-40

-60

-37

ф С/> о с

Г+-

3" С

3

С/>

Г+-

а>

< is

о ©

° а

JFE HITEN590U2L

6-75

450

590-710

20

JFE HITEN590L

6-50

450

590-710

20

JFE HITEN610U2L

6-75

490

610-730

19

JFE Steel Corporation

JFE HITEN610L

6-50

490

610-730

19

Япония

JFE HITEN690L

6-32

570

690-800

17

JFE HITEN710L

6-40

615

710-840

16

JFE HITEN780L

6-50

685

780-930

16

JFE HITEN780FL

6-40

685

780-930

16

JFE HITEN780ML

<50

685

780-930

16

43

-60

Nippon Steel Corporation

ABREX 400LT

4-60

1162

1207

Япония

ABREX 450LT

<50

1089

1465

ABREX 500LT

<80

1198

1680

34

34

27

-40

-40

-40

to:

"О ф

P £

Sf

¿>1

О 7е

4-53

700

780-930

Strenx 700

53-100

650

780-930

14

100-160

650

710-900

SSAB

Швеция

EC

Strenx 900

4-53

900

940-1100

53-100

830

880-110

12

Strenx 960

4,0-53,0

960

980-1150

12

53,1-100

850

900-1100

10

Strenx 1100

4-5

1100

1250-1550

86

34

27

27

50

27

-40

-60

-40

-60

-40

-40

.-5

ч

го ^

Ро

г»,

Я "С

V S

о> *

О Л

О) i

■О

Таблица 4

Характеристики аналогов листового проката из конструкционной стали северного исполнения

Фирма Страна Член ЕС, НАТО Марка стали Толщина, MM Механические свойства Изгиб

GT, н/мм2, не менее ов, Н/мм2 Удлинение 85, %, не менее Ударная вязкость KCV

Дж/см2, не менее при температуре, °с

ОАО ММК РФ - MAGSTRONG S600MC 6-10 600 650-820 13 - 1,5/

MAGSTRONG S700MC 5-12 700 750-950 12 - It

MAGSTRONG S700 8-15 700 750-950 12 кси 39 50 It

MAGSTRONG W600 8-50 600 650-820 15 50 -70 1,51

MAGSTRONG W700 8-50 700 750-950 14 50 -70 It

MAGSTRONG W900 8-50 950 1050 11 30 -40 51

MAGSTRONG A500 8-12 1200 1450 8 15 -40 6t

SSAB Швеция ЕС Strenx 600 MC 6-10 600 650-820 16 34 -40 1,41

Strenx 650 MC 6-10 650 700-850 14 34 -40 1,51

Strenx 700 MC 6-10 700 750-950 12 34 -40 1 fit

Strenx 700 MC Plus 3-10 700 750-950 13 50 -60 1,01

10-12 700 750-950 13 1,51

Strenx 900 MC 3-8 900 930-1200 8 34 -40 31

8-10 900 930-1200 8 3,51

Strenx 960 MC 3-10 960 980-1250 7 34 -40 3,51

Strenx 960 MC Plus 3-6 960 980-1250 10 34 -40 3,51

Strenx 1100MC 3-8 1100 1250-1450 7 34 -40 4,0/

Voestalpine Grobblech GmbH Австрия ЕС Alform 700M 8-15 700 770-1050 10 50 -40 -

15-50 680 12 50 -40

50-60 650 12 38 -40

Alform 900 x-treme 8-30 900 940-1100 11 38 -40 31

Alform 960 x-treme 8-25 960 980-1150 10 38 -40 31

Alform 1100 x-treme 15-20 1100 1120-1300 8 34 -40 51

20-25 1080 1100-1300

NLMK Clabecq Бельгия ЕС/НАТО Quend 700, Quend 960 4-50 700-960 780-1150 12 34 -40 -

0) Ч

3 L

= S

^ ш

о ^

® а

хэ о

hS в« а о

"с а> ^

ь

I

5 з

I

С

■с ф

о

а s

^ s

з 3

0 -о £< ф

| &

1 г И

It

О "D

© ф О di

сл -ч

- сочетание высокой прочности и пластичности;

- высокие характеристики ударной вязкости;

- низкая температура вязко-хрупкого перехода;

- высокий уровень трещиностойкости;

- сопротивление усталостному разрушению.

Анализ импортных аналогов хладостойкой высокопрочной стали для транспортного и тяжелого машиностроения приведены в табл. 3.

Листовой прокат из конструкционной

стали северного исполнения

Одним из факторов повышения конкурентоспособности металлопроката является снижение себестоимости продукции при обеспечении требуемого заказчиком уровня качества.

Снижение себестоимости продукции без ухудшения потребительских характеристик возможно за счет оптимизации технологического процесса производства - применения экономически эффективных систем легирования и микролегирования, а также рациональных режимов термомеханической прокатки, обеспечивающих заданный уровень механических свойств при наименьших затратах.

Таким образом, целесообразно освоение производства экономичных хладостойких конструкционных сталей по технологии термомеханической прокатки без дополнительной термообработки. К таким сталям относятся импортные высокопрочные стали:

- Alform plate 700M, Alform x-treme, Toughcore (voestalpine Grobblech GmbH, Австрия);

- Strenx 700 MC, Strenx 700 MC Plus, Strenx 900 MC, Strenx 900 Plus, Strenx 960 MC, Strenx 960 Plus, Strenx 1100 MC (SSAB, Швеция).

Эта продукция находит широкое применение в целом ряде отраслей, таких как производство подъемных механизмов и средств транспортировки грузов, изготовлении кранов буровых платформ, поездов и легкорельсовых транспортных средств, мостостроении. Аналоги конструкционной стали северного исполнения приведены в табл. 4.

Выводы

Выполнен анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату, а также уровня свойств дан-

ного вида продукции, достигнутого ведущими зарубежными производителями. Определены основные позиции импортных аналогов хладостойких сталей, планируемых к производству в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства.

Работа проведена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием российского высшего учебного заведения (договор 02.G25.31.0235).

Литература

1. Wang, H. Effects of Nb/Cr on the Cryogenic Impact Toughness of the Deposited Metal of ENiCrFe-9 / H. Wang, G. He // Materials Science and Engineering A. - 2016. - Vol. 672. -P. 15-22.

2. The Behavior of a 1.4301 Stainless Steel Subjected to Cryogenic Temperatures /I.V. Cris-maru, D. Dragomir-Stanciu, M.V. Atanasiu, G.L. Pintilei // Procedia Technology. - 2015. -Vol. 19. - P. 247-253.

3. Lu, Y.Q. Investigation on Mechanical Behaviors of Cold Stretched and Cryogenic Stretched Austenitic Stainless Steel Pressure Vessels / Y.Q. Lu, H. Hui //Procedia Engineering. - 2015. -Vol. 130. - P. 628-637.

4. Time-Dependent Temper Embrittlement of Reactor Pressure Vessel Steel: Correlation Between Microstructural Evolution and Mechanical Properties During Tempering at 650 °C / Ch. Li, L. Han, G. Yan et al. // Journal of Nuclear Materials. - 2016. - Vol. 480. - P. 344-354.

5. High Strength Quenched and Tempered (Q+T) Steels for Pressure Vessels / G. Luxen-burger, M. Bockelmann, P. Wolf et al. // International Journal of Pressure Vessels and Piping. -2004. - Vol. 81, no. 2. - P. 159-171.

6. Fatigue and Fracture Behavior of a Nickel-Chromium Free Austenitic Steel / V.K. Saxena, M.S. Gopala Krishna, P.S. Chhaunker, V.M. Rad-hakrishnan // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 1994. - Vol. 60, no. 2. -P. 151-157.

7. Potzschke, M. Corrosion Resistance of Stainless Steels and Nickel Alloys in Artificial Sea Water /M. Potzschke, M.B. Rockel // Desalination. -1983. - Vol. 44, no. 1-3. - P. 295-305.

8. СПГ- проекты. - http://www.gazprom.ru/ about/production/projects/lng/

9. Технические новинки. - http://www.kobelco-

Чукин М.В., Полецков П.П., Набатчиков Д.Г. и др.

welding.jp/russian/education-center/technical-highlight/vol02. html.

10. Шабалов, И.П. О необходимых и достаточных технических требованиях на сталь-

Анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату

ные электросварные трубы большого диаметра / И.П. Шабалов //Металлург. - 2010. -№ 10. - С. 6-12.

Чукин Михаил Витальевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технологий обработки материалов, первый проректор - проректор по научной и инновационной работе, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; m.chukin@mail.ru.

Полецков Павел Петрович, д-р техн. наук, профессор кафедры технологий обработки материалов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; pavel_poletskov@mail.ru.

Набатчиков Дмитрий Геннадьевич, канд. техн. наук, заместитель директора ООО «Инжиниринговый центр Термодеформ-МГТУ, г. Магнитогорск; nabat4ikov@mail.ru.

Емалеева Динара Гумаровна, канд. техн. наук, доцент кафедры технологий обработки материалов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; emaleevadg@mail.ru.

Гущина Марина Сергеевна, магистрант кафедры технологий обработки материалов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; marina.mgn.89@mail.ru.

Кузнецова Алла Сергеевна, научный сотрудник научно-исследовательского сектора, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; allakuznetsova.mgtu@ mail.ru.

Поступила в редакцию 5 апреля 2017 г.

DOI: 10.14529/met170207

ANALYSIS OF TECHNICAL REQUIREMENTS

FOR NANOSTRUCTURED STEEL PLATES RESISTANT

TO ULTRA-LOW TEMPERATURES

M.V. Chukin, m.chukin@mail.ru, P.P. Poletskov, pavel_poletskov@mail.ru, D.G. Nabatchikov, nabat4ikov@mail.ru, D.G. Emaleeva, emaleevadg@mail.ru, M.S. Gushchina, marina.mgn.89@mail.ru, A.S. Kuznetsova, allakuznetsova.mgtu@mail.ru

Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

The paper presents an analysis of technical requirements for ultra-low temperature resistant steels, which are used in high-tech industry areas. The potential consumers of the developed products are determined and alternative manufacturers are described. Metal quality characteristics that are demanded by technical documents of Russian and foreign organizations for similar products are analyzed. Currently achieved level of properties of this kind of rolled products is also described.

Keywords: low temperature resistant steel plates; cryogenic steels; high-tech pipe steels; high strength steels; northern area steels; technical requirements.

Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2017. Т. 17, № 2. С. 52-60

References

1. Wang H., He G. Effects of Nb/Cr on the Cryogenic Impact Toughness of the Deposited Metal of ENiCrFe-9. Materials Science and Engineering A, 2016, vol. 672, pp. 15-22. DOI: 10.1016/j.msea.2016.06.067

2. Crismaru I.V., Dragomir-Stanciu D., Atanasiu M.V., Pintilei G.L. The Behavior of a 1.4301 Stainless Steel Subjected to Cryogenic Temperatures. Procedia Technology, 2015, vol. 19, pp. 247-253. DOI: 10.1016/j.protcy.2015.02.036

3. Lu Y.Q., Hui H. Investigation on Mechanical Behaviors of Cold Stretched and Cryogenic Stretched Austenitic Stainless Steel Pressure Vessels. Procedia Engineering, 2015, vol. 130, pp. 628-637. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.282

4. Li Ch., Han L., Yan G., Liu Q., Luo X., Gu J. Time-Dependent Temper Embrittlement of Reactor Pressure Vessel Steel: Correlation Between Microstructural Evolution and Mechanical Properties During Tempering at 650 °C. Journal of Nuclear Materials, 2016, vol. 480, pp. 344-354. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2016.08.039

5. Luxenburger G., Bockelmann M., Wolf P., Hanus F., Cawelius R., Buchholz J. High Strength Quenched and Tempered (Q+T) Steels for Pressure Vessels. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2004, vol. 81, no. 2, pp. 159-171. DOI: 10.1016/j.ijpvp.2003.11.006

6. Saxena V.K., Gopala Krishna M.S., Chhaunker P.S., Radhakrishnan V.M. Fatigue and Fracture Behavior of a Nickel-Chromium Free Austenitic Steel. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 1994, vol. 60, no. 2, pp. 151-157. DOI: 10.1016/0308-0161(94)90021-3

7. Potzschke M., Rockel M.B. Corrosion Resistance of Stainless Steels and Nickel Alloys in Artificial Sea Water. Desalination, 1983, vol. 44, no. 1-3, pp. 295-305. DOI: 10.1016/0011-9164(83)87128-8

8. SPG - Proekty [Liquefied Natural Gas - Projects]. Available at: http://www.gazprom.ru/about/ production/projects/lng/ (accessed 5 April 2017).

9. Tekhnicheskie novinki [Technical Innovations]. Available at: http://www.kobelco-welding.jp/russian/education-center/technical highlight/vol02.html (accessed 5 April 2017).

10. Shabalov I.P. [About the Necessary and Sufficient Technical Requirements for Steel Electric-Welded Pipes of Large Diameter]. Metallurg, 2010, no. 10, pp. 6-12. (in Russ.)

Received 5 April 2017

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ

Анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату / М.В. Чукин, П.П. Полецков, Д.Г. Набатчиков и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2017. -Т. 17, № 2. - С. 52-60. DOI: 10.14529/теН70207

FOR CITATION

Chukin M.V., Poletskov P.P., Nabatchikov D.G., Emaleeva D.G., Gushchina M.S., Kuznetsova A.S. Analysis of Technical Requirements for Nanostractured Steel Plates Resistant to Ultra-Low Temperatures. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2017, vol. 17, no. 2, pp. 52-60. (in Russ.) DOI: 10.14529/metl70207