Thermomechanical processing of HSLA steels: Overview

У.К.  Какимов; A.A.  Каипова

doi:10.51301/ejsu.2025.i4.02

Авторы

У.К. Какимов Satbayev University, Казахстан
A.A. Каипова Satbayev University, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i4.02

Ключевые слова:

HSLA стали, термомеханическая обработка, микроструктура, контролируемая прокатка, ускоренное охлаждение, фазовое превращение, дисперсионное упрочнение

Аннотация

Термомеханическая обработка сталей является передовым процессом производства высокопрочных сталей. Низколегированные высокопрочные марки стали имеют широкий спектр применения в производстве труб большого диаметра для транспортировки нефти и газа. Применение сталей марки X70 в производстве трубопроката привело к снижению расхода металла и энергозатрат на их производство. Теплая прокатка или контролируемая прокатка является одним из передовых технологических методов обработки стали, который описан в данной статье. Поэтому необходимо подчеркнуть, что высокопрочные низколегированные (HSLA) стали привлекли значительное внимание благодаря своим превосходным механическим свойствам и экономической эффективности в различных промышленных применениях. Термомеханическая обработка (ТМО) играет решающую роль в оптимизации микроструктуры и механических характеристик этих сталей. В данной статье рассматриваются основные принципы ТМО, включая контролируемую прокатку, ускоренное охлаждение и дисперсионное упрочнение. Обсуждается влияние параметров обработки на измельчение зерна, фазовые превращения и механические свойства. Также освещаются достижения в технологиях ТМО, таких как прямая закалка и сверхбыстрое охлаждение. Понимание этих процессов позволяет разрабатывать стали HSLA с повышенной прочностью, вязкостью и свариваемостью. В статье также содержится экспериментальная часть, касающаяся результатов испытаний на сжатие при плоской деформации, которая моделирует термомеханическую обработку сталей HSLA.

Библиографические ссылки

DeArdo, A.J., Garcia, C.I. & Palmiere, E.J. (1991). Thermomechanical processing of steel Metals. 10th edition. Materials park, OH: ASM International.

Weng, Y. (2009). Ultra-fined grained steels. Metallurgical industry press, Beijing.

Kakimov, U.K., & Kaipova, A.A. (2022). Sovremennoe razvi-tie termomehanicheskoj obrabotki vysokoprochnyh nizkole-girovannyh stalej tipa H70-H100. Trudy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Satpaevskie chtenija – 2022. Trendy sovremennyh nauchnyh issledovanij.

Sampath, K. (2006). An understanding of HSLA-65 plate steels. Journal of Materials Engineering and Performance, (15), 32-40. http://dx.doi.org/10.1361/105994906X83439

Opiela, M. (2014). Effect of thermomechanical processing on the microstructure and mechanical properties of Nb-Ti-V microalloyed steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 23(9), 3379-3388. http://dx.doi.org/10.1007/s11665-014-1111-8

Zhandar, E.E., Kaipova, A.A. & Kakimov, U.K. (2021). Үlken diametrlі құbyrlardy өndіru үshіn bolatty termomehani-kalyқ өңdeu tehnologijasyna sholu. Trudy Satpaevskih chtenij «Satpaevskie chtenija – 2021», Almaty.

Abdusajtov, S.E., Kaipova, A.A. & Kakimov, U.K. (2021). Termomehanikalyқ өңdeu kezіnde az legіrlengen bolattar-dyң zhoғary berіktіgіn zertteu. Trudy Satpaevskih chtenij «Satpaevskie chtenija – 2021», Almaty.

Kakimov, U.K., & Altynbek, R. (2015). Bolattardy termome-hanikalyk ondeu processterіne sholu. Vestnik nauki KazATU, 3(86), 72-77.

Bodin, A. (2002). Intercritical deformation of low alloy steels. Corus Technology BV, Netherlands

Song, R., Ponge, D., Raabe, D., Speer, J.G. & Matlock, D.K. (2006). Overview of processing, microstructure and mechanical properties of ultrafine grained bcc steels. Materials Science and Engineering A, (441), 1-17. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.08.095

Hara, Y., & Rainford, S. (2009). Microstructural development of pipeline steel during thermomechanical processing. MMet dissertation, The University of Sheffield.

Loveday, M.S., Mahon, G.J., Roebuck, B., Lacey, A.J., Palmiere, E.J., Sellars, C.M. & van der Winden, M.R. (2008). Measurement of flow stress in hot plane strain compression tests. Materials at high temperatures, 23(2), 85-118. https://doi.org/10.1179/mht.2006.006

Ohser, J., Mücklich, F. (2000). Statistical analysis of microstructures in materials science. John Wiley & Sons, 1st edition.

Tamura, I., Sekine, H., & Tanaka, T. (1988). Thrmomrchanical processing of high-strength low-alloy steels. Butterworths, London.

Hinton, J.S., Palmiere, E.J. & Rainforth, W.M. (2012). The effect of high temperature grain refinement on the isothermal ferrite grain growth kinetics in steel S460. Materials science forum, 715, 907-912. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.715-716.907

Xiao, B., Palmiere, E.J., Howe, A.A. & Carey, H.C. (2012). Multi-pass simulation of heavy plate rolling including intermediate forced cooling. Advanced materials research, 409, 443-448. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net%2FAMR.409.443

Cahn, R.W. (2007). Thermo-mechanical processing of metallic materials. Pergamon materials series, Elsevier