Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние легирования и термической обработки на фазовый состав и свойства нержавеющей трубной стали с 15 % (масс.) Cr

М. Л. Лобанов, С. М. Битюков, Л. А. Лобанова, Н. П. Ануфриев, А. А. Гусев

Аннотация


Исследованы фазовый состав и механические свойства коррозионно-стойких сталей с 15 % (масс.) Cr для производства труб, применяемых при утилизации углекислого газа путем его закачки в поглощающие скважины. С использованием программы Thermo-Calc с учетом вариаций легирующих элементов выполнено моделирование для определения фазового состава сталей при различных температурах. Дилатометрическим методом определены критические точки сталей при нагреве и охлаждении. Установлены механические свойства сталей после закалки и отпуска. Показана возможность получения повышенного комплекса свойств (прочности, пластичности, вязкости и хладостойкости) материала.


Ключевые слова


нержавеющая сталь; углекислотная коррозия; дисперсионное упрочнение; механические свойства; легирующие элементы; фазовый состав; микроструктура; критические точки

Полный текст:

PDF

Литература


Kimura M., Tamari T., Shimamoto K. High Cr Stainless Steel OCTG with High Strength and Superior Corrosion Resistance // JFE GIHO. 2005. No. 9. P. 7 – 12.

ГОСТ 31446–2017. Трубы стальные обсадные и насосно-компрессорные для нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия. Введ. 01.07.2018. М.: Стандартинформ, 2017. 256 с. (GOST 31446–2017. Steel casing and tubing pipes for the oil and gas industry. General technical conditions. Enter 07/01/2018. M.: Standartinform, 2017. 256 p.)

Недоступ В. И. О положении кривой Джоуля-Томсона на фазовой диаграмме реальных газов // Технические газы. 2017. Т. 17, № 2. С. 42 – 48. DOI: 10.18198/j.ind.gases. 2017.0856 (Nedostup V. I. On the position of the Joule-Thomson curve on the phase diagram of real gases // Technical Gases. 2017. V. 17, Is. 2. P. 42 – 48. (In Russ.) DOI: 10.18198/ j.ind.gases.2017.0856)

Nigel Dent Ph. Evaluation of the seabed temperature corrosion and sulphide stress cracking (SSC) resistance of weldable martensitic 13 % chromium stainless steel (WMSS) // University of Birmingham. 2014. 216 p.

Кондратьев С. Ю., Альхименко А. А., Харьков А. А. и др. Критерии ускоренной оценки склонности трубных сталей к коррозионному растрескиванию в условиях нефтедобычи // МиТОМ. 2021. № 10(796). С. 16 – 22. (Kondrat’ev S. Yu., Al’khimenko A. A., Khar’kov A. A., et al. Criteria for accelerated estimation of susceptibility of pipe steels to corrosion cracking under oilfield conditions // Met. Sci. Heat Treat. 2022. V. 63, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.)

Ishiguro Y., Suzuki T., Eguchi K. Martensite-based stainless steel OCTG of 15Cr-based and 17Cr based material for sweet and mild sour condition // European Corrosion Congress. 2014. 10 p.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению перлитных и мартенситных сталей при термическом воздействии на морфологию карбидной фазы // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 22 – 29. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I. Raising the resistance of pearlitic and martensitic steels to brittle fracture under thermal action on the morphology of the carbide phase // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.)

Хайтао Ван. Влияние модифицирования ниобием на процесс затвердевания и механизм кристаллизации литейной среднеуглеродистой стали // МиТОМ. 2024. № 4(826). С. 39 – 48. DOI: 10.30906/mitom.2024.4.39-48 (Haitao Wang. Effect of niobium modification on solidification and crystallizing mechanism of medium carbon cast steel // Met. Sci. Heat Treat. 2024. Is. 4(826). P. 39 – 48. (In Russ.) DOI: 10.30906/mitom.2024.4.39-48)

Матросов Ю. И. Механизм влияния микродобавок ниобия на микроструктуру и свойства толстолистовых низколегированных трубных сталей // МиТОМ. 2022. № 2(800). С. 18 – 26. DOI: 10.30906/mitom.2022.2.18-26 (Matrosov Yu. I. Mechanism of the influence of microadditions of niobium on microstructure and properties of thick-sheet low-alloy pipe steel // Met. Sci. Heat Treat. 2022. Is. 2(800). P. 18 – 26. (In Russ.) DOI: 10.30906/mitom. 2022.2.18-26)

Пумпянский Д. А., Пышминцев И. Ю., Битюков С. М. Особенности фазовых превращений в сталях мартенситного класса для высокопрочных коррозионностойких труб нефтяного сортамента // Металлург. 2021. № 11. С. 35 – 42. DOI: 10.17073/0368-0797-2022-9-644-653 (Pumpyansky D. A., Pyshmintsev I. Yu., Bityukov S. M. Features of phase transformations in martensitic steels for high-strength corrosion-resistant oil pipes // Metallurg. 2021. No. 11. P. 35 – 42. (In Russ.) DOI: 10.17073/ 0368-0797-2022-9-644-653)

Bellarby J. Well Completion Design // Developments in Petroleum Science, V. 56. Elsevier, 2009. 711 p.

Пумпянский Д. А., Пышминцев И. Ю., Выдрин А. В. Основы металловедения и технологии производства труб из коррозионно-стойких сталей. М.: Металлургиздат, 2023. 681 с. (Pumpyansky D. A., Pyshmintsev I. Yu., Vydrin A. V. Fundamentals of metal science and technology for the production of pipes from corrosion-resistant steels // Metallurgizdat. 2023. 681 p.).

Перкас М. Д., Кардонский В. М. Высокопрочные мартенситно-стареющие стали. М.: Металлургия, 1970. 224 с. (Perkas M. D., Kardonsky V. M. High-strength maraging steels. M.: Metallurgy, 1970. 224 p. (In Russ.))

Березин С. К., Шацов А. А., Быкова П. О. Мартенситное превращение в низкоуглеродистых сталях // МиТОМ. 2017. № 8(746). С. 8 – 14. (Berezin S. K., Shatsov A. A., Bykova P. O. Martensitic transformation in low-carbon steels // Met. Sci. Heat Treat. 2017. V. 59, Is. 7 – 8. P. 479 – 485).

Однобокова М. В., Кипелова А. Ю., Беляков А. Н., Кайбышев Р. О. Механическое поведение и хрупко-вязкий переход в высокохромистой мартенситной стали // ФММ. 2016. Т. 117(4). С. 390 – 398. DOI: 10.7868/ S0015323016040094 (Odnobokova M. V., Kipelova A. Yu., Belyakov A. N., Kaibyshev R. O. Mechanical behavior and brittle-viscous transition in highchromium martensitic steel // Phys. Met. Metallogr. 2016. V. 117, Is. 4. P. 390 – 398. DOI: 10.7868/S0015323016040094)

Hu X., Song Y., Yan D., Rong L. Aging characteristics and properties of Fe – 16Cr – 2.5Mo – 1.0Cu damping alloy // Materials Science and Engineering. 2018. A734. P. 184 – 191. DOI: 10.1016/J. MSEA.2018.07.081

Akhmed’yanov A. M., Rushchits S. V., Smirnov M. A. Hot deformation of martensitic and supermartensitic stainless steels // International Conference on Industrial Engineering-2016, Materials Science Forum 870 (Trans Tech Publications, Switzerland). 2016. P. 259 – 264.

Kimura M., Shimamoto K. Development of new 17Cr stainless steel OCTG with superior corrosion resistance // European Corrosion Congress – 2011, paper No. 4538. DOI: 10.2118/98074-MS

Алексеев В. И., Юсупов В. С., Лазаренко Г. Ю. Механизм влияния молибдена и меди на антикоррозионные свойства стали // Перспективные материалы. 2009. № 6. С. 21 – 29. (Alekseev V. I., Yusupov V. S., Lazarenko G. Yu. The mechanism of the influence of molybdenum and copper on the anti-corrosion properties of steel // Perspective Materials. 2009. No. 6. P. 21 – 29.)

Official Website of the Thermo-Calc Software company [Electronic resource]. Thermo-Calc Software. Access mode: https://www.thermocalc.com.

Поздняков А. В., Чеверикин В. В. Термодинамические расчеты и анализ фазовых диаграмм многокомпонентных систем. М.: МИСиС, 2012. 43 с. (Pozdnyakov A. V., Cheverikin V. V. Thermodynamic calculations and analysis of phase diagrams of multicomponent systems. M.: MISiS, 2012. 43 p.)

Нефедов В. И., Черепин В. Т. Физические методы исследования поверхности твердых тел. M.: Наука. 1983. 296 с. (Nefedov V. I., Cherepin V. T. Physical methods for studying the surface of solids. Nauka Publishing House, 1983. 296 p.)

Лобанова Л. А., Лобанов М. Л. Оптимизация химического состава супермартенситной нержавеющей стали с использованием термодинамических расчетов // Вестник ЮУрГУ. Серия “Металлургия”. 2022. Т. 22, № 2. С. 14 – 22. DOI: 10.14529/met220202 (Lobanova L. A., Lobanov M. L. Optimization of the chemical composition of super martensitic stainless steel using thermodynamic calculations. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy. 2022. V. 22, Is. 2. P. 14 – 22 (In Russ.). DOI: 10.14529/met220202

Потак Я. М. Высокопрочные стали. M.: Металлургия, 1972. 208 с. (Potak Ya. M. High-Strength Steels. Moscow: Metallurgy, 1972. 208 p.)

Журавлёв Л. Г., Филатов В. И. Физические методы исследования металлов и сплавов. Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2004 г. 165 с. (Zhuravlev L. G., Filatov V. I. Physical methods for studying metals and alloys. Chelyabinsk: SUSU Publishing House, 2004. 165 p.)

Беломытцев М. Ю. Закономерности формирования аустенитного зерна в 12%-ных хромистых жаропрочных ферритно-мартенситных сталях // Изв. ВУЗов. Черная Металлургия. 2023. Т. 66, № 2. С. 168 – 176. DOI: 10.17073/ 0368-0797-2023-2-168-176. (Belomyttsev M. Yu. Features of formation of austenite grains in 12 % Cr heat-resistant ferritic-martensitic steels // Izvestiya Ferrous Metallurgyю 2023. V. 66, Is. 2. P. 168 – 176. (In Russ.) DOI: 10.17073/ 0368-0797-2023-2-168-176




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.10.18-25


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025