Конструкционные стали, стойкие против сероводородного растрескивания и хрупкого разрушения

• Автор: Зикеев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 363 c. : ил

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВОДОРОДНОМ ОХРУПЧИВАНИИ СТАЖ В СЕРОВОДОРОДСОДЕЕШАЩИХ СРЕДАХ И МЕТОДАХ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Явление охрупчивания стали в сероводородсодержащих средах

1.2. Основные методы определения стойкости стали против сульфидного коррозионного растрескивания

1.3. Теории водородной хрупкости конструкционной стаж

1.4. Стаж, стойкие против водородного охрупчивания, применяемые для изготовления газопромыслового оборудования

1.5. Постановка задачи исследования, материал и методики

Глава II. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ВОДОРОДОСТОЙКОСТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

2.1. Влияние Основных легирующих элементов

2.1.1. Углерод

2.1.2. Элементы, образующие твердый раствор замещения

2.1.2.а. Кремний

2.1.2.б. Марганец
2.1.2.в. Никель
2.1.2.г. Кобальт
2.1.2.д. Алюминий

2.1.3. Карбидообразувдие элементы
2.1.3.а. Хром
2.1.3.6. Молибден
2.1.3.в. Титан, ниобий, ванадий
2.2. Влияние чистоты стали по примесным элементам
2.2.1. Сера
2.2.2. Фосфор
2.2.3. Примеси цветных элементов
2.2.3.а. Сурьма, олово
2.2.3.6. Медь
Глава III. МОДИФИЦИРОВАНИЕ СТАЛИ НИТРИДНОЙ ФАЗОВОЙ И РЗМ
3.1. Нитридная фаза
3.2. Редкоземельные элементы (церий)
Глава IV. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ И РЕЖИМА ТЕРМООБРАБОТКИ СТАЖ НА
СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ
4.1. Состояние вопроса
4.2. Сопротивление закаленной стали разрушению в зависимости от количественного соотношения структур мартенсита, бейнита и феррита
4.2.1. Сопротивление разрушению стали с мартенситно-бейнитными структурами, полученными при непрерывном охлаждении
4.2.2. Мартенситно-бейнитные и мартенситно--ферритные структуры, полученные при изотермическом превращении
4.2.3. Влияние немартенеитных структур на сопротивление стали водородному охрупчиванию
4.3. Влияние температуры отпуска на сопротивление улучшаемой стали хрупкому разрушению и водо-

родному охрупчиванию
4.4. Выводы
Глава V. ПШНЩШЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ С ПОВЫШЕННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ВОДОРОДНОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ И ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ
5.1. Закономерности влияния легирующих элементов и их оптимальное содержание в улучшаемой конструкционной стали
5.2. Закономерности воздействия немартенситных структур и температуры отпуска на свойства улучшаемой конструкционной стали
5.3. Закономерности влияния легирующих элементов и их оптимальное содержание в низколегированной нормализованной стали
5.4. Оптимальные системы легирования конструкционных сталей
Глава V1. РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ НОВЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
С ПОВЫШЕННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ВОДОРОДНОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ И ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ
6.1. Конструкционные стали, стойкие к водородному охрупчиванию в сероводородсодержащих средах
6.2. Конструкционные машиностроительные стаж повышенной надежности и работоспособности
6.3. Конструкционные стали с повышенным сопротивлением разрушению при криогенных температурах .. •
6.4. Заключение
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

воримости при низкой температуре, но не выше его растворимости при температуре А01, резко повышает ( ~ на 80 град) Ткр. Последнее, очевидно, связано с преимущественным выделением карбидов по границам зерен, что вызывает межзеренное разрушение. Дальнейшее увеличение содержания углерода приводит к понижению ударной вязкости и повышению, хотя и не такому резкому, как в предыдущем случае, Ткр (рис. 2.1) /74,75/. В данном случае повышение Ткр можно объяснить увеличением в структуре доли перлита, что приводит к соответствующему росту прочности.
В закаленной стали с ростом концентрации углерода в мартенсите увеличивается степень закрепления дислокаций и, соответственно, повышается склонность стали к хрупкому разрушению /76/. Охрупчиванию стали также способствует существенное понижение температуры начала мартенситного превращения (Мн), что затрудняет релаксацию напряжения и усиливает склонность к трещинообразованию /77/.
Таким образом, увеличение напряжений 2-го рода, отражащее изменение свойств кристаллов мартенсита с ростом концентрации углерода, должно обуславливать значительное повышение критической температуры хрупкости. Как было показано в работе /78/, с ростом концентрации углерода от 0,1 до 0,4/ в низкоотпущенных хромистых и хромоникелевых сталях Ткр повышается на 80°С.
В работе /79/ исследовалось влияние углерода в пределах от 0,18 до 0,30/ на Ткр стали, содержащей 3,2-3,5/ Сч и 0,5/ Мо. Образцы подвергали изотермической закалке на мартенсит, бейнит и перлит И ПОСЛедущему отпуску ДЛЯ получения равной прочности б'з
700 МПа. Показано, что увеличение содержания углерода ведет к повышению Ткр для всех трех структурных состояний (рис. 2.2). Аналогичные результаты получены в работе /80/. Увеличение содержания углерода от 0,15 до 0,60/ в стали с 2/ N1 , I/ Сч и 0,3/ Мо после