Особенности фазовых и структурных превращений в рационально легированных сталях для производства высокопрочных труб, стойких к воздействию сред, содержащих сероводород

• Автор: Рыжков, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 205 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Общие представления о процессе коррозионного и сульфидного растрескивания под напряжением.

1. 2. Механизмы зарождения и распространения трещины в процессе

коррозионного растрескивания под напряжением

1. 3. Влияние водорода, адсорбированного материалом, на протекание

процесса коррозионного растрескивания под напряжением.

1. 4. Основные методы исследования и качественной оценки процесса

коррозионного растрескивания под напряжением

1. 5. Принципы формирования химического состава низколегированных сталей, стойких к сульфидному рас трескиванию под напряжением
1. 6. Некоторые вопросы термической обработки и производства труб, стойких к сульфидному растрескиванию под напряжением
1.7. Формулировка задачи исследования.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2. I. Материал исследования.
2.2. Методики исследования
2. 2. 1. Стандартные методики
2. 2. 2. Методика проведения дилатометрических измерений
2. 2. 3. Методика измерения эффектоввнутреннего трения
3. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ НАГРЕВЕ В АУСТЕНИТНУЮ ОБЛАСТЬ И ПОСЛЕДУЮЩЕМ ОХЛАЖДЕНИИ
3. 1. Исходная микроструктура исследуемых сталей
3.2. Критические температуры при нагреве.
3. 3. Особенности распада переохлажденного аустенита
3. 4. Выводы.
4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ИССЛЕДУЕМЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ
ВОЗ ДЕЙСТВ ИЯ СРЕДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ СЕРОВОДОРОД.
4.1. Определение температурных интервалов процессов, протекающих
при высоком отпуске исследуемых материалов
4. 2. Механические свойства исследуемых сталей в зависимости от
условий термоулучшения
4. 3. Влияние микроструктуры, полученной при закалке, на уменьшение
пластичности после выдержки в сероводородсодержащей среде
4. 4. Влияние температуры отпуска на характеристики внутреннего
трения после выдержки в сероводородсодержащей среде.
4. 5. Выводы
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОЙКОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ СТАЛЕЙ К СУЛЬФИДНОМУ РАСТРЕСКИВАНИЮ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ПОСЛЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ИЗУЧЕНИЕ ОБЩИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА IX РАЗРУШЕНИЯ
5.1. Обсадные и бурильные трубы из сталей марок X1МФА,
Х1МФА, ХМФА2 и ХМФА
5. 2. Макеты приварных замков для бурильных груб из сталей марок
ХМФА3 и ХМФА
5. 3. Сварные соединения бурильных труб из стали марки ХМФА2 и
макетов приварных замков из стали марки ХМФА
5. 4. Выводы
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПРСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Образование
Разрыв
Восстановление
глжа. Рис. Вобразование питтрнгов. КРЬ Сраспространение коррозио в две или три с гадил со смен скорости от величины ноэфф интенсивности напряжений
Зарождение
или . Рис. Применение параметров сопротивления разрушению, основанных на коэффициенте интенсивности напряжений для упругопластической механики разрушения и К1 для упругой линейной механики разрушения, становится особенно важным на завершающих стадиях процесса. Несомненно, что особое значение при КРН может иметь и водородное охрупчивание, сопровождающееся зарождением субкритических водородных трещин. КРН по катодному механизму. Во многом явления, сопровождающие насыщение водородом электролитического происхождения схожи с процессами, вызванными насыщением водородом из газовой среды или водородом, растворенным в металле например, металлургического происхождения . Тем не менее, существует ряд принципиальных отличий между катодным и газовым насыщением водородом. В первую очередь водород, образовавшийся в результате катодного процесса, имеет атомарную форму, а молекулярный водород адсорбированный поверхностью должен диссоциировать. Десорбция слабо связанного молекулярного водорода происходит достаточно легко, в то время как диссоциация является лимитирующим процессом. В то же время активность водорода вблизи поверхности металла, выделяющегося в результате катодной реакции на его поверхности, чрезвычайно высока и определяется, главным образом, скоростью анодного растворения . Активность водорода из газовой среды, как правило, на несколько порядков ниже. Кроме того , состояние поверхности металла в вершине трещины в случае электрохимического и газового насыщения могут отличаться, поскольку при последнем газовая фаза может содержать определенное количество таких примесей, как С и др. Стационарная активность растворенного водорода зависит от активности адсорбированного водорода, которая определяетсяотношение констант скоростей реакций адсорбции и рекомбинации в молекулярную форму. Наличие ингибиторов и активаторов в электролите оказывает определяющее влияние на константы скоростей 3, 9. При небольшой активности адсорбированного водорода термодинамическая движущая сила реакций рекомбинации водорода в молекулярную форму невелика и недостаточна для образования газовых водородных пузырей. Существенно на стационарную концентрацию водорода при коррозии железа влияет присутствие в растворе окислителей, особенно кислорода. Последний сдвигает коррозионный потенциал к положительным значениям и, вследствие этого, снижает активность водорода 3, 9. Растворенный водород проявляет большую склонность к образованию скоплений на дефектах решетки феррита. Высокие значения энергии связи с дефектами, например, дислокациями и эВ для ядер винтовых и краевых дислокаций, соответственно, против 4,2 эВ для междоузлий определяют то, что растворимость водорода в холоднодеформированном железе на несколько порядков выше, чем в рекристаллизованном , . Воздействие водорода на свойства материалов проявляется, как правило, в совокупном1 воздействии водорода и приложенных или остаточных напряжений. Проявление водородного воздействия происходит путем растрескивания, образования гидридов в материалах склонных к их образованию 1, Та, 6, V, и, 2г, Т и их сплавах, образования блистирингов, потери пластичности. Кроме того, наблюдается и водородное охрупчивание ВО, заключающееся в снижении уровня прочности и хрупком разрушении при напряжениях ниже предела текучести. Общие характеристики изменения свойств материалов под воздействием водорода приведены в габл. Охрупчивание в водородной среде имеет место при пластической деформации сплавов в контакте с газами, содержащими водород, или в результате коррозии, что предопределяет чувствительность явления к скорости деформации. Деградация механических свойств ферритных сталей, титановых и никелевых сплавов, а также метает а сильных нержавеющих сталей особенно велика при деформации с малой скоростью в среде с высоким давлением водорода повышенной чистоты .