Исследование влияния степени деформации на формирование микроструктуры трубной заготовки из стали 40ХМФА
Введение
На заводах производства трубпостоянно возрастает объем заказов на трубы нефтяного сортамента высоких групп прочности, для которых, согласно отечественной нормативной документации и зарубежным стандартам, требования высоких прочностных свойств сочетаются со значительным уровнем пластических характеристик. Такой комплекс механических свойств достигается только в результате термообработки, включающей закалку и высокотемпературный отпуск. Для трубных сталей обладающей повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита применяется улучшение, благодаря которому формируется необходимое количество низкотемпературных продуктов распада аустенита (мартенсита, бейнита) в широком диапазоне скоростей охлаждения.
Пластичность конструкционных сталей определяется структурой стали, сформированной при термической и/или термомеханической обработке, а также условиями нагружения.
В связи с особенностями эксплуатации бурильных труб одной из наиболее важных характеристик является ударная в
Содержание
Введение……………………………………………………………………….....
1 Литературный обзор…………………………………………………………
1.1 Условия эксплуатации, требования предъявляемые к заготовкам замков бурильных труб………………………………………………………………..
1.2 Общие сведения о материалах, применяемых для производства замков бурильных труб…………………………………………………………………
1.3 Влияние горячей деформации на микроструктуру и механические свойства среднеуглеродистых сталей…………………………………………….
1.4 Анализ факторов, определяющих ударную вязкость среднеуглеродистой низколегированной стали……………………………………………………..
2. Материалы и методики исследования…………………………………………
2.1 Материал исследования…………………………………………………….
2.2 Методики исследования……………………………………………………
2.2.1 Методика определения химического состава…………………………….
2.2.2 Методика подготовки металлографических шлифов…………………
2.2.3 Методика определения загрязненности неметаллическими включениями……………………………………………………………………….
2.2.4 Методика исследования микроструктуры и её параметров………………
2.2.5 Методика рентгеноструктурного исследования……………………………
2.2.6 Методика измерения и статистической обработки микротвердости……
2.2.7 Методика проведения физического моделирования…………………….
3. Результаты и их обсуждение…………………………………………………...
3.1 Результаты исследования химического анализа ………………………......
3.2 Результаты исследования загрязненности неметаллическими включениями………………………………………………………………………..
3.3 Исследование микроструктуры и её параметров…………………………….
3.4 Исследование природы «белой» составляющей………………………...
3.5 Исследование объемной доли структурных составляющих
3.6 Исследование микротвердости……………………………………………..
3.7 Моделирование процесса подстуживания заготовок в процессе горячего деформирования……………………………………………………
3.8 Выявление дефектов микроструктуры
3.9 Рекомендации по стабилизации ударной вязкости трубных заготовок из стали 40ХМФА…………………………………………………………..
Заключение………………………………………………………………………
Список использов
Список использованных источников
1. ГОСТ 4543–2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. – Взамен ГОСТ 4543-71; введ. 01.10.2017. – М.: Стандартинформ, 2019 год.
2. В мире металлургии [Электронный ресурс]: Металлургический словарь URL: https://steeltimes.ru/glossary/eng/C/continuouscastingmachine. php
3. ГОСТ 27834–88 Замки приварные для бурильных труб. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1994 год.
4. Specification for rotary drill stem elements // ANSI/ API Specification 7– 1. 2007. – 84 p.
5. Фиргер, И. В. Термическая обработка сплавов: Справочник / И. В. Фиргер. – Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд–ние, 1982. – 384с.
6. Новиков, И. И. Теория термической обработки металлов / И. И Новиков. – Учебник для вузов. 4 – е изд., перераб. и доп.: Металлургия, 1986. – 480 с.
7. Гольдштейн, М. И., Грачев, С. В., Векслер, Ю. Г. Специальные стали: – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.
8. Качанов, Н. Н. Прокаливаемость стали. 2–е изд. / Н. Н. Качанов. – М.: «Металлургия», 1978. – 192 с.
9. Song, S. –H., Jiang, X., Chen, X. –M. Tin–Induced Hot Ductility Degradation and its Suppression by Phosphorus for a Cr–Mo low–alloy Steel. Mater. Sci. Eng. A 2014, 595, 188–195.
10. Усков, Д. П. Влияние легирования на свойства высокоотпущенных сталей, применяемых для производства обсадных труб в хладостойком исполнении / Д. П. Усков, И. Ю. Пышминцев, А. Н. Мальцева, М. А. Смирнов, Ю. Н. Гойхенберг, Е. А. Тарасова //Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2017. – Вып. 17. – №2. С.41-46.
11. Бернштейн, M. Л, Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Том 1. – М.: Металлургия, 1968 г.
12. Берштейн, М. Л., Займовский, В. А., Капуткина, Л. М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983. 480 с.
13. Заславский, А. Я., Резницкий, И. Б., Яшин Ю. Д. и др. Исследование низколегированной стали 40ХГФ для контролируемой горячей пластической деформации // МиТОМ. 2003. № 3. С. 19 – 23.
14. Бухвалов, А. Б., Григорьева Е. В., Николаева, Н. В
Из изложенного следует, что оптимизация термодеформационных параметров изготовления замка предусматривает выбор температурного интервала и степени деформации для предотвращения собирательной рекристаллизации и роста зерна.
В нашем случае, для обеспечения требуемых показателей ударной вязкости, необходимым является протекание динамической рекристаллизации во время горячего деформирования и статической рекристаллизации по окончанию горячего деформирования, т.е необходима низкая энергия дефектов упаковки.
1.4 Анализ факторов, определяющих ударную вязкость среднеуглеродистой низколегированной стали
На вязкость сталей и сопротивление хрупкому разрушению влияет множество внутренних факторов:
– химический состав;
– неметаллические включения;
– микроструктура;
– величина зерен аустенита;
– степень пластической деформации;
– количество, распределен