Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ КАРБОНИТРАЦИИ НА ПОЛОЖЕНИЕ ПОРОГА ХЛАДНОЛОМКОСТИ В СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-141-148

Полный текст:

Аннотация

Последние 10–15 лет в мировой промышленной практике отмечается высокий интерес к процессам низкотемпературного насыщения железных сплавов азотом или совместно азотом и углеродом. Именно таким методом является быстро прогрессирующая технология – карбонитрация. Суть процесса заключается в одновременном насыщении стальной поверхности азотом и углеродом в расплаве солей при температуре 540…580 °С. В результате карбонитрации на поверхности изделия достигается высокая твердость, повышается износостойкость и усталостная прочность, возрастает сопротивление коррозии.

Однако, несмотря на существенные достижения в этом направлении, многие вопросы до настоящего времени не выяснены или остаются предметом дискуссий, в том числе влияние температуры нагрева под карбонитрацию на возможность проявления обратимой отпускной хрупкости в среднеуглеродистых легированных сталях. В статье изучено воздействие карбонитрации на свойства основного металла, в частности на его склонность к хрупкому разрушению. Выявлено изменение положения порога хладноломкости сталей марок 30ХГСА, 40ХН2МА, 38ХМА и 40Г2 как в исходном состоянии, так и после воздействия карбонитрации. Методом фрактографического анализа установлен характер разрушения исследуемых сталей и произведена оценка доли вязкой составляющей в изломе ударных образцов. Показано, что склонность к проявлению отпускной хрупкости в исследуемых сталях различна и в значительной степени зависит от их химического состава. Приведены результаты полевых испытаний бурильных труб с резьбовыми соединениями из стали 30ХГСА, 40ХН2МА, 38ХМА и 40Г2 в различных климатических зонах. Рекомендованы стали для изготовления замковых соединений бурильных труб с поверхностным упрочнением резьбы методом карбонитрации для работы в условиях низких температур.

Об авторах

Анна Викторовна Степанчукова
ОАО «Завод бурового оборудования», Оренбург
Россия

инженер-металловед лаборатории «Металловедение и термическая обработка»



Елена Юрьевна Приймак
ОАО «Завод бурового оборудования», Оренбург
Россия

кандидат технических наук, заведующий лабораторией «Металловедение и термическая обработка»



Ирина Леонидовна Яковлева
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

доктор технических наук, главный научный сотрудник



Наталья Адольфовна Терещенко
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник



Евгений Юрьевич Чирков
АНО «Технопарк ОГУ», Оренбург
Россия

кандидат технических наук, специалист II уровня по разрушающему контролю лаборатории «Надежность»



Список литературы

1. Приймак Е.Ю., Зеленин А.П., Степанчукова А.В. Опыт применения карбонитрации для повышения долговечности резьбовых соединений бурильных труб в условиях ОАО «Завод бурового оборудования» // Технология упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика: материалы 15-й Междунар. науч.-практ. конференции. СПб., 2013. С. 245–250.

2. Мусанов А.А. Совершенствование бурения скважин алмазными коронками. Саарбрюккен: LAP LAMBERT, 2016. 60 с.

3. Музапаров М.Ж. Направленное бурение. Т. 4. Детерминированная технология. Снаряды со съемными керноприемниками. Алматы: КазНТУ, 2011. 204 с.

4. Семин В.И. Поверхностное упрочнение замковой резьбы методом карбонитрации // Нефтяное хозяйство. 2004. № 12. С. 104–106.

5. Приймак Е.Ю. Характеристика бурильных труб и обзор трубных заготовок, применяемых в современном геологоразведочном бурении // Черная металлургия. 2017. № 2. С. 70–76.

6. Прокошкин Д.А. Химико-термическая обработка металлов – карбонитрация. М.: Металлургия, 1984. 240 с.

7. Чаттерджи-Фишер Р., Эйзелл Ф.-В., Хоффманн Р., Лидтке Д., Малленер Х., Рембгес В., Шрайнер А., Велкер Г. Азотирование и карбонитрирование. М.: Металлургия, 1990. 280 c.

8. Прженосил Б. Нитроцементация. Л.: Машиностроение, 1969. 212 с.

9. Цих С.Г., Гришин В.И., Супов А.В., Лисицкий В.Н., Глебова Ю.А. Развитие процесса карбонитрации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. № 9. С. 7–12.

10. Приймак Е.Ю., Шеин Е.А., Степанчукова А.В. Сравнительный анализ структуры и свойств замковых соединений бурильных труб, упрочненных посредством закалки ТВЧ и карбонитрации // Технология металлов. 2015. № 5. С. 18–26.

11. Беллас Л., Кастро Ж., Мера Л., Миер Д.Л., Гарсия А., Варела А. Влияние карбонитрации в соляной ванне по схеме QPQ на микроструктуру и служебные свойства нержавеющей стали 321 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. № 6. С. 58–65.

12. Приймак Е.Ю., Степанчукова А.В., Яковлева И.Л., Терещенко Н.А. Влияние карбонитрации для упрочнения резьбовых соединений бурильных труб из среднеуглеродистых легированных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 2. С. 38–44.

13. Стрик Ю.Н., Ильяш В.В. Бурение разведочных скважин. Воронеж: ВГУ, 2004. 62 с.

14. Утевский Л.М., Гликман Е.Э., Карк Г.С. Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа. М.: Металлургия, 1987. 222 с.

15. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1986. 22 c.

16. ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. М.: Изд-во стандартов, 1991. 10 c.

17. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. М.: Изд-во стандартов, 1990. 10 c.

18. Герасимова Л.П., Гук Ю.П. Контроль качества конструкционных материалов. М.: Интермет Инжиниринг, 2010. 848 с.

19. Штремель М.А. Разрушение. Кн. 2. Разрушение структур. М.: МИСиС, 2015. 975 с.

20. Брайент К.Л., Бенерджи С.К. Межзеренное разрушение сплавов железа в неагрессивных средах // Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1988. С. 29–58.

21. Устиновщиков Ю.И., Шабанова И.Н., Сапухин В.А., Тапезников В.А. Охрупчивание легированных сталей при отпуске // Физика металлов и металловедение. 1977. Т. 44. № 2. С. 336–344.

22. Smith J.F., Reynolds J.H., Southworth H.N. Role of Mn in the temper embrittlement of A3,5Ni-Cr-Mo-V steel // Acta Metallurgica. 1980. Vol. 28. № 11. P. 1555–1564.

23. Yu J., McMahon C.J. The effect of composition and carbide precipitation on temper embrittlement of 2,25Cr-1Mo Steel: Part 1. Effects of P and Sn // Metallurgical Transactions A. 1980. Vol. 11. № 2. P. 277–289.

24. Дробышевская И.С., Ковалев А.И., Сергеева Т.К., Литвиненко Д.А. Сегрегация примесей, отпускная хрупкость и водородное охрупчивание стали 30ХНМА с различным содержанием молибдена // Металловедение и термическая обработка металлов. 1995. № 5. С. 21–24.


Рецензия

Для цитирования:


Степанчукова А.В., Приймак Е.Ю., Яковлева И.Л., Терещенко Н.А., Чирков Е.Ю. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ КАРБОНИТРАЦИИ НА ПОЛОЖЕНИЕ ПОРОГА ХЛАДНОЛОМКОСТИ В СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(4):141-148. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-141-148

For citation:


Stepanchukova A.V., Priymak E.Yu., Yakovleva I.L., Tereshchenko N.A., Chirkov E.Yu. THE ASSESSMENT OF IMPACT OF CARBONITRIDING ON THE LOCATION OF COLD-BRITTLENESS THRESHOLD IN THE MEDIUM-CARBON ALLOY STEELS. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(4):141-148. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-141-148

Просмотров: 20


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)