Alloy influence on the properties of tempered steels for casing pipes

Abstract

41 ВведениеОбсадные и насосно-компрессорные тру-бы, используемые для обустройства нефтега-зовых месторождений Арктики и Северных регионов страны, должны иметь как высокий уровень прочности, так и повышенную хладо-стойкость. Для их изготовления в основном используют среднеуглеродистые хромомо-либденовые стали. Для создания высокопроч-ных сталей с повышенной хладостойкостью необходимо проведение обстоятельных ис-следований связи между их легированием и механическими свойствами. В настоящей ра-боте рассмотрено как на свойства хромомо-либденовых сталей влияет содержание мо-либдена и дополнительное легирование нио-бием и ванадием. Материал и методика исследованияОбъектами исследования являются хро-момолибденовые стали типа 25ХМ, в которых варьировало содержание молибдена от 0,15 до 0,53 %. Часть сталей была дополнительно ле-гирована небольшим количеством ниобия и ванадия, а также совместно этими элементами (табл. 1). Стали выплавляли в лабораторной вакуумной печи; слитки прокатывали в прут-ки диаметром 16 мм. Затем осуществлялась закалка, включающая аустенитизацию при 910 °С с последующим охлаждением в воде, и одночасовой отпуск, температуру которого варьировали от 600 до 690 °С.Структуру сталей изучали методами оп-тической и сканирующей электронной микро-скопии. Рентгеноструктурные исследования Южно-Уральский государственный университет, г. ЧелябинскИзучено влияние легирования на свойства высокоотпущенных сталей, применяемых для производства обсадных труб. Показано, что увеличение содержания молибдена от 0,15 до 0,53 % обеспечивает заметный рост механических характеристик хромомолибденовых сталей при отпуске 600-690 °С. Легирование ванадием и ниобием способствует дополнительному повышению прочностных свойств. Наибольшее упрочнение стали с 0,32 % молибдена в высокоотпущенном состоянии обеспечивает комплексное легирование ниобием и ванадием.Ключевые слова: высокоотпущенная сталь; механические свойства; ударная вязкость; карбиды; Р110, Q125.

Effect of Micro-Alloying with Boron and Niobium on Properties of Cr-Mn-Mo Steels

“…Complex studies were carried out to study the structure and properties of steels micro-alloyed with boron and niobium. A large number of works [1][2][3][4][5][6] devoted to the study of boron-containing steels are known. Boron micro-alloying can significantly increase the stability of the supercooled austenite, especially in the pearlite region.…”

“…In addition, steels with an increased molybdenum content have been investigated to improve hardenability and improve strength properties after quenching and high tempering. It is well known that molybdenum effectively increases the stability of supercooled austenite, shifts the bainite transformation interval to lower temperatures, expands the relative stability range of austenite, that is, effectively increases the hardenability of steel [1,2]. Molybdenum also intensively influences the processes during the tempering of steels, significantly increasing its tempering stability [4].…”