ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ПРОДОЛЬНОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТБД КЛАССА ПРОЧНОСТИ Х52 И Х70 НА СТОЙКОСТЬ К ВОДОРОДНОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-9-60-67Ключевые слова:
трубы большого диаметра, зона термического влияния, водородное охрупчивание, феррит, бейнит, перлитАннотация
В статье рассмотрено влияние набора градиентных микроструктур труб большого диаметра (ТБД) на стойкость к водородному охрупчиванию. Объектом исследования являлись образцы продольных сварных соединений ТБД класса прочности Х52 и Х70 до и после испытаний на растяжение с медленной скоростью деформации (SSRT) в среде газообразных азота и водорода. Установлено, что разрушение образцов Х52 при SSRT проходило с множественными центрами зарождения трещин на границах раздела структурных составляющих перлит – феррит, тогда как разрушение образцов Х70 было результатом распространения единичной трещины. При этом разрушение сталей Х52 и Х70 проходило не в области перекристаллизации зоны термического влияния (ЗТВ), содержащей островки мартенсит-аустенитной фазы, а в зоне высокотемпературного отпуска, для которого характерна анизотропная феррито-перлитная (Х52) и феррито-бейнитная (Х70) микроструктура. Мелкодисперсная равномерная структура бейнитного феррита, несмотря на содержание мартенсит-аустенитной составляющей, не является источником зарождения водородных трещин. Хотя сварное соединение стали Х70 характеризуется более высокой прочностью, оно менее подвержено охрупчивающему воздействию газообразного водорода, чем Х52, что, вероятно, обусловлено более мелкодисперсной и равномерной структурой стали Х70. Наличие в структуре стали Х52 феррито-перлитной полосчатости оказывает более негативное воздействие на стойкость к водородному охрупчиванию, чем повышенная твердость участка высокотемпературного отпуска ЗТВ стали Х70.
Библиографические ссылки
Колачев Б. А. Водородная хрупкость металлов. — М.: Металлургия, 1985. — 215 с.
Davani R. K., Miresmaeili R., Soltanmohammadi M. Effect of thermomechanical parameters on mechanical properties of base metal and heat affected zone of X65 pipeline steel weld in the presence of hydrogen // Mate-rials Science and Engineering: А. 2018. V. 718. P. 135–146. DOI: 10.1016/j.msea.2018.01.101.
Ayesha J. Haq., Muzaka K., Dunne D. P. etc. Effect of microstructure and composition on hydrogen permea-tion in X70 pipeline steels // International Journal of Hydrogen Energy. 2013. V. 38. № 5. Р. 2544–2556. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2012.11.127.
Сергеев Н. Н., Кутепов С. Н. О взаимодействии водорода с дефектами кристаллической решетки в ме-таллах и сплавах // Машиностроение и машиноведение. Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. № 4. С. 131–141.
Пумпянский Д. А., Пышминцев И. Ю., Хаткевич В. М., Худнев А. А. Водородное охрупчивание трубных сталей // Металлы. 2023. № 3. С. 36–46. DOI: 10.31857/S0869573323030059.
Девятерикова Н. А., Лаев К. А., Цветков А. С., Дагаев С. Е. Краткая характеристика методов оценки сов-местимости сталей марок Х52 и Х70 с водородом и результаты испытаний ТБД // Черные металлы. 2024. № 2. С. 32–38. DOI: 10.17580/chm.2024.02.06.
Christ M., Guo X., Sharma R. etc. Hydrogen embrittlement susceptibility of gas metal arc welded joints from a high‐strength low‐alloy steel grade S690QL // Steel Research International. 2020. V. 91. № 11. 2000131. DOI: 10.1002/srin.202000131.
Park H., Park C., Lee J. etc. Microstructural aspects of hydrogen stress cracking in seawater for low carbon steel welds produced by flux-cored arc welding // Materials Science and Engineering: A. 2021. V. 820. 141568. DOI: 10.1016/j.msea.2018.01.101.
Zhang P., Laleh M., Hughes A. E. etc. Effect of microstructure on hydrogen embrittlement and hydrogen-induced cracking ehavior of a high-strength pipeline steel weldment // Corrosion Science. 2024. V. 227. 111764. DOI: 10.1016/j.corsci.2023.111764.
Пышминцев И. Ю., Гизатуллин А. Б., Девятерикова Н. А. и др. Предварительная оценка возможности ис-пользования труб большого диаметра из стали Х52 для транспортировки чистого газообразного водо-рода под давлением // Известия вузов. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 1. С. 35–42. DOI: 10.17073/0368-0797-2023-1-35-42.
Dharamshi H. K., Bhadeshia H. Prevention of Hydrogen Embrittlement in Steels // ISIJ International. 2016. V. 56. № 1. P. 24–36. DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2015-430.
Hejazi D. Effect of manganese content and microstructure on the susceptibility of X70 pipeline steel to hydro-gen embrittlement. — URL: https://ro.uow.edu.au/theses/4275/.
Zhao M. C., Shan Y. Y., Xiao F. R. etc. Investigation on the H2S-resistant behaviors of acicular ferrite and ul-trafine ferrite // Material Letters. 2002. V. 57. № 1. P. 141–145. DOI: 10.1016/S0167-577X(02)00720-6.
Robertson I. M., Sofronis P., Nagao A. etc. Hydrogen embrittlement understood // Metallurgical and Materials Transactions: В. 2015. V. 46. P. 2323–2341. DOI: 10.1007/s11663-015-0325-y.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
