ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Abstract

Для обеспечения нефтегазодобывающей отрасли нефтеперекачивающими насосами, эксплуатация которых часто осуществляется в условиях Крайнего Севера при значительных минусовых температурах, перед производителями комплектующих кованых заготовок (валов, зубчатых колес, муфт и т. д.) ставится задача по производству заготовок из конструкционных марок сталей с комплексом механических свойств, позволяющих стабильно работать при отрицательных температурах. С такой проблемой столкнулось кузнечное предприятие, входящее в промышленную группу КОНАР. При производстве валов для двигателей нефтеперекачивающих насосов получаемые значения ударной вязкости при отрицательных температурах носили хаотичный характер и, как правило, не удовлетворяли требованиям технической документации к материалу. При этом прочностные характеристики материала соответствовали норме. В работе исследовано влияние содержания никеля на механические свойства конструкционной стали 40ХН2МА. Приведены результаты измерений механических свойств металла двух опытных плавок с содержанием никеля на нижнем и верхнем уровнях нормативно-технической документации. В рамках опытных работ методом свободной ковки из кузнечных слитков обеих плавок стали 40ХН2МА были изготовлены два вала. Режимы процессов обработки металла давлением и термической обработки для получения требуемых свойств были идентичны. Отбор проб для исследования проводили в соответствии с ГОСТ 8479–70 на каждой опытной поковке. Сравнение результатов ударных испытаний металла опытных плавок при отрицательных температурах свидетельствует о положительном влиянии высокого содержания никеля на ударную вязкость. При разнице содержания никеля 0,29 % среднее значение ударной вязкости при отрицательных температурах увеличилось на 66,6 Дж/мм². Среднее значение временного сопротивления повысилось на 80 МПа, предела текучести — на 90 МПа. Анализ микроструктуры показал различие в количестве ферритной фазы, а именно при увеличении содержании никеля уменьшается доля ферритной фазы и повышается степень дисперсности сорбита отпуска.