АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности», Челябинск, Россия:

А. В. Выдрин, заместитель генерального директора по научной работе, профессор, эл. почта: vydrinav@rosniti.ru
М. А. Павлова, cтарший инженер лаборатории моделирования технологических процессов, эл. почта: pavlova@rosniti.ru

АО «Волжский трубный завод», Волжский, Россия:

А. С. Жуков, директор по качеству, эл. почта: ZhukovAS@vtz.ru
А. С. Тумашев, ведущий инженер-технолог, эл. почта: TumashevAS@vtz.ru

Использование труб из высокохромистых марок стали на осваиваемых месторождениях нефти и газа является важной задачей. Уникальные свойства материала делают трубы незаменимыми при определенных условиях эксплуатации по сравнению с теми же трубами из углеродистых, низколегированных и легированных марок стали. Однако они обладают пониженной пластичностью при горячей обработке давлением. C целью оценки вероятности трещинообразования при горячем прессовании труб из высокохромистых марок стали применена методика построения диаграмм пластичности металлов и сплавов в горячем состоянии для марки стали 08Х13Н4М1Ф. Она реализована с применением современного испытательного комплекса Gleeble 3800. Были проведены испытания на сжатие, растяжение и кручение при различных температурах. Для каждого испытания проведена оценка накопленной степени деформации. Полученные данные были заложены в программный комплекс QForm 3D. На основе обработки результатов компьютерного моделирования получены зависимости, описывающие изменение вдоль очага деформации при прессовании показателя напряженного состояния, интенсивности скоростей деформаций сдвига, температуры прессуемого металла. На основе полученных данных построены кривые зависимости степени использования ресурса пластичности от температуры деформации. При металлографическом исследовании стали марки 08Х13Н4М1Ф было выявлено образование &-феррита при температурах горячей дефформации, что позволило сделать выводы о наиболее рациональной температуре прессования. Разработанные технические предложения, обеспечивающие снижение вероятности трещинообразования на поверхности горячепрессованных труб, были проверены с помощью компьютерного моделирования процесса прессования и при опытном прессовании.

1. Выдрин А. В., Жуков А. С., Храмков Е. В., Павлова М. А. Особенности напряженно-деформированного состояния металла труб при горячем прессовании стальных труб // Черные металлы. 2019. № 9. С. 39–42.
2. Колмогоров В. Л. Напряжения, деформации, разрушение. — М. : Металлургия, 1970. — 229 с.
3. Коликов А. П., Романцев Б. А. Теория обработки металлов давлением. — М. : Издательский Дом МИСиС, 2015. — 451 с.
4. Матвеев М. А. Оценка вероятности разрушения металла при горячей пластической деформации с помощью критерия Кокрофта – Латама // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2017. Т. 23. № 2. С. 109–126.
5. Логинов Ю. Н. Прессование как метод интенсивной деформации металлов и сплавов. — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2016. — 158 с.
6. Выдрин А. В., Жуков А. С., Храмков Е. В., Николенко В. Д. Исследование пластичности хромистых сталей при прессовании труб // Металловедение и термическая обработка металлов. 2020. Т. 775. № 1. С. 102–104.
7. Finfrock C., Ballard T. et al. Tensile deformation characteristics and austenite transformation behavior of advanced high strength steels considering adiabatic heating // Materials Science and Technology. 2019. P. 1236–1243.
8. Константинов И. Л., Седельников С. Б., Довженко Н. Н. и др. Технология прессования : учебник. — Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2017. — 236 с.
9. Michalczyk J., Wiewiórowska S., Muskalski Z. Development and modelling of a novel process of manufacturing cylindrical products with a variable longitudinal-section stub pipe // Archives of Metallurgy and Materials. 2019. Vol. 64. P. 1187–1193.
10. Осадчий В. Я., Вавилин А. С., Зимовец В. Г., Коликов А. П. Технология и оборудование трубного производства. — М. : Интермет-инжиниринг, 2007. — 560 с.
11. Выдрин А. В., Жуков А. С., Тумашев А. С., Звонарев Д. Ю., Павлова М. А. Влияние профиля матрицы на характер напряженно-деформированного состояния при прессовании труб // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2021. Т. 21. № 3. С. 49–55.
12. Greenfild P., Beck P. Sigma phase in binary alloys // Metals. 1954. Vol. 6, Iss. 2. P. 253–257.
13. Лашко Н. Ф., Заславская Л. В., Козлова М. Н., Морозова Г. И., Сорокина К. П., Яковлева Е. Ф. Физико-химический фазовый анализ сталей и сплавов. — 2-е изд. — М. : Металлургия, 1978. — 336 с.
14. Wang L., Sun Y., Zhang F. et al. Effect of δ-ferrite on the low-cycle fatigue behavior of the 0Cr17Ni10Mn5Mo2 steel // Materialia. 2020. С. 100711.