Автоматическая сварка, 2015, №04



2015 №04 (01)

2015 №04 (03)

---

Автоматическая сварка, № 3-4, 2015, с. 17-24
 

ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ И УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ МЕТАЛЛА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СТАЛИ С НИОБИЕМ И МОЛИБДЕНОМ

А.А. Рыбаков, Т.Н. Филипчук, В.А. Костин

ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: offiсe@paton.kiev.ua
 
Реферат
В работе изложены результаты исследования микроструктуры и ударной вязкости металла сварных соединений газои нефтепроводных труб категории Х65–Х80 из стали с различным содержанием ниобия и молибдена. Исследовали сварные соединения прямошовных труб диаметром 820…1420 мм с толщиной стенки 17,5…36,0 мм, изготовленных по традиционной технологии с применением двухсторонней многодуговой сварки под флюсом. Использовали оптическую и электронную растровую металлографию, а также стандартные испытания на ударный изгиб. Установлено отрицательное влияние повышенного содержания ниобия в стали на структурные характеристики металла зоны термического влияния и шва сварных соединений, которое усиливалось в присутствии молибдена. С учетом склонности ниобия сегрегировать на границах зерен, дополнительное легирование молибденом, снижающим температуру превращения, приводит к образованию в металле сварных соединений неблагоприятных структурных составляющих и фаз, а также к их скоплениям по границам зерен, особенно на участках повторного нагрева. Для обеспечения высокой ударной вязкости и трещиностойкости металла сварных соединений труб из высокопрочной микролегированной стали необходимо ограничивать в ней, кроме углерода, содержание ниобия (≤0,05 %) и молибдена (≤0,20 %), а также использовать сварочные материалы, обеспечивающие массовую долю молибдена в шве не более 0,30 %. Результаты работы использованы при промышленном производстве труб категории Х65–Х80 на трубосварочных предприятиях Украины и РФ. Библиогр. 8, рис. 6, табл. 2.
 
Ключевые слова: газо- и нефтепроводные трубы, микролегированная сталь, сварное соединение, металл шва, зона термического влияния, микроструктура, ударная вязкость
 
Поступила в редакцию 14.12.2014
Подписано в печать 08.04.2015
 
1. Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. Стали для труб магистральных трубопроводов: состояние и тенденции развития // Металлург. – 2006. – № 5. – С. 54–56.
2. Эфрон Л.И., Настич С.Ю. Состояние производства листового и рулонного проката для спиральношовных труб категорий прочности до Х100 // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия». – 2006. – № 11. – С. 68–81.
3. Высокопрочные трубные стали нового поколения с ферритно-бейнитной структурой / Ю.Д. Морозов, М.Ю. Матросов, С.Ю. Настич, А.Б. Арабей // Металлург. – 2008. – № 8. – С. 39–42.
4. Strategies for third-generation advanced high-strength steel development / E. De Moor, P.J. Gibbs, J.G. Speer et al. // Iron and Steel Technology. – 2010. – № 11. – Р. 133–144.
5. Нamada М., Fukada Y., Komizo Y. Microstructure and precipitation behavior in heat affectd zone of C–Mn microalloyed steel containing Nb, V and Ti // ISIJ Int. – 1995. – 35, № 10. – P. 1196–1201.
6. Graf M., Niederhoff K. Toughness behavior of the heat-affected zone (HAZ) in submerged-arc welded large-diameter pipe (Pipeline technology conference, Oostende (Belgium), 15–18 Осt. 1990. – P. 131–139.
7. The effect of vanadium and niobium on the properties and microstructure of the intercritically reheated coarse grained heat affected zone in low carbon microalloyed steels / Y. Li, D.N. Crowther, M.J.W. Green et al. // ISIJ International. – 2001. – 41, № 1. – P. 46–55.
8. Рыбаков А.А. Современное состояние производства труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Обеспечение эксплуатационной надежности систем трубопроводного транспорта: Сб. докл. научн.-техн. семинара, Киев, 10–11 июня 2009. – Киев: НТК «ИЭС им. Е.О. Патона» НАНУ. – С.48–52.