сотрудник с 01.01.2023 по 01.01.2026
Нижний Новгород, Нижегородская область, Россия
УДК 620.194.22 Коррозия под напряжением (коррозионное растрескивание под напряжением)
ББК 342 Металловедение
Целью работы является определение наиболее стойкого типа микроструктуры трубной стали 10Г2ФБ к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Задача исследования заключается в сравнении склонности к КРН образцов после различных видов обработки: контролируемой прокатки, улучшения (закалка 920°C + высокий отпуск 600°C) и закалки из межкритического интервала температур (МКИТ) с низким отпуском (800°C + отпуск 200°C). Методы исследования включали испытания на стойкость к КРН по методу трехточечного изгиба в нитратной среде, металлографические исследования микроструктуры сталей с помощью специализированного микроскопа и измерения микротвердости. Новизна работы заключается в установлении зависимости между микроструктурой, формирующейся при различных режимах термической обработки, и временем до разрушения образцов в условиях ускоренных испытаний. Результаты исследования показали, что образцы после улучшения, имеющие однородную структуру, не разрушились за заданную временную базу испытаний 20 часов. Образцы после контролируемой прокатки с ферритно-перлитной структурой и с перлитной строчечностью третьего балла разрушились за 6,5 часов, а образцы после закалки из межкритического интервала температур (структура, отличающаяся разнозернистостью) были разрушены за один час испытания. Таким образом, наиболее высокую стойкость к КРН обеспечивает улучшение, формирующее однородную микроструктуру. Наличие строчечности, которая выявилась на образцах после контролируемой прокатки и на образцах после закалки из МКИТ, является критическим фактором, снижающим сопротивление стали коррозионному растрескиванию под напряжением в агрессивной среде.
коррозия, растрескивание, напряжение, КРН, улучшение, МКИТ, прокатка, конструкционные стали
1. Руководство по безопасности «Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах магистрального трубопроводного транспорта газа»: утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 22.12.2022 № 454 // URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/406274547/ (дата обращения: 24.12.2025). Режим доступа: Гарант.Ру [справ.-правовая система].
2. Wang Z, Wang P, Zeng D, Shi T, Deng W. A study on the influential factors of stress corrosion cracking in C110 casing pipe. Materials. 2022;15(3):801. doihttps://doi.org/10.3390/ma15030801.
3. Yeh CP, Tsai KC, Huang JY. Environmental factors influencing stress corrosion cracking behavior of austenitic stainless steels in simulated seawater. Materials. 2025;18(18):4317. doihttps://doi.org/10.3390/ma18184317.
4. Ji C, Zheng Z, Qin Z, Xue H. Investigation of multi-factor stress corrosion cracking failure of safe-end feedwater lines of submarine power system. Materials. 2024;17(6):1381. doihttps://doi.org/10.3390/ma17061381.
5. Parkins RN. Factors influencing stress corrosion crack growth kinetics. Corrosion. 1987;43:130-8.
6. Parkins RN. The influence of hydrogen on crack growth in pipelines. In: Materials for Resource Recovery and Transport. The Metallurgical Society of CIM; 1998. p. 35-49.
7. Puiggali M, Rousserie S, Touzet M. Fatigue crack initiation on low-carbon steel pipes in a near-neutral pH environment under potential control conditions. Corrosion. 2002;58(11):961-9.
8. Nking’wa AA, Gao K. Study on stress corrosion cracking of X100 pipeline steel in NS4 solution. J Fail Anal and Preven. 2024;24:1934–44. doihttps://doi.org/10.1007/s11668-024-01976-w.
9. Холодный А. А. Влияние микроструктуры на стойкость против водородного растрескивания трубных сталей // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2021. № 1. С. 5-16.
10. Влияние структурного состояния на склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением сверхнизкоуглеродистой мартенситной и низколегированной трубной стали / А. Б. Коростелев, В. Г. Филиппов, О. Н. Чевская, И. П. Шабалов // Металлург. 2020. № 12. С. 28-33.
11. Linxiu D. Controlled rolling. In: Kuangdi X, editor. The ECPH Encyclopedia of Mining and Metallurgy. Singapore: Springer; 2024. doihttps://doi.org/10.1007/978-981-99-2086-0_680.
12. Jiang M, Chen LN, He J, et al. Effect of controlled rolling/controlled cooling parameters on microstructure and mechanical properties of the novel pipeline steel. Adv Manuf. 2014;2(3):265-74. doihttps://doi.org/10.1007/s40436-014-0084-z.
13. Sharma R, Johnson A, Suryavanshi V, et al. Influence of heat treatments & tempering time on the mechanical properties of SA 387 steel. Interactions. 2025;246(1):17. doihttps://doi.org/10.1007/s10751-024-02237-w.
14. Малинов Л.С., Бурова Д.В. Повышение свойств среднеуглеродистых низколегированных сталей изотермической закалкой из межкритического интервала температур (МКИТ), создающей многофазную структуру/ Л.С. Малинов, Д.В. Бурова // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2013. №2. С. 64-69.
15. Межкритическая закалка низкоуглеродистой стали с получениемдисперсноймногофазной структуры / Д.О. Панов, Т.Ю. Барсукова, А.И. Смирнов, Е.Н. Орлова, Ю.Н. Симонов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2017. № 4 (77). С. 6-18. doi:https://doi.org/10.17212/1994-6309-2017-4-6-18.
16. Carneiro R, Ratnapuli R, Lins V. The influence of chemical composition and microstructure of API linepipe steels on hydrogen induced cracking and sulfide stress corrosion cracking. Mater Sci Eng A Struct Mater. 2003;357(1-2):104-10. doihttps://doi.org/10.1016/S0921-5093(03)00217-X.
17. Шерина Ю. В., Блажнов Н. М., Новиков В. А. Исследование влияния микроструктуры стали 20Л на стойкость к СКРН в сероводородсодержащей среде К2 // Транспортное машиностроение. 2025. № 10. С. 72-86. DOI:https://doi.org/10.30987/2782-5957-2025-10-72-86.
18. Lu BT, Luo JL. Relationship between yield strength and near-neutral pH stress corrosion cracking resistance of pipeline steels-an effect of microstructure. Corrosion. 2006;62(2):129-40. doihttps://doi.org/10.5006/1.3278258.
19. He C, Yu W, Tang D. The effect of microstructure on the initial corrosion behavior of low carbon steel in simulated coal solution. Mater Res Express. 2024;11(5):056518. doihttps://doi.org/10.1088/2053-1591/ad4cb9.
20. Zhang C, Ran M, Wang Y, Zheng W. Microstructural effects in the development of near-neutral pH stress corrosion cracks in pipelines. Materials. 2022;15(13):4372. doihttps://doi.org/10.3390/ma15134372.
