Влияние точечных дефектов на межкристаллитное разрушение стали

К настоящему времени установлено, что процесс старения трубной стали является многостадийным. Первая стадия выражается в выделении атомов углерода из зерен металла. Вторая стадия определяется выносом междоузельных атомов к границам зерен. Механизм выноса связан с диффузией углерода по междоузельному пространству с участием точечных дефектов — вакансий. Самые оптимистические оценки дают нереально большое время процесса старения стали. Таким образом, механизм диффузии остается неясным.

Цель исследования заключается в построении такого механизма, который бы адекватно описывал явление. По мнению авторов, такой механизм должен быть связан с точечными дефектами.

Ведущим методом избран теоретический анализ, в результате которого предложен эффективный путь влияния точечных дефектов на межкристаллитное коррозионное разрушение стали. В условиях восходящей диффузии в линейном приближении массоперенос развивается медленно и не может обогатить прилегающие слои границ зерен примесями. Присутствие дефектов делает диффузию нелинейной. В работе рассматривались термодефекты, генерированные градиентом температуры. По изменению магнитных свойств образцов сделаны выводы о формировании структуры с участием примесей углерода, вытесненных в процессе внедрения водорода.

Результаты работы могут быть использованы в разработке методов повышения сроков эксплуатации трубных сталей.

1. Коннов, Д. В. Прогнозирование коррозионных дефектов в нефтяных трубопроводах / Д. В. Коннов. – DOI 10.32743/UniTech.2023.115.10.16180. – Текст : непосредственный // Universum: технические науки. – 2023. – № 10–5(115).– С. 22–32.

2. Мардамшин, В. Р. К вопросу оценки опасности стресс-коррозионных трещин в металле стального газопровода / В. Р. Мардамшин. – DOI 10.33285/19996934-2022-3(129)-51-56. – Текст : непосредственный // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2022. – № 3(129). – С. 51–56.

3. Применение метода коэрцитиметрии для оценки уровня остаточных напряжений, возникающих при термической обработке железнодорожных колес / В. И. Криворотов, С. А. Шмелев, А. В. Богданов [и др.]. – DOI 10.34641/SP.2021.1039.6.028. – Текст : непосредственный // Сварочное производство. – 2021. – № 6. – С. 42–50.

4. Чехунова, А. М. Неравномерное распределение углерода при мартенситном превращении / А. М. Чехунова, Ю. В. Пахаруков. – DOI 10.24411/2500- 0101-2019-14412. – Текст : непосредственный // Челябинский физико-математический журнал. – 2019. – Т. 4, № 4. – С. 487–493.

5. Мониторинг напряжений (деформаций) протяженной металлоконструкции в динамически напряженных зонах / А. В. Радченко, В. Ф. Новиков, К. Р. Муратов [и др.]. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2010. – № 2(80). – С. 11–18.

6. Пахаруков, Ю. В. Дефекты в конденсированных средах и проблем старения трубных сталей : учебное пособие / Ю. В. Пахаруков. – Тюмень : Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2015. – 74 с. – Текст : непосредственный.

7. Назаров, В. В. Математическая модель коррозии при осесимметричном плоском деформировании цилиндрической стальной трубы под воздействием внутреннего давления водородосодержащей среды и высокой температуры / В. В. Назаров. – Текст : непосредственный // Лазерные, плазменные исследования и технологии. ЛАПЛАЗ-2022 : сборник научных трудов VIII Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения лауреата нобелевской премии по физике Басова Н. Г., Москва, 22–25 марта 2022 г. – Москва: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2022. – С. 111.

8. Савенок, О. В. Анализ коррозионно-механических разрушений конструкционных материалов нефтегазопромыслового оборудования / О. В. Савенок, А. Н. Горпинченко, П. П. Порывкин. – Текст : непосредственный // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). – 2022. – № 3. – С. 133–147.

9. Совершенствование методов контроля и диагностики свойств металлоконструкций в условиях коррозионного воздействия / М. Н. Ерофеев, А. И. Чмыхало, В. В. Спирягин [и др.]. – DOI 10.31044/1684-2499-2022-0-7-40-53. – Текст : непосредственный // Технология металлов. – 2022. – № 7. – С. 40–53.

10. Прохоров, А. П. Анализ влияния низкотемпературного нейтронного облучения на межкристаллитное разрушение аустенитной нержавеющей стали 08Х18Н10Т / А. П. Прохоров. – Текст : непосредственный // Инновационный потенциал развития общества : взгляд молодых ученых : сборник научных статей 2-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок, Курск, 01 декабря 2021 г. Том 5. – Курск : Юго-Западный государственный университет, 2021. – С. 125–127.

11. Нечаев, Ю. С. Физические комплексные проблемы старения, охрупчивания и разрушения металлических материалов водородной энергетики и магистральных газопроводов / Ю. С. Нечаев. – Текст : непосредственный // Успехи физических наук. – 2008. – Т. 178, № 7. – С. 709–726.