OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 43 TECHNOLOGY с последующим отпуском или после закалки и отпуска по всей длине и по всему телу трубы по выбору изготовителя или в соответствии с требованиями договора на поставку. Однако сварной шов электросварных труб должен подвергаться термообработке после сварки при температуре не ниже 540 °С (1000 °F) или обрабатываться таким образом, чтобы не осталось неотпущенного мартенсита. Это связано с требованиями к испытаниям труб на смятие. Производство труб для нефте- и газопровода В настоящее время в производстве проката для труб большого диаметра используют две основные технологии: контролируемую прокатку с последующим охлаждением на воздухе и контролируемую прокатку с последующим ускоренным охлаждением. Базовая концепция термомеханической обработки (ТМО) или термомеханической контролируемой обработки (ТМКО) лежит в основе разработки многих усовершенствованных марок стали с улучшенными механическими свойствами за последние 50 лет. При ТМКО скорости охлаждения и модели деформации влияют на неоднородность микроструктуры и кристаллографической текстуры толстостенных прокатанных пластин. Это приводит к неоднородности механического поведения по толщине и влияет на свойства пластины. Увеличение толщины стальной пластины приводит к существенным различиям в пластической способности деформации материала по направлению толщины на разных стадиях формовки [1–3]. Испытания механических свойств толстостенной трубопроводной стали К60 при ТМКО продемонстрировали эти различия по толщине [1, 2]. Толстостенная стальная пластина К60 подвергается более длительному времени выдержки в толщине около центра во время быстрого охлаждения; охлаждение происходит с меньшей скоростью и способствует росту зерна [8–13]. С другой стороны, изменения режима деформации также влияют на микроструктуру по толщине металла проката. В процессе горячей прокатки поверхностный слой подвергается сильной сдвиговой деформации из-за трения между поверхностью и валками, что приводит к возникновению множества дислокаций в феррите [10, 11]. Движущиеся дислокации переплетаются, образуя новые границы зерен, в результате чего исходные зерна феррита распадаются на множество субкристаллов [13, 25, 26]. Фрагментация субкристаллов приводит к более значительной деформации и увеличению внутренней запасенной энергии зерна, способствуя быстрому образованию феррита в поверхностном слое [25, 26]. Такое сочетание (быстрое охлаждение и сдвиговая деформация) приводит к уменьшению размера зерен в поверхностном слое. Упрочнение при измельчении зерна часто улучшает механические свойства. Уменьшение размера зерна увеличивает пластичность поверхностного слоя, благодаря чему более мелкий феррит обеспечивает лучшую координацию деформации, эффективно предотвращая концентрацию напряжений. При этом измельчение зерна эффективно ограничивает пространство движения дислокаций внутри феррита по поверхностному слою, усиливая взаимодействие между дислокациями и повышая прочность [9, 11]. Однако механические свойства, проявляемые микроструктурой, могут влиять на степень деформационного упрочнения и поведение пластических повреждений во время уже дальнейшего формования трубы, что в свою очередь влияет на конечные свойства трубы [1–4]. После формирования труб внешний и внутренний слои труб в стенках испытывают неоднократно растягивающие и сжимающие деформации соответственно [1–3]. Из-за этих различных историй деформации уплощенный сегмент стенок трубы часто демонстрирует неожиданно гораздо более низкий или более высокий предел текучести, чем у листового проката, из которого трубы изготовлены. Многие исследования показали, что предел текучести материала увеличивается, а пластичность снижается в процессе производства, и что поведение деформации варьируется в зависимости от микроструктуры [8, 31]. Поэтому когда необходимо получить класс прочности стали ниже К60, то используют ТМО, а если требуется получить прокат с прочности выше К60, то применяют ТМКО. Многие исследователи признают, что с увеличением толщины трубы свыше 27 мм в процессе производства труб остается много нерешенных вопросов по получению однородной структуры в сечении проката и в даль-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1