CC BY
11
УДК 620.1; 621.78
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ОТПУСКА НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ В ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ
Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, О.В. Пантюхин
Рассмотрено влияние режимов отпуска на длительную прочность низкоуглеродистых кремнемарганцевых арматурных сталей марок 18ГС, 20ГС и 35ГС при эксплуатации в агрессивных водородсодержащих средах. Установлено, что повторный кратковременный электрический нагрев низколегированных сталей (после ВТМО) до температур, превышающих температуру предыдущего самоотпуска на 50200 °С, приводит к стабилизации структуры, релаксации остаточных напряжений и повышению пластичности стали, что повышает ее устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Показано, что в условиях интенсивного наводоро-живания для снижения чувствительности стали к водородному растрескиванию более предпочтительным является не поверхностный, а объемный отпуск.
Ключевые слова: водородное растрескивание, коррозионное растрескивание под напряжением, длительная прочность, арматурная сталь, отпуск.
Введение
Воздействие агрессивной среды на оборудование химической, газонефтедобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной и других отраслей промышленности приводит к одному из опаснейших видов разрушения - коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) и водородному растрескиванию (ВР), которые в большинстве случаев протекают одновременно. Обрушения строительных конструкций, в большинстве случаев инициируемые КРН и ВР напряженной стержневой арматуры в композиционных железобетонных изделиях, ставят проблему изучения этого вида разрушения особенно остро [1-4].
Для повышения стойкости стержневой арматуры к коррозионно-механическому разрушению применяют дополнительную термическую обработку (например, отпуск), способствующую снятию и перераспределению внутренних остаточных микронапряжений и повышающую длительную прочность стали. Однако в научной литературе имеются противоречивые данные о влиянии различных режимов отпуска на стойкость стали к водородному растрескиванию (ВР) [3-5].
Цель данной работы - исследование влияния режимов отпуска на стойкость арматурных низколегированных сталей к коррозионно-механическому разрушению.
1. Материалы и методы исследования
Влияние режимов отпуска на механические свойства и чувствительность сталей к коррозионно-механическому разрушению изучали на натурных образцах (l = 400 мм; периодический профиль) низколегирован-
94
ных кремнемарганцевых арматурных сталей марок 18ГС, 20ГС и 35ГС. Химический состав, режимы обработки и механические свойства приведены в табл. 1-2.
Таблица 1
Химический состав исследуемых сталей_
№ п/п Марка стали, Б (мм) Содержание элементов, %
С Мп Б Р Си
1 18ГС 012 мм 0,15 1,05 1,14 0,025 0,011 0,05
2 18ГС 014 мм 0,18 1,07 1,22 0,028 0,015 0,018
3 20ГС 014 мм 0,23 1,66 1,58 0,023 0,028 0,12
4 35ГС 018 мм 0,34 1,38 0,75 0,018 0,020 -
Таблица 2
Механические и коррозионные свойства исследуемых сталей
№ п/п Марка стали, Б (мм) Режим обработки Механические свойства Класс прочности
СВ, МПа С0,2, МПа 55, %
1 18ГС 012 мм Самоотпуск при температуре 470 О 1120 1060 12,0 Ат800
2 18ГС 014 мм Самоотпуск при температуре 400 О 1310 1150 12,0 Ат1000
3 20ГС 014 мм Самоотпуск при температуре 350.400 О 1390 1170 11,0 Ат1000
4 35ГС 018 мм ВТМО* + поверхностный отпуск 1100 1000 13,0 Ат800
ЭТУ**(закалка + отпуск с электронагрева) 1120 990 19,0 Ат800
ЭТУ + повторный электронагрев до 480 О 1100 960 13,0 Ат800
Примечание: *ВТМО - высокотемпературная термомеханическая обработка; **ЭТУ -электротермическое упрочнение
Исследования влияния повторного отпуска проводили на марках сталей 18ГС и 20ГС (термически упрочненных с прокатного нагрева). Повторный отпуск стержневой арматуры между 300 и 650 0С проводился на установке ЭТУ-1, причем температуру контролировали с учетом теплового расширения стержня. Температура закалки исследуемых сталей составляла 1030...1050 О. На образцах из стали 35ГС исследовали влияние двух видов термообработки - поверхностного отпуска ТВЧ после высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) и отпуска с электронагрева после закалки с электронагрева. Режимы подбирались с таким расчетом, чтобы получить равнопрочную сталь. Микроструктура поверхностного
слоя стали 35ГС представляла собой ферритно-цементитную смесь с твердостью ~ 20 НЯС, а сердцевина ферритно-цементитную смесь с твердостью - 31. ..37 НЯС.
Стойкость стали к коррозионно-механическому разрушению оценивали временем до разрушения по результатам испытаний 4-6 образцов на каждую точку графика. Для создания условий эксперимента, максимально приближенных к эксплуатационным испытания проводили: 1) при испытании на ВР - в водном растворе серной кислоты с добавлением роданистого аммония (4,5% И2804 + 2,5% МНдСШ) при комнатной температуре с катодной поляризацией ОК = 60 А/м2; 2) при испытании на КРН - в кипящем растворе нитратов (60% Са^ОэЬ +5% N^N03 + 35% Н2О) при температуре 110 0С. Испытания на длительную прочность проводили на рычажных установках при постоянном нагружении в условиях одноосного растяжения (сталь 35ГС) и изгиба (сталь 18ГС и 20ГС) арматурного стержня.
2. Результаты и их обсуждение
2.1. Влияние повторного отпуска на чувствительность арматурных сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением
Для сталей 18ГС и 20ГС подвергнутых термической обработке по режимам, приведенным в табл. 2 значение времени до разрушения в условиях КРН при уровне напряжений оЭ = 0,75оВ, составило: 1) для стали 18ГС (012 мм) - 5 час; 2) для стали 18ГС (014 мм) - 4,5 час; 3) для стали 20ГС (014 мм) - 2,5 час, что на три порядка ниже, чем в естественных атмосферных условиях.
Далее на образцах этих же сталей исследовали влияние кратковременного электрического нагрева и величины приложенных растягивающих напряжений на их механические и коррозионные свойства. После проведения термической обработки арматура соответствовала классам прочности Ат600-Ат1000. Результаты исследований представлены на рис. 1-3.
Анализ результатов исследований (рис. 1) показал, что после закалки с самоотпуском при средних и высоких температурах исследуемая сталь при классе прочности Ат800-Ат1000 имеет высокую склонность к КРН.
В зависимости от условий ВТМО (от температуры самоотпуска) арматура из стали 18ГС и 20ГС либо сохраняет механические свойства, соответствующие ее классу прочности в состоянии поставки после повторного кратковременного электрического нагрева до температур 400.550 0 , либо по значению свойств она переходит в нижестоящий класс (на один класс).
Нагрев до температур, превышающих вышерассмотренную температуру самоотпуска, привел к резкому увеличению сопротивления стали КРН (рис. 3). Срок службы таких образцов арматуры при напряжениях на уровне расчетного сопротивления на два порядка больше, чем у стали в со-
стоянии поставки после ВТМО (рис. 1). Оптимальные условия повторного отпуска, предназначенные для значительного увеличения стойкости к КРН, в основном зависят от температуры предшествующего самоотпуска, оптимальная температура кратковременного электрического нагрева должна превышать температуру, о которой идет речь, по меньшей мере, на 50...100 0С.
аэ, МПа 1200
1050
900
750
600
450
300
- б 5 д
7-1 V -4 2
1 ^^ \ Л —-~~-
—
10 100 Образцы не разрушились
1000 Тр, час
Рис. 1. Длительная прочность арматурных в кипящем растворе нитратов после ВТМО и повторного отпуска: 1 - сталь 20ГС (014 мм) после ВТМО (класс прочности Ат1000); 2 - сталь 20ГС (014 мм) после ВТМО и повторного отпуска при 450 °С (класс прочности Ат1000); 3 - сталь 18ГС (014 мм) после ВТМО (класс прочности Ат1000); 4 - сталь 18ГС (014 мм) после ВТМО и повторного отпуска при 425 °С
(класс прочности Ат800); 5 - сталь 18ГС (014 мм) после ВТМО и повторного отпуска при 475 °С (класс прочности Ат800); 6 - сталь 18ГС (012 мм) после ВТМО (класс прочности Ат800); 7 - сталь 18ГС (012 мм) после ВТМО и повторного отпуска при 500 °С (класс прочности Ат600)
Кривые, представляющие сопротивление арматурной стали КРН (рис. 3), показывают минимальные значения стойкости для другой температуры нагрева 550.575 О; это, вероятно, связано с температурной хрупкость стали, которая возникает при этих температурах.
Исследования с использованием просвечивающей электронной микроскопии образцов стали 20ГС показывают, что в результате повторного отпуска при оптимальных температурах фрагменты субструктуры становятся больше, а границы фрагментов становятся прямыми и острыми, что указывает на стабилизацию структуры, возможно, за счет полигониза-ции [6].
а
/-2
/ ^3
1
300 350 400 450 500 550 600 650
Тотп,°С
в
Рис. 2. Влияние температуры отпуска на предел прочности (а); предел текучести (б); пластичность (в): 1 - сталь 18ГС (012 мм; класс прочности Ат800); 2 - сталь 18ГС (014 мм; класс прочности Ат1000); 3 - сталь 20ГС (014 мм; класс прочности Ат1000) после ВТМО
98
ip, час
400 350 300 250 200 150 100 50 0 *=
300 350 400 450 500 550 600 650
—►Образцы не разрушились после _ __
Тпттт Г'
400 часов испытаний '
Рис. 3. Влияние температуры отпуска на длительную прочность арматурных сталей в кипящем растворе нитратов: 1 - сталь 18ГС (012 мм; класс прочности Ат800); 2 - сталь 18ГС (014 мм; класс прочности Ат1000); 3 - сталь 20ГС (014 мм; класс прочности Ат1000) после ВТМО (все испытания проводились при уровне напряжений
оэ = 0, 75Ов)
2.2. Влияние поверхностного отпуска на сопротивляемость арматурной стали водородному растрескиванию
Далее исследовали влияние режимов термообработки на длительную прочность стали 35ГС в водородсодержащих средах. Режимы термообработки и механические свойства представлены в табл. 2. Результаты испытаний на чувствительность стали 35ГС к ВР и КРН после различных видов термообработок приведены на рис. 4 и 5.
оэ, МПа 800 750 700 650 600 550 500
0
Тр, час
Рис. 4. Длительная прочность арматурной стали 35ГС при испытаниях на ВР в водном растворе 4,5% H2SO4 + 2,5% NH4CNS (Dk = 60 А/м2): 1 - ВТМО + поверхностный отпуск; 2 - ЭТУ(закалка + отпуск с электронагрева); 3 - ЭТУ + повторный
электронагрев до 480 °С 99
аэ, МПа
800 750 700 650 600 550 500
-> 5
1
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Тр, час
Рис. 5. Длительная прочность арматурной стали 35ГС при испытаниях на КРН в кипящем растворе нитратов (60% Са(МОз)2 +5% МШМОз + 35% Н2О) при температуре 110 °С: 1, 2 - ВТМО + поверхностный отпуск; 3 - ЭТУ(закалка + отпуск с электронагрева); 4 - ЭТУ + повторный электронагрев до 480 °С.
Данные для построения графика № 2 взяты из работы [7]
Анализ результатов проведенных исследований (рис. 4 и 5) показывает, что сталь 35ГС после различных видов термообработки имеет различную чувствительность как к КРН, так и к ВР.
Наличие отпущенного поверхностного слоя заметно увеличивает стойкость арматурной стали против КРН и практически не влияет на стойкость в среде, вызывающей ВР, а если учесть влияние масштабного фактора [1, 8], то приводит даже к ее незначительному снижению. Исследования показали, что глубина отпущенного слоя неодинакова, а его макроструктура очень неравномерна (рис. 6). О структурной неоднородности можно судить по изменению микротвердости на поверхности и в сечении образца (рис. 6, а). Различие в проницаемости и окклюзионной способности структур отпущенного слоя и матрицы приводит к увеличению концентрации водорода в отпущенной зоне и к микронаклепу, который можно определить по возрастанию микротвердости (рис. 6, б). Матрица, подвергнутая закалке и не отпущенная, имеет меньшую диффузионную проницаемость, чем отпущенный слой, и в меньшей степени подвергается микронаклепу (кривая 2 на рис. 6, б).
Хрупкое разрушение при наличии водорода начинается с зарождения микротрещин - раскрытия имеющихся дефектов кристаллической решетки из-за давления молизующегося водорода и проявления эффекта Ре-биндера в поле действующих напряжений. В нашем случае этот процесс происходит, вероятнее всего, на границе отпущенного слоя и матрицы, поскольку здесь имеется градиент напряжений, обусловленный изменением
100
структуры и повышением концентрации водорода. Об этом свидетельствует и локализация микротрещин, образующихся преимущественно у дефектов кристаллической решетки (поры, включения, границы блоков). Увеличение микротвердости в указанной области наводороженного образца по сравнению с ее исходным значением, а также наличие различных зон, наблюдаемых на изломах разрушенных образцов, позволяют определить стадийность процесса хрупкого разрушения. Вероятно, что образование магистральных трещин происходит за счет слияния большого количества микротрещин, зародившихся в этой зоне. В дальнейшем они распространяются как к центру образца, так и к его поверхности, причем развитие по направлению к поверхности облегчается окклюдированным водородом, концентрация которого при электролитическом наводороживании максимальна на поверхности образца. Одновременное развитие нескольких микротрещин, ориентированных нормально к действию растягивающих напряжений, и наличие дефектного слоя, где образуется кольцевая трещина, может привести к выкрашиванию целых поверхностных объемов металла, что также свидетельствует о зарождении микротрещин преимущественно в приповерхностной зоне вследствие появления больших давлений молекулярного водорода. Хрупкое разрушение происходит в результате уменьшения живого сечения образца при развитии магистральных трещин.
5
1, мм
Рис. 6. Измерение микротвердости по сечению исходного образца (а) и после электролитического наводороживания в течение 1,5 час под напряжением аэ = 640 МПа (б); сечение образца (в): цифры 1, 2, 3 на графиках соответствуют направлению измерений микротвердостив сечении образца; l - расстояние от поверхности при измерении микротвердости, мм 101
При испытании образцов в кипящем растворе нитратов также наблюдали хрупкое разрушение. Трещины зарождаются с поверхности образца и развиваются внутрь. Следовательно, главным фактором, влияющим на стойкость против КРН в кипящем растворе нитратов, является состояние поверхностного слоя. Создание на поверхности арматуры отпущенного слоя, хотя и неоднородного, но с более равновесной, чем у матрицы, структурой, намного увеличивает продолжительность инкубационного периода, что приводит к значительному повышению стойкости в средах, вызывающих КРН [9].
Выводы
1. Повторный кратковременный электрический нагрев низколегированных сталей (после ВТМО) до температур, превышающих температуру предыдущего самоотпуска на 50-200 0С, приводит к стабилизации структуры, релаксации остаточных напряжений, повышению пластичности стали и ее релаксационной устойчивости, коалесценции карбидов и изменению концентрации и плотности дефектов кристаллического строения исследуемых сплавов железа, что в свою очередь приводит к уменьшению разности электрохимических потенциалов между отдельными точками в стали и повышает ее устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением.
2. Показано, что в условиях интенсивного наводороживания для снижения чувствительности стали к водородному растрескиванию более предпочтительным является не поверхностный, а объемный отпуск.
3. При оценке эффективности различных способов термической обработки арматурных сталей с целью повышения их сопротивляемости кор-розионно-механическому разрушению необходимо учитывать возможные разновидности этого явления, связанные с механизмом разрушения, особенностями агрессивной среды и наличием неоднородной гетерофазной структуры исследуемых металлических систем.
Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки различных материалов [10-40].
Работа выполнена по проекту №11.6682.2017/8.9.
Список литературы
1. Водородное охрупчивание и растрескивание высокопрочной арматурной стали: монография / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 180 с.
2. Водородное охрупчивание высокопрочной низкоуглеродистой кремнемарганцовистой арматурной стали / В.Т. Черненко, О.Г. Сидоренко, И.П. Федорова, В. А. Миронов, Е.М. Демченко // Сталь. 1988. № 6. С. 8589.
3. О природе разрушений высокопрочной термически упрочненной арматурной стали / Б. А. Кустов, Н.В. Пушница, Е.Д. Демченко, А.Г. Клепиков, И.Л. Федорова // Сталь. 1994. № 6. С. 69-74.
4. Влияние водорода на пластические свойства арматурного проката / Е.П. Барадынцева, Н.А. Глазунова, С.В. Стефанович, О.В. Роговцова // Литье и металлургия. 2013. № 3S (72). С. 179-183.
5. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974. 256 с.
6. Криштал М.А. Эпштейн Л.Е., Гусев Б. А. Влияние повторного отпуска на коррозионное растрескивание арматурной стали после ВТМО // Физико-химическая механика материалов. 1972. № 4. С. 47-50.
7. Thermally strengthening reinforcing of increased reliability / I.G. Khait, N.M. Mulin, E.A. Guzeev, L.P. Styginskii, M.G. Erlikh //Beton i Zhelezobeton. 1972. № 11. P. 8-11.
8. Сергеев Н.Н. Влияние масштабного эффекта и состояния поверхности на длительную прочность в среде, вызывающей наводороживание // Вопросы металловедения и физики металлов. 1975. Вып.4. С. 29-33.
9. Криштал М.А. Сергеев Н.Н. Влияние состояния поверхностного слоя высокопрочной стальной арматуры на ее стойкость против водородного охрупчивания // Физико-химическая механика материалов. 1980. № 5. С. 82-85.
10. Формирование механических свойств углеродистых сталей в процессах вытяжки с утонением / А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлев, А.Г. Кол-маков // Технология металлов. 2015. № 11. С. 17-29.
11. Теория пластичности дилатирующих сред: монография / Э.С. Макаров, А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлев; под. ред. проф. А.Е. Гвоздева. 2-е изд. перераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. 337 с.
12. Распределение температур и структура в зоне термического влияния для стальных листов после лазерной резки / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, А.Г. Колмаков, И.В. Тихонова, А.Н. Сергеев, Д. А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, Д.В. Малий, И.В. Голышев // Материаловедение. 2016. № 9. С. 3-7.
13. Сопряженные поля в упругих, пластических, сыпучих средах и металлических труднодеформируемых системах: монография / Э. С. Макаров, В.Э. Ульченкова, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 526 с.
14. Влияние разнозернистости аустенита на кинетику перлитного превращения в мало- и среднеуглеродистых низколегированных сталях / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д. А. Провоторов, И.В. Минаев, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. 2014. № 7. С. 23-26.
15. Особенности протекания процессов разупрочнения при горячей деформации алюминия, меди и их сплавов / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д.Н. Боголюбова, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, Д.А. Провоторов // Материаловедение. 2014. № 6. С. 48-55.
103
16. Роль процесса зародышеобразования в развитии некоторых фазовых переходов второго рода / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, И.В. Тихонова, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2015. № 1. С. 15-21.
17. Влияние деформационной повреждаемости на формирование механических свойств малоуглеродистых сталей / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2015. № 12. С. 9-13.
18. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов, связанные с усилением дислокационной активности / Н.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 2(71). С. 32-47.
19. Анализ теоретических представлений о механизмах водородного растрескивания металлов и сплавов / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 3(72). С. 6-33.
20. Перспективные стали для кожухов доменных агрегатов / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, С.Н. Кутепов,
0.В. Кузовлева, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 2(23).
C. 6-15.
21. Влияние режимов термической обработки на стойкость высокопрочной арматурной стали к водородному растрескиванию / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 4 (25). С. 6-20.
22. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev,
1.V. Tikhonova, A.N., Khonelidze D.M. Sergeyev, D.V. Maliy, I.V. Golyshev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017 T. 8. № 1. С. 148-152.
23. Вариант определения максимального пластического упрочнения в инструментальных сталях / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, А.Е. Чеглов, Н.Н. Сергеев, О.М. Губанов // Сталь. 2017. № 6. С. 26-39.
24. On friction of metallic materials with consideration for superplastici-ty phenomenon / A.D. Breki, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov, N.E. Starikov,
D.A. Provotorov, N.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 126-129.
25. Synthesis and dry sliding behavior of composite coating with (R-OOO)FT polyimide matrix and tungsten disulfide nanoparticle filler / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 32-36.
26. Бреки А.Д., Гвоздев А.Е. О влиянии масел с наночастицами твёрдых смазочных материалов на потери мощности в зубчатых передачах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 4. С. 171-180.
27. Бреки А.Д., Гвоздев А.Е. О зависимости вязкости масел от наличия в них наночастиц твердых смазочных материалов и взвешенных частиц износа при использовании эмпирического уравнения Вальтера // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 3. С. 90-98.
28. Исследование и расчет температурного поля в баллонах шинно-пневматических муфт нефтебуровых и газобуровых установок / Б. Д. Кука-ленко, Е.В. Заборский, А. Д. Бреки, А.Е. Гвоздев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 1. С. 207217.
29. Composite coatings based on A-OOO polyimide and WS2 nanoparti-cles with enhanced dry sliding characteristics / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.E. Gvozdev, N.N. Ser-geyev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 56-59.
30. Противоизносные свойства пластичных смазочных композиционных материалов «ЛИТОЛ 24 - частицы гидросиликатов магния» / А. Д. Бреки, В.В. Медведева, Н.А. Крылов, А.Г. Колмаков, Ю.А. Фадин, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, С.Е. Александров, Д.А. Провоторов // Материаловедение. 2017. № 3. С. 38-42.
31. Maximum plastic strengthening in tool steels / G.M. Zhuravlev, A.E. Gvozdev, A.E. Cheglov, N.N. Sergeev, O.M. Gubanov // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. № 6. P 399-411.
32. Атлас микроструктур неметаллических и металлических материалов: учебное пособие / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, О.В. Кузовлева, А.Н. Сергеев, Н.Е. Стариков, В.Ю. Кузовлев, А. Д. Бреки, А. А. Калинин, П.Н. Медведев, Ю.С. Дорохин, Д.В. Малий, В.И. Абрамова, К.Н. Старикова, И.Д. Зайцев, С.Н. Кутепов Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 96 с.
33. Новые конструкционные материалы: учебное пособие / Н.Е. Стариков, В.К. Зеленко, О.В. Кузовлева, А.Н. Сергеев, В.Ю. Кузовлев, А. А. Калинин, А.В. Маляров; под. общ. ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 296 с.
34. Материаловедение: учебник для вузов / Н.Н. Сергеев, А.Е Гвоздев., В.К. Зеленко, А.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, В.И. Золотухин, А.Д. Бреки; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Изд. 2-е доп. и испр. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 469 с.
35. Технология металлов и сплавов: учебник / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, О.В. Кузовлева, Г.М. Журавлёв, Д.А. Провоторов.; Под ред. проф. Н.Н. Сергеева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 490 с.
105
36. Спецглавы математики и их применение в технике: учебник / А.С. Пустовгар, Г.М. Журавлёв, А.Е. Гвоздев. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 112 с.
37. Патент на полезную модель 2016142134 (170385) Образец для определения адгезионной прочности покрытий / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, Д. А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, И.В. Тихонова, А. Д. Бреки, И.В. Минаев, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, А.А. Калинин, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, А.И. Кузнецова, А.В. Казакова, Д.Н. Романенко, Е.Ф. Рома-ненко, В.Э. Лисицина; заявитель и патентообладатель Гвоздев Александр Евгеньевич. № 2016142134 (17385) заявл. 26.10.16; опубл. 24.04.17, Бюл. № 12. 6 с.
38. Свидетельство РФ №2017616180 о государственной регистрации программы на ЭВМ «Программный комплекс для моделирования ресурсосберегающих производств обработки и фрикционного взаимодействия металлических систем» / А.Д. Бреки, А.Е. Гвоздев, Ю.С. Дорохин, Д.С. Клементьев, С.Н. Кутепов, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, П.Н. Медведев, И.В. Минаев, Д.В. Провоторов, Н.Е. Проскуряков, А.Н. Сергеев, Д.М. Хонелидзе. Заявка № 2017613672. Дата государственной регистрации в реестре программ для ЭВМ в Роспатенте 02.06.2017.
39. Комплексный подход к моделированию ресурсосберегающих процессов обработки и фрикционного взаимодействия металлических систем: монография / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, Д.В. Малий, А. А. Калинин, С.В. Сапожников, С.Н. Кутепов, Д.А. Провоторов.; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 232 с.
40. Многоуровневый подход к проблеме замедленного разрушения высокопрочных конструкционных сталей под действием водорода / В.П. Баранов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов // Материаловедение. 2017. № 7. С. 11-22.
Сергеев Николай Николаевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия Тула , Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Сергеев Александр Николаевич, д-р пед. наук, профессор, [email protected], Россия Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,
Пантюхин Олег Викторович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
106
INFLUENCE OF MODES OF THE TEMPERING FOR LONG-TERM STRENGTH REINFORCING STEELS IN HYDROGEN ENVIRONMENTS
N.N. Sergeev, A.N. Sergeev, S.N. Kutepov, A.E. Gvozdev, O.V. Pantjuhin
The article considers the effect of holidays on long-term strength of low carbon Si-Mn reinforcing steels grades 18 GS, 20 GS and 35GS when operating in aggressive hydrogen environments. It was found that the second short-term electric heating of low-alloy steels (after HTTT) to temperatures exceeding the temperature of the previous self-start at 50-200°C, leads to the stabilization of the structure, relaxation of residual stresses, increasing the ductility of steel, which increases its resistance to stress corrosion cracking. It has been shown that under conditions of intense hydrogenation, to reduce the sensitivity of the steel to hydrogen cracking, it is more preferable that it is not a superficial but a volume release.
Key words: hydrogen cracking, stress-corrosion cracking, long-term strength, reinforcing steel, tempering.
Sergeev Nikolay Nikolaevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Sergeev Aleksandr Nikolaevich, doctor of pedagogical science, professor [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University
Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Pantjuhin Oleg Viktorovich, candidate of technical science, docent, olegpantyu-khin@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
