blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-11-826-832blackmet-969Research ArticleСТАЛИ ОСОБОГО НАЗНАЧЕНИЯSUPERDUTY STEELВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЙ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОНСТРУКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ, ЛЕГИРОВАННЫЙ АЗОТОМHIGH-TECHNOLOGY NITROGEN-ALLOYED CONSTRUCTIONAL BIMETAL MATERIAL WITH INCREASED STRENGTHАвдеенкоА. М.AvdeenkoA. M.

д.ф.-м.н., профессор кафедры информационных технологий,

129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

Dr. Sci. (Phys.–Math.), Professor of the Chair “Information Technologies”,

Moscow

desperados67@inbox.ruМоляровВ. Г.MolyarovV. G.

к.т.н., с.н.с., зам. зав. отделом материаловедения и сварки нефтяного оборудования,

115191, Москва, 4-й Рощинский проезд, 19

Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Deputy Head of Department of Materials Science and Welding of Oil Equipment,

Moscow

molyaron@mail.ruКалашниковаА. В.KalashnikovaA. V.

инженер отдела материаловедения и сварки нефтяного оборудования,

115191, Москва, 4-й Рощинский проезд, 19

Engineer of the Department of Materials Science and Welding of Oil Equipment,

Moscow

4657952@mail.ruБочаровА. Н.BocharovA. N.

к.т.н., зав. отделом материаловедения и сварки нефтяного оборудования,

115191, Москва, 4-й Рощинский проезд, 19

Cand. Sci. (Eng.), Head of Department of Materials Science and Welding of Oil Equipment,

Moscow

bocharov.albert@yandex.ruМоляровА. В.MolyarovA. V.

аспирант кафедры металловедения и физики прочности,

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Postgraduate of the Chair “Metallography and Physics of Strength”,

Moscow

anwil_875@mail.ruАкадемия Государственной противопожарной службы МЧС РоссииРоссияState Fire Academy of Emercom of RussiaRussian FederationАО «ВНИИНЕФТЕМАШ»РоссияJSC “VNIINEFTEMASH”Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS)Russian Federation2016011220165911826832Copyright © Авдеенко А.М., Моляров В.Г., Калашникова А.В., Бочаров А.Н., Моляров А.В., 20162016Авдеенко А.М., Моляров В.Г., Калашникова А.В., Бочаров А.Н., Моляров А.В.Avdeenko A.M., Molyarov V.G., Kalashnikova A.V., Bocharov A.N., Molyarov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/969

Рассмотрена возможность получения листовой двухслойной стали повышенной прочности – биметаллического конструкционного материала с основным слоем из малоуглеродистой марганцовистой микролегированной стали бейнитного класса и плакирующим слоем из легированной азотом коррозионностойкой двухфазной аустенитно-ферритной стали. Опробована технология получения биметаллического материала путем электродуговой наплавки высоколегированной стали сварочной проволокой под слоем флюса на плоскую заготовку из микролегированной стали и последующей горячей деформации с имитацией форсированного подстуживания проката на отводящем рольганге широкополосного стана и медленного охлаждения рулона после смотки полосы. Исследованы микроструктура, механические и коррозионные свойства биметаллического конструкционного материала. Показано, что предложенный материал не уступает в коррозионной стойкости существующим биметаллическим материалам, а по прочностным свойствам – пределу текучести и прочности сцепления разнородных слоев композит превосходит традиционные двухслойные стали и нормативные ограничения не менее, чем на 30 – 50 % и в 3 раза соответственно.

The work considers the possibility of production of bimetallic composite material (BCM) with a base of low carbon micro-alloyed steel and cladding layer of alloy nitrogen corrosion-resistant two-phase austenitic-ferritic steel. The authors have tested the technology for producing bimetallic material by deposition under a layer of flux and subsequent hot rolling. The microstructure, mechanical and corrosion properties of the bimetallic composite material were investigated. It is shown that the proposed material is inferior in corrosion resistance to existing bimetallic materials, and its superior on the strength properties to conventional composite materials is 20–30 %.

биметаллический композиционный материалдвухфазная аустенитно-ферритная стальвысокопрочная микролегированная стальнаплавка под слоем флюсагорячая прокаткамикроструктурамеханические свойствапиттингкоррозионная стойкостьbimetallic composite material (BCM)two-phase austenitic-ferritic steel (duplex steel)high-strength micro-alloyed steelwelding under a layer of fl uxhot rollingmicrostructuremechanical propertiespittingcorrosion resistanceМинобрнауки РоссииReferencesHan Dong, Jie Su, V.O. Speidel (eds). Proceedings of 9-th Inter national Conference on High Nitrogen Steels // HNS 2006. Beijing, China. Metallurgical Industry Press. 2006. – 486 р.Han Dong, Jie Su, V.O. Speidel (eds). Proceedings of 9-th International Conference on High Nitrogen Steels. HNS 2006. Beijing, China. Metallurgical Industry Press. 2006, 486 p.Speidel H.J.C., Speidel M.O. Nickel and Chromium based High Nitrogen Alloys // HNS 2003. Zurich, Swiss Federal Institute of Technology. 2003. P. 101 – 112.Speidel H.J.C., Speidel M.O. Nickel and Chromium based High Nitrogen Alloys. HNS 2003. Zurich, Swiss Federal Institute of Technology. 2003, pp. 101–112.Kamachi Mudali U., Ningshen S., Tyagi A.K., Dayal R.K. Influence of metallurgical and chemical variables on the pitting corrosion beha viour of nitrogen-bearing austenitic stainless steels // High Nitrogen Steels. Abstr. 5th Intern. Conf. Espoo-Stockholm. 1998. P. 44.Kamachi Mudali U., Ningshen S., Tyagi A.K., Dayal R.K. Influence of metallurgical and chemical variables on the pitting corrosion behaviour of nitrogen-bearing austenitic stainless steels. High Nitrogen Steels. Abstr. 5th Intern. Conf. Espoo-Stockholm. 1998, pp. 44.Kimura Mituo. Eff ect of chrome on resistance of steel pipelines to corrosion under the action of gaseous СО2 // Curr. Adv. Mater. and Proc. 1991. Vol. 4. P. 1984.Kimura Mituo. Eff ect of chrome on resistance of steel pipelines to corrosion under the action of gaseous CO2 . Curr. Adv. Mater. and Proc. 1991, vol. 4, p. 1984.Fierro G., Ingo G.M., Mancia F. XPS investigation on AISI 420 stainless steel corrosion in oil and gas well environments // Journal of Materials Science. 1990. Vol. 25. No. 2. P. 1407–1415.Fierro G., Ingo G.M., Mancia F. XPS investigation on AISI 420 stainless steel corrosion in oil and gas well environments. Journal of Materials Science, 1990, vol. 25, no. 2, pp. 1407–1415.Зайцев А.И., Родионова И.Г., Павлов А.А. и др. Разработка эффективных видов коррозионностойкого плакированного проката на основе нового поколения высокопрочных низкоуглеродистых микролегированных сталей // Металлург. 2014. № 10. С. 71 – 76.Zaitsev A.I., Rodionova I.G., Pavlov A.A., Baklanova O.N., Lyasotskii I.V. Development of a new generation of high-strength lowcarbon microalloyed steels for the main layer of clad rolled product. Metallurgist. 2015, vol. 58, no. 9–10, pp. 909–915.Harrison J.D. etc. Work of materials in acidic environments of oil wells-problems and solutions. Conference report // BritishCorrosion Journal. 1992. Vol. 27. P. 95.Harrison J.D., etc. Work of materials in acidic environments of oil wells-problems and solutions. Conference report. British Corrosion Journal. 1992, vol. 27, p. 95.Avdeenko A., Molyarov V., Kalashnikova A. Technology for preparing increased strength bimetal with a nitrogen two-phase steel cladding layer // Metallurgist. 2016. Vol. 59. P. 1201– 1203.Avdeenko A., Molyarov V., Kalashnikova A. Technology for preparing increased strength bimetal with a nitrogen two-phase steel cladding layer. Metallurgist. 2016, vol. 59, pp. 1201–1203.Craig Bruce D. Field experience with alloy-clad API grade L-80 tubing // Material Performance. 1986. Vol. 25. No. 6. Р. 48 – 50.Craig Bruce D. Field experience with alloy-clad API grade L-80 tubing. Material Performance. 1986, vol. 25, no. 6, pp. 48–50.Fukuda Takashi. Alloyed steel pipes for sour gas fi elds // Int. Conf. Pipeline Reliab., Calgary, June 2 – 5. 1992, Vol. 1. Р. 1 – 11.Fukuda Takashi. Alloyed steel pipes for sour gas fi elds. Int. Conf. Pipeline Reliab., Calgary, June 2–5, 1992, vol. 1, pp. 1–11.Белоев М., Хартунг Ф., Лолов Н. и др. Влияние структуры и фазового состава на коррозионную стойкость сварных соединений дуплексных нержавеющих сталей // Автоматическая сварка. 2003. № 10 – 11. С. 82 – 88.Beloev M., Khartung F., Lolov N. etc. Influence of structure and phase composition on the corrosion resistance of welded joints of duplex stainless steels. Avtomaticheskaya svarka. 2003, no. 10–11, pp. 82–88. (In Russ.).Смирнов М.А., Пышминцев И.Ю., Борякова А.Н. К вопросу о классификации микроструктур низкоуглеродистых трубных сталей // Металлург. 2010. № 7. С. 45 – 51.Smirnov M.A., Pyshmintsev I.Yu., Boryakova A.N. Classifi cation of low-carbon pipe steel microstructures. Metallurgist. 2010, vol. 54, no. 7–8, pp. 444–454.Metals Handbook Desk Edition. 2nd. Edition. Joseph R. Davis ed. ASM International. The materials. International Society. 2006. P. 375.Metals Handbook Desk Edition. 2nd. Edition. Joseph R. Davis ed. ASM International. The materials. International Society. 2006, p. 375.Чамов С.В. Применение высоколегированных дуплексных сталей в нефтехимической промышленности // Химическая техника. 2016. № 2. С. 37 – 39.Chamov S.V. Use of high-alloyed duplex steels in the petrochemical industry. Khimicheskaya tekhnika. 2016, no. 2, pp. 37–39. (In Russ.).Разрушение. В 2-х кн. Кн. 2. Разрушение структур: монография / М.А. Штремель. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2015. – 976 с.Shtremel’ M.A. Razrushenie. V 2 kn. Kn. 2. Razrushenie struktur: monogr. [Destruction. In two books. Bk. 2. Destruction of structures: monograph.]. Moscow: Izd. Dom MISiS, 2015, 976 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.