ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО И ПЕРЕХОДНОГО КЛАССОВ ДЛЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ

Добыча в условиях, осложненных углекислотной коррозией и сложными горно-геологическими условиями (высокая температура на забое по разрезу скважины), а также операции транспортировки и хранения нефти и газа требуют применения высокопрочных коррозионно-стойких материалов. Решением данной задачи может быть увеличение содержания легирующих элементов, преимущественно хрома до 15-17 %, а также никеля и молибдена. По результатам работы показано, что повышение содержания хрома до 15-17 %, а также введение прочих легирующих элементов суммарным количеством более 9% приводит к образованию двухфазной микроструктуры, что препятствует достижению требуемого комплекса свойств после термической обработки по режиму закалки с последующим высоким отпуском. Показано, что достижение оптимальных механических свойств для аустенито-мартенситной стали требует проведения многоступенчатой термической обработки, включающей закалку, промежуточный отжиг и заключительный отпуск. Показано, что уменьшение количества никеля до 5,5 % и общего количества легирующих элементов до 8 % может обеспечить преимущественно мартенситную микроструктуру сталей с 15-17 % хрома. Легирование высокохромистых сталей мартенситного класса молибденом и ниобием способствует увеличению ударной вязкости (KCV при минус 40 ℃ не менее 145 Дж/см2) и предела текучести (не менее 820 МПа) при сохранении удовлетворительной пластичности (δ не менее 16 %) после высокого (более 620 ℃) отпуска. Показано, что увеличение содержания хрома до 15-17 % в стали с мартенситной микроструктурой обеспечивает высокое сопротивление равномерной (потеря массы на единицу площади поверхности до 0,016 мм/г) и питтинговой коррозии в условиях воздействия общего давления и парциального давления СО2 до 17,5 МПа, температуры до 150℃ и 9% NaCl. По результатам работы разработаны рекомендации по выбору оптимального химического состава и режимов термической обработки коррозионно-стойкой стали мартенситного класса с содержанием хрома до 17 % и пределом текучести не менее 758 МПа для освоения промышленного производства и последующего применения при реализации новых технологий добычи углеводородов в условиях воздействия углекислого газа и высокой концентрации ионов хлора.