Пермские ученые улучшили технологию закалки стали для бурильных труб

Ученые Пермского политеха придумали, как изготовить из недорогой стали с повышенным содержанием примесей бурильные трубы, по прочности превосходящие трубы из высококачественных марок металла. Политехники подобрали лучшие температуры для закалки материала.

Специалисты взяли сталь с повышенным содержанием примесей (кремния, марганца, хрома, никеля, ванадия, ниобия) и низким содержанием углерода. Обычно ее не используют для производства бурильных труб из-за ее низкой конструкционной прочности. Из металла изготовили образцы-слитки. Их закалили: дважды нагрели до высоких температур, после каждого раза выдерживая на воздухе и в охлаждающей жидкости. Затем образцы направили на испытания.

Идеальная сталь для бурильной трубы должна обладать высокими прочностью, пластичностью, устойчивостью к коррозии, ударной вязкостью (способностью поглощать энергию при деформации под действием удара). Вместе эти характеристики называют конструкционной прочностью. Существующие марки стали не сочетают в себе высокие показатели по всем этим свойствам либо являются экономически невыгодными для производства труб.

Выяснилось, что при температуре второй закалки из межкритического интервала (720–860 градусов) одновременно улучшаются все характеристики конструкционной прочности стали. Так, ударная вязкость увеличивается до 250%, прочность — до 30%. В результате из экономичного металла можно получить сталь, которая по свойствам превосходит классические марки для бурильных труб.

Ранее специалисты закаляли при подобных температурах другие марки металла, но их характеристики становились только хуже. Политехники связывают это с разным составом примесей. По словам ученых, по их методике можно будет разработать технологию закалки для разных марок стали.