Описание дефекта.
Причины возникновения дефекта.
Методы предотвращения возникновения трещин.
Закалочные трещины представляют собой узкие извилистые (зигзагообразные) разрывы металла разной протяженности и глубины (до сквозных) произвольного направления и расположения. Трещины могут быть единичными или групповыми, расположенными вдоль и поперек бесшовной трубы или в виде сетки.
Излом по трещинам резко отличается от излома зоны их развития и долома, имеет вид, характерный только для трещин этого вида: резко очерченный, хрупкий, весьма мелкозернистый (фарфоровидный), темно-серый или черный (при закалке в масло), так как покрыт пленкой высокотемпературных окислов, образующихся в процессе закалки. Зона усталостного развития трещин (если это имело место) более зернистая, светлая, имеет характерные бороздки (складки). Зона долома обычно имеет зернистый светло-серый вязкий излом. В случае сквозных трещин излом по всей толщине стенки характерный и резко отличается от зоны долома, как это описано выше.
В поперечном сечении трещины расположены перпендикулярно к поверхности, извилистые, проходят по границам бывших аустенитных зерен, концы тонкие, могут быть разветвлены. Рядом с магистральной трещиной во внутренних слоях металла могут быть трещины более мелкие, но такие же по характеру. Изменений структуры по закалочным трещинам нет. Это также характерно для этого вида дефектов.
Причиной образования трещин напряжения донного вида является возникновение в металле в процессе закалки структурных напряжений первого и второго рода. Напряжения возникают из-за разности объемов, образующейся в охлаждаемых слоях, и вызванной тем, что мартенситное превращение проходит с увеличением объема металла – не одновременно во всех слоях изделия.
При повышенных скоростях охлаждения возникает резкий перепад температур между поверхностными и внутренними слоями металла, вызывающий в них неравномерность (неодновременность) превращения в мартенсит, чем и обусловлено возникновение разности напряжений, разрывающих металл.
На возникновение закалочных трещин влияют:
— химсостав металла (повышение содержания углерода, марганца, серы, фосфора, хрома);
— форма изделия (перепады по толщине стенки, концентраторы напряжения типа непологих переходов от высаженной части к нормальной стенке у бурильных труб с высаженными концами);
— повышенная скорость охлаждения для данной марки стали и определенного химсостава в пределах марочного;
— неудачный выбор охлаждающей среды;
— перегрев при нагреве под закалку (нагрев при более высоких температурах), из-за чего увеличивается скорость охлаждения поверхностных слоев металла.
При термообработке бесшовных труб, прокатанных из сталей, легированных марганцем и склонных к трещинообразованию при скоростном охлаждении, температуру нагрева под закалку назначают в зависимости от «углеродного эквивалента» (C%+1/4Mn%).
Это дает возможность предотвратить перегрев и трещинообразование для бесшовных труб из металла с разным химсоставом в пределах марочного.
Бесшовные трубы с закалочными трещинами являются окончательным браком.
