Разработка способов повышения прочности и коррозионной стойкости дисперсионно-твердеющего никелевого сплава ЭП718 (ХН45МВТЮБР) для применения в нефтегазовой промышленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Алексеева Екатерина Леонидовна

• Алексеева Екатерина Леонидовна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Алексеева Екатерина Леонидовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 Особенности фазового и химического состава сплавов на никелевой основе

1.1.1 Отечественные и зарубежные сплавы на никелевой основе, применяющиеся в нефтегазовой отрасли

1.1.2 Технология производства и термическая обработка

1.1.3 Коррозионная стойкость никелевых сплавов

1.2 Условия работы оборудования из никелевых сплавов нефтегазовой промышленности

1.2.1 Нефтегазодобывающее оборудование

1.2.1 Условия эксплуатации и виды повреждений

1.2.3 Основные требования к материалу

1.3 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материал исследования

2.2 Термическая обработка

2.3 Методы исследований

2.3.1 Исследование коррозионных свойств

2.3.2 Исследование микроструктуры и фазового состава

2.3.3 Исследование фазового состава

2.3.4 Электролитическая экстракция

2.3.5 Определение химического состава и оценка механических свойств

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА НА КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗО-НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

3. 1 Сравнительный анализ коррозионной стойкости сплавов ЭП718 и Инконель

3.2 Изучение размера, морфологии и состава неметаллических включений

3.3 Анализ влияния включений на стойкость к локальным видам коррозии

3.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА ЭП718

4.1 Исследование структуры и свойств сплава ЭП718 в процессе рекомендованной термической обработки

4.1.1 Изучение микроструктуры и фазового состава сплава ЭП718

4.1.2 Исследование влияния рекомендованной термической обработки на коррозионную стойкость сплава ЭП718

4.1.3 Изучение механических свойств сплава ЭП718 при рекомендованном режиме термообработки

4.2 Разработка режимов термической обработки для повышения прочностных и коррозионных свойств

4.2.1 Влияние температуры и времени выдержки закалки на коррозионные и механические свойства ЭП718

4.2.2 Влияние времени выдержки старения на прочностные свойства сплава ЭП718

4.2.3 Сравнение механических и коррозионных свойств сплава ЭП718 и Инконель 718 после различных видов термической обработки

4.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СРЕД НА СВОЙСТВА СПЛАВА ЭП718

5.1 Моделирование условий нефтегазовых месторождений

5.2 Схема развития коррозионных повреждений в условиях нефтегазовых месторождений в сплаве ЭП718

5.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ СПЛАВА ЭП718

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ БУДУЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт внедрения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Сертификаты качества

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способов повышения прочности и коррозионной стойкости дисперсионно-твердеющего никелевого сплава ЭП718 (ХН45МВТЮБР) для применения в нефтегазовой промышленности»

ВВЕДЕНИЕ

Освоение нефтегазовых месторождений со сложно извлекаемыми запасами, в том числе шельфовых, сопровождается повышением требований к надежности оборудования и экологической безопасности. При такой добыче оборудование эксплуатируется в экстремальных климатических и природно-геологических условиях, где материал контактирует с коррози-онно-агрессивными веществами, испытывает одновременно растягивающие, изгибающие, статические и циклические воздействия, подвержен абразивному износу частицами, содержащихся во флюиде и т.д. Последствия в случае отказа оборудования могут носить катастрофический характер как для экологии, так и экономический ущерб от потери дорогостоящего оборудования, поэтому долговечность оборудования в таких условиях эксплуатации особо актуальна.

Согласно плану мероприятий Минпромторга РФ по импортозамеще-нию в нефтегазовой отрасли, рассчитанному до 2024 года, требуется разработка новых отечественных материалов и технологий для скважинного оборудования и фонтанной арматуры, оборудования для геологоразведки, для бурения (роторного-управляемого бурения), устьевого подводного оборудования для шельфовой добычи, запорной арматуры, арматуры для особо агрессивных сред. Для указанного оборудования широко применяются дисперсионно-твердеющие сплавы на основе никеля, получившие широкое распространение в производстве сложного и дорогостоящего оборудования благодаря сочетанию прочностных и коррозионных характеристик, своей немагнитности, способности к равномерному по сечению заготовки упрочнению при проведении специальной термической обработки.

Одним из самых известных и распространенных никелевых диспер-сионно-твердеющих сплавов является сплав Инконель 718, разработанный в 1950-х гг. для использования в авиапромышленности, позднее модифицированный для применения в нефтегазовой промышленности, также

известны и другие сплавы на никелевой основе 725, 925, 945, 955 и др. Свойства этих сплавов хорошо изучены, а обширная база научных работ по изучению этих сплавов позволяет эффективно выбирать для них технологию производства, обеспечивающую требуемую надежность. Кроме того, существует стандарты API (American Petroleum Institute), описывающие требования к технологии получения, свойствам и структуре дисперси-онно-твердеющих никелевых сплавов для изготовления оборудования нефтегазовой промышленности.

В РФ применение дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов в нефтегазовой промышленности недостаточно распространено. Известны сплавы, разработанные для авиапромышленности, близкие по составу и свойствам к сплаву Инконель 718, такие, например, как ЭП718 (ХН45МВТЮБР), ЭП915 (ХН43БМТЮ), ЭП666 (ХН55МБЮ). Однако отсутствует информация об их поведении при эксплуатации в специфических условиях нефте- и газодобычи; отсутствуют достаточные сведения об оптимальных технологических режимах, составах и структуре для получения этих сплавов, обеспечивающих требуемые коррозионные и прочностные характеристики, что и определило цель и задачи данного диссертационного исследования.

Цель работы - установить факторы, влияющие на прочностные и коррозионные характеристики, и разработать способы повышения прочности и коррозионной стойкости дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе ЭП718 (ХН45МВТЮБР) для повышения надежности оборудования нефтегазовой промышленности.

Для достижения обозначенной выше цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) Выявить закономерности влияния металлургического качества сплава ЭП718 на его структуру, прочностные и коррозионные свойства. Провести сравнительный анализ структуры и свойств дисперсионно-

твердеющих сплавов на никелевой основе Инконель 718 зарубежного производства и ЭП718, произведенного в РФ. Определить влияние химического состава, расположения, образующихся в процессе производства включений, на коррозионные свойства сплавов ЭП718 и Инконель 718.

2) Установить закономерности влияния термический обработки на структуру, прочностные и коррозионные свойства сплава ЭП718. Разработать режим термической обработки для эксплуатации сплава ЭП718 в нефтегазовой промышленности.

3) Физически смоделировать коррозионное воздействие агрессивных сред нефтяных месторождений (температура, давление, газонасыщение сероводородом и углекислым газом, наличие хлоридов, низкий рН) на коррозионную стойкость сплава ЭП718

4) Разработать и обосновать практические рекомендации к составу и технологии производства сплава ЭП718 с целью повышения его прочностных и коррозионных характеристик применительно к нефтегазовой промышленности.

Научная новизна:

1) Выявлены закономерности влияния неметаллических включений и термической обработки на механические и коррозионные свойства сплавов ЭП718 и Инконель 718. Выявлено, что в процессе выдержки при 1080°С происходит коалесценция карбидов типа М6С. Это приводит к ухудшению коррозионной стойкости сплава за счет обеднения твердого раствора легирующими элементами, обеспечивающими коррозионную стойкость.

2) Установлен комплексный механизм возникновения и развития коррозионных повреждений сплава ЭП718 в условиях, приближенных к эксплуатации, заключающийся в нарушении пассивного состояния и образовании локальных повреждений вблизи неметаллических включений. Определена роль различных неметаллических включений, являющихся

катодами (МС, МЫ, М6С) и анодами (TiS) по отношению к металлической матрице, в развитии коррозионных дефектов.

3) Установлено, что присутствие избыточных фаз в виде сульфидов титана и карбидов типа М5С значительно снижает коррозионную стойкость сплава ЭП718. Наличие карбидов (Л, ЫЪ) С и нитридов (П, ЫЬ) N размером более 10 мкм приводит к снижению стойкости сплава к питтин-гообразованию. Отрицательное влияние неметаллических включений, расположенных на границах зерен, при этом в 1,4 до 2,3 раза сильнее, чем включений, расположенных внутри зерен.

4) Экспериментально установлен характер влияния закалки и последующего старения на комплекс коррозионных и механических свойств сплава ЭП718. Увеличение температуры закалки с 980 до 1130°С приводит снижению прочностных и повышению пластических свойств. Коррозионная стойкость при этом изменяется экстремально с минимумом при температурах закалки 1030 - 1080°С из-за образования карбидов типа М6С. При меньших температурах коррозионная стойкость увеличивается, так как карбиды не образуются из-за пониженной диффузионной подвижности, и при температуре выше 1080°С происходит их растворение. Установлено, что последовательное упрочнение в процессе старения посредством коагуляции интерметаллидных фаз происходит преимущественно при температуре 780°С, при окончательной ступени, наступающей при температуре 650°С, происходит незначительное упрочнение.

5) Разработан не имеющий аналогов метод оценки влияния разных типов неметаллических включений на коррозионную стойкость с помощью электролитической экстракции. Метод состоит в количественной оценке степени растворения матрицы вокруг различных типов включений и определения коэффициента растворения, который рассчитывается как отношение между площадью «кратера» вокруг включения и площадью этого включения, а также с помощью определения диаметров «кратеров».

Практическая значимость работы

1) Разработана методика количественного анализа влияния различных неметаллических включений на коррозионную стойкость вокруг этих включений, выявлены наиболее вредные включения в сплавах Инконель 718 и ЭП718.

2) Разработан режим термической обработки, состоящий из закалки при температуре 980оС с выдержкой в течение 1 часа и ступенчатого старения при температуре 780оС в течение 5 часов и 650оС в течение 16 часов без охлаждения между ступенями. Этот режим обеспечивает увеличенные коррозионные и прочностные свойства по сравнению с режимом, установленным в НТД.

3) Впервые получена база экспериментальных данных скоростей коррозии сплава ЭП718 после различных видов термообработки и сплава Инконель 718 при выдержках в растворах хлорида железа при комнатной температуре и при температуре 50°С, и в условиях, моделирующих условия агрессивных месторождений. Показана возможность использования коррозионностойкого сплава ЭП718 в качестве аналога сплаву Инконель 718 для оборудования нефтегазодобычи.

4) Опробована методика имитационного моделирования условий месторождения и проведен анализ результатов испытаний сплава ЭП718 в условиях, приближенных к эксплуатационным при повышенных температурах и давлении, в среде, насыщенной сероводородом и углекислым газом.

5) Разработаны практические рекомендации, направленные на повышение эксплуатационной надежности нефтегазодобывающего оборудования, изготовленного из сплава ЭП718.

Достоверность результатов

Достоверность результатов доказана достаточным объемом экспериментальных исследований, представленных в диссертации;

использованием апробированных методик исследований микроструктуры и механических свойств сталей, результатами промышленного опробования рекомендаций, что подтверждается актом внедрения; обеспечивается корректностью постановки задачи исследования и комплексным подходом к ее решению; достаточным объемом экспериментов и критическим сравнением полученных данных с результатами других авторов, а также использованием статистических методов обработки результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования морфологии, количества и состава включений и их влияние на коррозионную стойкость (наиболее вредных и нейтральных) в сплавах ЭП718 и Инконель718.

2. Результаты исследований коррозионной стойкости сплава ЭП718 в состоянии поставки (после ковки), после закалки (при температурах 980°С, 1030°С, 1080°С, 1130°С), после промежуточной и окончательной ступеней старения (длительность старения от 4 до 30 часов).

3. Результаты исследования структуры и механических свойств сплава ЭП718 в зависимости от температуры и времени закалки, а также времени выдержки при последующем двухступенчатом старении.

4. Экспериментальное обоснование коррозионной стойкости сплава ЭП718 в условиях, моделирующих эксплуатационное воздействие, с повышенными температурой и давлением, газонасыщением среды сероводородом и углекислым газом.

5. Научное обоснование рекомендаций к химическому составу, технологии изготовления, режиму термической обработки, микроструктуре сплава ЭП718 с целью повышения надежности изготавливаемого из него оборудования для нефтегазовой промышленности.

Апробация работы:

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: 12-я Международная научно-

техническая конференция «Современные металлические материалы и технологии (СММТ'17)», (Июнь, 2017, Санкт-Петербург); XIX Международная школа-семинар «Уральская школа металловедов - термистов, 2018», (Март, 2018, Магнитогорск); Международная конференция «Superalloy 718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications», (Июнь, 2018, Питтсбург, США); Конференция «Коррозия в нефтяной промышленности», (Сентябрь, 2018, Самара); Международная конференция «Коррозия в нефтегазовой отрасли», (Май, 2019, Санкт-Петербург), XX Международная школа-семинар «Уральская школа металловедов-термистов, 2020», (Февраль, 2020, Екатеринбург), 2-я Международная конференция «Коррозия в нефтегазовой промышленности» (Сентябрь, 2021, Санкт-Петербург).

Публикации:

Основные положения диссертации опубликованы в 11 работах, включая 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 7 работ, входящих в БД Scopus.

Личный вклад автора:

Личный вклад заключается в непосредственном участии в постановке задачи и выборе методов исследования; выборе объекта исследования; выполнении коррозионных испытаний, экспериментов с термической обработкой и исследования экспериментальных образцов; разработке методик испытаний в модельных средах; организации работ по изготовлению и механическим испытаниям образцов; анализе и обобщении данных; формулировании выводов и разработке практических рекомендаций; подготовке публикаций и представлении результатов на научных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и библиографического списка, двух приложений. Работа изложена на 167 страницах, содержит 26 таблиц, 62 рисунка. Список использованной литературы содержит 145 наименований.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Поиск и подбор коррозионностойких немагнитных и одновременно высокопрочных металлов, применяемых для изготовления оборудования нефтегазодобывающей промышленности, становится все более актуальным для РФ, что обусловлено освоением месторождений со сложно извлекаемыми запасами (в том числе шельфовых). Коррозионностойкие сплавы, в том, числе на никелевой основе уже активно эксплуатируются за рубежом [1 - 5], происходит их изучение, разрабатываются новые сплавы [6 -10], хотя в отечественной литературе достаточно редко упоминается об использовании никелевых сплавов в качестве коррозионностойких материалов в нефтегазовой отрасли [10 - 16].

Никелевые сплавы или сплавы на никелевой основе, содержание никеля обычно не менее 50% и сплавы на основе железа и никеля (железони-келевые сплавы), в которых сумма никеля и железа более 65%, являются твердыми растворами хрома и других легирующих элементов в никелевой или железо-никелевой основах согласно ГОСТ 5632 «Нержавеющие стали и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные» [17]. Однако в стандарте API 6A718 «Age-Hardened Nickel-Based Alloys for Oil and Gas Drilling and Production Equipment" [18] приводятся сплавы с содержанием никеля от 35%. Так как единая терминология отсутствует, а в работе рассмотрено применение никелевых сплавов для нефтегазовой промышленности, использующей международные нормативно-технические документы, то далее в работе используется термин «сплавы на никелевой основе».

Применение никелевых сплавов в качестве коррозионностойких сплавов в мире началось в 70-х гг. [19]. Наибольшее распространение использование никелевых сплавов получило в атомной и, химической и нефтегазовой промышленности, где их применение обосновано обеспечением длительного ресурса работы [20, 21].

В 1970-х годах в США металлургическими и нефтегазовыми компаниями была развернута обширная исследовательская программа для поиска коррозионностойких сплавов для использования в скважинах с агрессивной средой (давление до 170 МПа, температура до 260°С, высокая концентрация углекислого газа, хлоридов, сероводорода, присутствие свободной серы) [1]. К тому времени уже был известен дисперсионно-твердею-щий сплав Инконель 718 на №^е-Сг основе, разработанный в 1950-х годах Эйзельштейном [2] для газотурбинных двигателей самолетов по спецификации AMS 5662 [22]. Принимая во внимание свойства сплава, которые сохраняются от криогенных температур до 650°С, а также возможность их изготовления в виде трубных заготовок больших диаметров с различной толщиной стенки, из-за возможности их упрочнения в процессе дисперсионного твердения, была отмечена возможность его применения в качестве материала оборудования для нефтегазовой промышленности.

Поэтому в 80-х годах ХХ-го столетия началось активное применение сплава Инконель 718 в нефтегазодобывающей отрасли, материал использовался для изготовления крепежа, валов, клапанов, подвесок, бурового оборудования. Позже началось использование сплава для изготовления оборудования для заканчивания скважин (пакеры, подвески и др.), распределительного устьевого оборудования, измерительного скважинного оборудования, то есть в условиях, где от материала требуется высокая прочность, коррозионная стойкость и немагнитность [4]. С техническим развитием модулей низа бурильной колонны, осуществляющих каротаж, инкли-нометрию и измерение забойных параметров, их стоимость возросла, а применение сплавов на никелевой основе стало экономически обоснованным [4]. К концу 80-х гг. ХХ-го столетия стало развиваться направление морского бурения, где материалы данного класса были особо актуальны из-за высокого уровня прочности и коррозионной стойкости [23]. Помимо

никелевых сплавов в нефтегазовой промышленности применяются и другие виды коррозионностойких материалов, табл. 1.1.

Таблица 1.1 - Коррозионностойкие сплавы для изготовления обсадных труб и их частей [2]

Группа Сплав (типовое обозначение) Основные легирующие элементы, %

Мартенситные нержавеющие стали 410, 420 (13Cr) 12Cr

Супермартенситные нержавеющие стали Super/Hyper 13Cr 12-13Cr, 4-5Ni, 1-2Mo

Дуплексные нержавеющие стали 2205 22Cr, 6Ni, 3Mo

Супердуплексные нержавеющие стали 2507, DP3W 25Cr, 7Ni, 3.5Mo, N, W

Сплавы на никелевой основе 825, 2242 22Cr, 42Ni, 3Mo

2550 25Cr, 50Ni, 8Mo, 2W, 1Cu

G50 20Cr, 52Ni, 9Mo

C276 15Cr, 65Ni, 16Mo, 4W

718 20Cr, 52Ni, 3Mo, 5Cb, 1Ti

925 21Cr, 42Ni, 3Mo, 2Ti, 2Cu

725 20Cr, 57Ni, 8Mo, 3Cb, 1.5Ti

Титановые сплавы Grade 5 (Ti-6-4) 6Al, 4V

Ti-6-2-4-6 6Al, 2Sn, 4Zr, 6Mo

Grade 19 (Beta C) 3Al, 8V, 6Cr, 4Zr, 4Mo

Применение коррозионностойких высокопрочных сталей мартен-

ситного класса имеет ограничения в связи со склонностью к растрескиванию в сероводородсодержащей среде, а также в связи с тем, что прочностные и коррозионные характеристики мартенситных сталей оказываются значимо ниже никелевых сплавов. Аустенитные стали обладают относительно невысокими прочностными характеристиками и склонностью к хлоридному растрескиванию при температурах выше 90°С [24]. Никелевые сплавы, как правило, имеют более высокую коррозионную стойкость (по показателю РЯЕ^, чем аустенитные нержавеющие стали, рис. 1.1. Потенциал питтингообразования сплава типа 718 близок к потенциалу дуплексных нержавеющих сталей, однако прочностные характеристики последних в среднем ниже [25]. То есть никелевые сплавы обладают более

высокими коррозионными и механическими характеристиками по сравнению с коррозионностойкими сталями.

О 10 20 30 40 50 60 70 £0

РРЕМ (Сг + 3,3(Мо+0,51Л/} + 16М

Рисунок 1.1 - Коррозионная стойкость и прочность коррозионностойких

сталей и сплавов [26]

Однако, несмотря на отличительные свойства никелевых и железо-никелевых сплавов, таких как высокая прочность, коррозионная стойкость к различным видам коррозии, пластичность, свариваемость, обрабатываемость, высокая усталостная и коррозионно-усталостная прочность, немаг-нитность, были зафиксированы случаи разрушений сплавов на никелевой основе, рис.1.2 [27 - 31], которые часто связаны с характеристиками металлургического качества сплавов, а именно, наличием избыточных охруп-чивающих фаз.

Рисунок 1.2 - Разрушение подвески хвостовика из сплава 718 [27]

В связи с произошедшими разрушениями оборудования из никелевых сплавов в нефтегазовой промышленности были разработаны специальные требования с целью использования данных сплавов в соответствующей отрасли [32]. Была разработана отдельная спецификация API 6A718 [18], в которой оригинальный сплав Инконель 718, разработанный для авиапромышленности, был модифицирован в части химического состава, термомеханической и термической обработки, что позволило добиться необходимого уровня прочности и при этом избежать появления нежелательных фаз, снижающих коррозионные характеристики, склонность к растрескиванию при использовании сплава в условиях нефтегазовых сред. Помимо сплава Инконель 718 на сегодняшний момент насчитываются десятки вариантов дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой и желе-зоникелевой основе.

1. 1 Особенности фазового и химического состава сплавов на никелевой основе

Состав большинства сплавов на никелевой основе включает десять и более легирующих элементов, каждый из которых играет важную роль в формировании различных свойств материала [19]. Имеются разные классификации элементов, входящих в состав никелевых сплавов, одна из общепринятых приведена в [19]:

Первая категория легирующих элементов, входящих в у-твердый раствор - никель, кобальт, железо, хром, рутений, рений, молибден, вольфрам и ванадий. Эти элементы имеют небольшую разницу в атомных радиусах с никелем и стабилизируют у-матрицу, вызывают твердорастворное упрочнение.

Вторая категория легирующих элементов - алюминий, титан, ниобий и тантал, имеют больший атомный радиус, чем у никеля, и приводят к формированию упрочняющих фаз у'- фазы с ГЦК решеткой и у"-фазы с ОЦК решеткой.

Третья категория легирующих элементов - бор, углерод и цирконий, которые имеют большую разницу в атомном радиусе с никелем и образуют карбиды и бориды [33 - 35].

Благодаря большому количеству легирующих элементов в никелевых сплавах возможно присутствие различных фаз, рис 1.3. Фазовый объем, морфология и распределение определяются такими факторами как химический состав сплава, метод переплава (дуговой или вакуумный), способа рафинирования (вакуумный или электрошлаковый), степенью деформирования металла после горячей прокатки и термообработкой [36].

Рисунок 1.3 - Фазы в никелевых сплавах

у - ГЦК-фаза - матрица содержит стабилизаторы аустенита - №, Со, Fe, Сг, Мо, W, Re.

у'- (сфероидальная М3Л1, Т^ интерметаллид, ГЦК, образуется по границам и внутри зерен; метастабильная фаза, упрочняющая, повышает стойкость к ползучести; квазисферической формы, мелкодисперсная, когерентная матрице, что позволяет дисперсным частицам в процессе твердения равномерно распределяться. Формируется при охлаждении или термообработке при температурах 621-718°С.

у" - дискообразная (Мэ^ЫЪ, А1, Л), тетрагональная ОЦК. Параметры решетки ао = 0,3624 нм, с0 = 0,7406 нм, метастабильная фаза (стабильная при температуре меньше 650°С), упрочняющая, при длительной выдержке заменяется стабильной 5-фазой и располагается параллельно направлению матрицы {100}. Формируется при охлаждении или при термообработке при температурах 732-900 °С. у"-фаза вносит большее упрочнение по сравнение с у'-фазой, так как является некогерентной матрице.

Примечательно, что в отечественной литературе [12, 13, 21, 37, 38 ] практически отсутствуют упоминания у"-фазы (МзМЬ), что может быть связано с содержанием в отечественных сплавах алюминия до 4-5 мас.%. При содержании алюминия более 0,5% основной упрочняющей фазой становится у', из-за того, что алюминий не растворяется в у''-фазе [19], то есть при подобном содержании алюминия в отечественных сплавах у"-фаза не может образоваться.

Изображение упрочняющих фаз у' и у''-фаз, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа, представлено на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 - Упрочняющие дисперсные частицы в сплаве 718 [39] 5-фаза (иногда называют ß-фаза) - игольчатая фаза, Ni^Nb ортором-бическая; увеличивает неоднородность границ зерен, повышает пластичность при ползучести и сопротивление высокотемпературной усталости. Может образовывать ячеистую фазу по границам зерен. 5-фаза в отличие

является от у' и у" стабильной. При длительном нагреве происходит замещение у"-фазы на стабильную 5-№3МЬ. При напряжениях в температурной области формирования 5-фазы образуются прерывистые частицы в виде коротких реек внутри зерна и по границам зерна внутрь, рис. 1.5, растущие вдоль кристаллографических плоскостей. Такая морфология неблагоприятно влияет на длительную пластичность и ударную вязкость, поэтому предпочтительной является сфероидизированная структура частиц.

Рисунок 1.5 - Игольчатая 5-фаза по границам зерен [27]

Карбиды типа МС, где М - ниобий и титан (также могут присутствовать молибден и вольфрам, следы хрома, никеля), образующиеся в междендритных пространствах при затвердевании, проявляются в структуре в виде отдельных неправильных кубов вдоль направления пластической деформации, являются стабильными при температуре до 1204°С [19, 24, 40, 34]. Однако они способны сохранять устойчивость при отсутствии примесей. Замещение части атомов титана и ниобия вольфрамом и молибденом способно понизить прочность межатомной связи, что приводит к возможности реакций распада МС ^ М23С6 и МС ^ М6С [19] при температурах от 850 до 1100°С [41]. Обычно не приводят к снижению коррозионной стойкости, однако могут снижать механические характеристики [42].

Карбиды типа М6С, где М - смесь молибдена, вольфрама, также присутствуют замещающие элементы - никель, железо, хром. Температура образования 815 - 980°С [19], по другим данным 980 - 1150°С [43] могут образовываться как при охлаждении, так и в процессе термической обработки и присутствуют в структуре в виде глобулей или пластинок. Могут образовываться по границам зерен в виде округлых частиц. Образуются в случае, когда суммарное содержание W и Мо « 6-8%. В зависимости от концентрации компонентов в матрице, соотношение компонентов может меняться в широких пределах, в результате чего может образоваться целый ряд карбидов типа М6С от М3С до М13С. При определенных условиях вступают в реакцию М6С +у' = М23С6+ у" [34]. Карбиды М6С могут существенно снижать коррозионную стойкость и могут приводить к пробою пассивной пленки за счет обеднения матрицы вольфрамом, молибденом и хромом.

Карбиды типа М23С6, где М - в основном хром (также могут присутствовать железо, никель, вольфрам, молибден), образующиеся в процессе горячей деформации и термической обработки (от 760 до 980°С). Для сплавов содержащих Мо, W в состав карбидов М23С6 соответствует формуле Сг21(Мо, W)2C6 [19] и образуются как в результате распада карбидов МС, так и при реакции с углеродом, растворенным в матрице. Располагаются данные карбиды в основном по границам зерен. Считается, что карбиды по границам зерен оказывают положительный эффект, упрочняя их при высоких температурах за счет подавления зернограничного проскальзывании [44]. С другой стороны имеются данные [45, 46] об отрицательном влиянии на коррозионную стойкость образующихся карбидов М23С6, которые вызывают обеднение легирующими элементами, отвечающими за коррозионную стойкость, вдоль границ зерен и приводят к сенсибилизации [47].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алексеева Екатерина Леонидовна, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Tuttle. R.N. New Trends in Application of Steel and Corrosion Resistant Alloys in Oil and Gas Production, 1985. - The Third International Conference on Steel Rolling 2-6 September, 1985, Tokyo, Japan. P.1-13.

2. Craig B. Materials for Oil and Gas Well Construction / B. Craig // Advanced Materials and Processes. - 2008. - № 166(5). - P.33-35.

3. Patent USA. № 3, 046,108, 24.07.1962. Age-Hardenable Nickel Alloy // Patent GE. Hungtington alloys. 1962 / H.L. Eiselstein.

4. Xu J. Oil-Grade Alloy 718 In Oil Field Drilling Application / J. Xu, H. John, G. Wiese, X. Liu / 7th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). - 2010. - P.923-932.

5. Гудремон Э.А. Специальные стали / Э.А. Гудремон. - М.: Металлургия, 1966. -540 c.

6. Mannan S. Alloy 945 and Its Derivatives - Higher Strength Products for Oil and Gas / S. Mannan // Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion-2010, March, 2010, San-Antonio, Texas, USA. - №10310.

7. Mannan S.A New High Strength Corrosion Resistant Alloy for Oil and Gas Applications / S. Mannan, S. Patel // Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion-2008, March, 2008. New Orleans, Louisiana, USA. - №08084.

8. Mannan S. A New Ni-base Superalloy for Oil and Gas Application / / S. Mannan, S. Patel, et al. // Proceedings of the International Symposium on Superalloy 718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications. - 2008.

9. Foroni L., High Performance New Ni-Base Alloy AF955 (AF955) for Oil and Gas Industry / L. Foroni, L. Lherbier, C. Malara // Proceedings of the 9th International Symposium on Superalloy 718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications. The Minerals, Metals & Materials Series. Springer, Cham. - 2018. - P. 193-207.

10. Ueda M. Economical Nickel Base Alloy for Sour Environment at Elevated Temperature / M. Ueda, H. Amaya, H Okamoto // Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion - 1997. - № 97025.

11. Логунов А.В. Современные жаропрочные никелевые сплавы для дисков газовых турбин (материалы и технологии) / А.В. Логунов, Ю.Н. Шмотин - М.: Наука и технологии, 2013. - 264 с.

12. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы / Ф.Ф. Химушин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1969. - 752 с.

13. Каблов Е.Н. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения / Е.Н. Каблов, Б.С. Ломберг, О.Г. Оспенникова // Крылья Родины. - 2012. -№ 3-4. - С. 34-38.

14. Каблов Е.Н. Литейные жаропрочные никелевые сплавы для перспективных авиационных ГТД / Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Демонис И.М. // Технология легких сплавов. - 2007. - №. 2. - С. 6-16.

15. Петрушин Н.В., Жаропрочные никелевые сплавы низкой плотности / Петрушин Н.В., Оспенникова О.Г., Висик Е.М., Рассохина Л.И., Тимофеева О.Б.// Литейное производство. - 2012. - №6. - С. 5-11.

16. Кишкин С.Т. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. Разработка и исследования / С.Т. Кишкин, Г.Б. Строганов, А.В. Логунов. - М.: Машиностроение, 1987. - 116.

17. ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. Взамен ГОСТ 5632-72: дата введения 2015-01-01 / разработан ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина". М.: Стандартинформ, 2015. - 49 с.

18. API Standard 6A718 Age-Hardened Nickel-Based Alloys for Oil and Gas Drilling and Production Equipment, 1st ed. API Publishing Services, Washington D.C., NW.

19. Симс Ч.Т. Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных установок / Ч.Т. Симс [и др.]. - М.: Металлургия, 1995. - с.384.

20. Свистунова Т.В. Коррозионностойкие сплавы для сред особо высокой агрессивности // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2005. - №8 - С. 36-42.

21. Ульянин Е.А. Высоколегированные коррозионностойкие сплавы / Е.А. Ульянин, Т.В. Свистунова, Ф.Л. Левин. - М.: Металлургия, 1987. - 88 с.

22. Nickel Alloy, Corrosion and Heat Resistant, Bars, Forgings, and Rings. Aerospace Material Specification 5662, SAE International, USA. 1965 -2009.

23. Xu J. Oil-Grade Alloy 718 In Oil Field Drilling Application / J. Xu, H. John, G. Wiese, X. Liu // The Minerals, Metals & Materials Society. - 2010. - P.923.

24. Шлямнев А.П. Коррозионностойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы / А.П. Шлямнев [и др.]. - М.: Интермет Инжиринг. 2000. - с.232

25. Covino Jr., D. ASM handbook, Vol. 13A: ^n^sion: Fundamentals, Testing, And Protection / Covino Jr., Bernard S., Cramer S. Novelty, ASM International, 2002. - 2597 p.

26. Hippenstiel F. Comparison of Alloying Concepts of Soft Marten-sitic Stainless Steels for Oil and Gas Applications / 2nd Conference & Expo Genoa 2018 «A European event for the Corrosion Prevention» - 2018.

27. Cassagne T. Understanding Field Failures of Alloy 718 Forging Materials in HPHT Wells. / T. Cassagne, M. Bonis, C. Duret / Proc. Int. Conf. Eurocorr. - 2008.

28. Huizinga S. Offshore Nickel Alloy Tubing Hanger and Duplex Stainless Steel Piping Failure Investigation / S. Huizinga [et al.] // Proceedings of the International Conference NACE 2003. - №3129.

29. Hydrogen Embrittlement of A Precipitation Hardened Nickel Alloy Subsurface Safety Valve Component Installed in A North Sea Seawater Injection Well / P. Nice [et al.] // CORROSION. - 2014. - № 3892.

30. Shademan S.S. UNS N07725 Nickel Alloy Connection Failure / S.S. Shademan, J.W. Martin, A.P. Davis // Proceedings of the International Conference NACE CORROSION 2012. - №1095.

31. Amaya H.E. Failure Investigation of UNS N07718 (Inconel 718) Bolts Under Cathodic Protection for Subsea Oil & Gas Operations / H.E. Amaya, A.G. Dyer // Materials science and technology conference. - 2017. P.873-885.

32. Onyewuenyi A. Alloy 718 - Alloy Optimization for Applications in Oil and Gas Production. Superalloy 718-Metallurgy and Applicanons / A. Onyewuenyi, E.A. Loria // The Minerals, Metals, & Materials Society. - 1989.

- P.345.

33. Ульянин Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы: справочник / Е.А. Ульянин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия. - 1991. -255 с.

34. Reed R.C. Superalloys: Fundamentals and Applications / R.C. Reed. Cambridge: Cambridge University Press, 2006. p.363.

35. Физическое материаловедение. Конструкционные материалы ядерной техники: учебник для вузов / Б.А. Калин [и др.]; под ред. Б.А. Калина. - М.: МИФИ, 2008. - 604 с.

36. Onyewuenyi A. Alloy 718 - Alloy Optimization for Applications in Oil and Gas Production. Superalloy 718-Metallurgy and Applicanons / A. Onyewuenyi, E.A. Loria // The Minerals, Metals, & Materials Society. - 1989.

- P.345.

37. Чуистов К.В. Старение металлических сплавов / К.В. Чуистов.

- Киев: Наук. думка, 1985. - 232 с.

38. Борздыка А.М. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов / А.М. Борздыка, В.З. Цейтлин. - М.: Машиностроение, 1964. 274 с.

39. Hong S.J., Chen W.P., Wang T.W. A Diffraction Study of the Г" Phase in Inconel 718 Superalloy // Metallurg Trans. - 2001. - Vol.32, №8. -P.1887-1901.

40. Sims C.T. A History of Superalloy Metallurgy for Superalloy Metallurgist / C.T. Sims // Proceedings of the International Symposium on Superal-loy718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications. - 1984.

- P.399-419.

41. Aghajani A. Identification of Mo-Rich M23C6 Carbides in Alloy 718 / A. Aghajani, J. Alireza, B. Parsa, J. Kloewer // Metallurgical and Materials Transactions. - 2016. - A 47A (9).

42. Park J.H. Inclusions in Stainless Steels - A Review / J.H. Park, Y. Kang // steel research international Materials Science. - 2017.

43. Особенности образования избыточных фаз в процессе старения высоколегированных аустенитных сплавов на основе Fe и Ni / С.В. Беликов [и др.] / / МИТОМ. - 2014. - №12 (714). - С.3-11.

44. Patel S. Superalloy 718: Evolution of the Alloy from High to Low Temperature Application / S. Patel, J. deBarbadillo, S. Coryell // Proceedings of the 9th International Symposium on Superalloy718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications. - 2018. P.23-59.

45. Rebak R.B., Localized Corrosion Study of Ni-Cr-Mo Alloys for Oil and Gas Applications / R. B. Rebak, Danielle Richesin Ajit Mishra // Corrosion 2015. №5802. P.1-15.

46. Matsushima I. Effect of Alloy Composition on Corrosion and SSC Resistance of High Alloy OCTG In Sour Well Environments / I. Matsushima //

Proceedings of the International Conference NACE, Corrosion. - 1985. - P.39-45.

47. Акимов Г.В. Основы учения о коррозии и защите металлов: учебное пособие / Г.В. Акимов. - М.: Металлургия. - 1946. - 463 с.

48. Морозова Г.И. Сбалансированное легирование жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. - 1993. - №1. - С. 10-15.

49. Зайцев А.И. Комплексные неметаллические включения и свойства стали / Зайцев А.И., Крапошин В.С., Родионова И.Г., Семернин Г.В., Талис А.Л. // М.: Металлургиздат, 2015. - 276 с.

50. Родионова И.Г. Современные подходы к повышению коррозионной стойкости и эксплуатационной надежности сталей для нефтепромысловых трубопроводов: монография /Москва: Металлургиздат. - 2012.

- С.172.

51. Родионова И.Г. Влияние неметаллических включений на коррозионную стойкость углеродистых и низколегированных сталей для нефтепромысловых трубопроводов / Бакланова О.Н., Амежнов А.В., Князев А.В., Зайцев А.И., Феоктистова М.В // Сталь. - № 10.- с. 41-48.

52. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. В 2-х книгах. Книга 2. (Superalloys II): научное издание /под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля. Пер. с англ. Ю.П. Либерова, А.Б. Цепелева под ред. Р.Е. Шалина. Москва: Издательство «Металлургия». - 1995. - P. 568.

53. Явойский В.И. Металлургия стали / В.И. Явойский, Ю.В. Кря-ковский, В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин, В.Ф. Кравченко, Д.И. Бородин. -М.: Металлургия, 1983. - 584 с.

54. Каблов Е.Н. Аддитивные технологии никелевых сплавов. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии.

- 2012. - №8. - С.7-17.

55. Badrossamay M. Further Studies in Selective Laser Melting of Stainless and Tool Steel Powder / Badrossamay M., Childs T. // International Journal of Machine Tools & Manufacture. -2007. - №47. - pp. 779-784.

56. Зленко М. А Аддитивные технологии в машиностроении / М.А. Зленко, А. А. Попович, И.Н. Мутылина // СПб: Издательство политехнического университета- 2013. - 222 с.

57. Li S. Microstructure Characteristics Of Inconel 625 Superalloy Manufactured By Selective Laser Melting Journal of Materials Science and Technology / S. Li, Q. Wei, Y. Shi, D. Zhang // Journal of Materials Science and Technology -Shenyang. - 2015. - 31(9). -P. 946-952.

58. Impact Of Heat Treatment on Mechanical Behaviour of Inconel 718 With Tailored Microstructure Processed by Selective Laser Melting / V.A. Po-povich [и др.] // Materials and design. - 2017. - Vol.131. - P.12-21.

59. Klimova-Korsmik O., Turichin G., Zemlyakov E., Babkin K., Pe-trovsky P., Travyanov A. Microstructure and Phase Composition of Ni-Based Alloy Obtained by High-Speed Direct Laser Deposition. - 2016. - Vol.879. -P.978-983.

60. Selective Laser Melting of Heat-Resistant Ni-based alloy / V.Sh. Sufiiarov [et al] // Non-ferrous Metals. - 2015. - N 1. - P. 32-35.

61. Additive Technology For Manufacturing Structurally-Graded Materials From The Inconel 625 Nickel-Based Superalloy / D. Masaylo [et al]// IOP Conference Series Earth and Environmental Science. - 2018. - Vol.194. - P.2-6.

62. Selective Laser Melting of Heat-Resistant Ni-Based Alloy / V.Sh. Sufiiarov [et al] // Non-ferrous Metals. - 2015. - N 1. - P. 32-35.

63. Devarapalli R.S. Microstructure Evolution During Thermal Aging of Inconel 718 / R.S. Devarapalli [ et. al.] // Proceedings of the 8th International Symposium on Superalloy718 & Derivatives: Energy, Aerospace, and Industrial Applications. 2016. P.11-18

64. Власова О.Н. Оптимизация режимов термической обработки деформированных полуфабрикатов из среднелегированных жаропрочных никелевых сплавов / О.Н. Власова, Н.Н. Корнеева, В.И. Еременко, Б.С. Ломберг, др., // Металловедение и термическая обработка металлов. -1993. - №1. - С. 20-28

65. Slama C. Aging of Inconel 718 alloy between 500 и 750оС / C. Slama, C. Servant, G. Cizeron // Journal of materials research. - 1997. - Vol.12, No.9 P.2298-2316.

66. Decker R.F. Strengthening Mechanisms in Nickel Base Superalloys / R. F Decker // Climax Molybdenum Co Symposium. - 1969.

67. Odemer G. Influence of Hydrogen on Electrochemical Behavior of Ni-Based Superalloy 718 / G. Odemer, E. Andrieu, C. Blanc // International Journal of Hydrogen Energy- 2017. - 43(2).

68. Розенфельд И.Л. Коррозия материалы и защита / И.Л. Розен-фельд. - М.: Металлургия, 1969. - 448 с.

69. Hydrogen Embrittlement: The Game Changing Factor in The Applicability of Nickel Alloys in Oilfield Technology / Tarzimoghadam Z [et al]// Proceedings of the International Conference NACE, CORROSION. - 2016. -07459

70. Реформатская И.И. Влияние структурообразующих факторов на коррозионно-электрохимическое поведение железа и нержавеющих сталей // Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2008. - Т. LII. - № 5. - C.16.

71. Tomio A. Protective Effect of Molybdenum Added To NickelBased Alloy in H2S-Cl- Environment / A. Tomio, M. Sagara, T. Doi, H. Amaya et al.// Proceedings of the International Conference Eurocorr. -2014. -№7205.

72. Ha H. Molybdenum Effects on Pitting Corrosion Resistance of FeCrMnMoNC Austenitic Stainless Steels / H. Ha, T. Lee, J. Bae, D. Chun // Metals Open Access Metallurgy Journal.- 2018.-8(8):653.

73. Sugimoto K. The Role of Molybdenum Additions to Austenitic Stainless Steels in The Inhibition of Pitting in Acid Chloride Solutions / Sugimoto K., Sawada Y. // Corros. Sci. -1977. - 17. - pp. 425-445.

74. Burstein, G.T. The Role of Alloyed Molybdenum in The Inhibition of Pitting Corrosion in Stainless Steels // Corros. Sci. - 2001. - 43. - pp.485513.

75. Bastidas J.M. Torres, C.L.; Cano, E.; Polo, J.L. Influence of Molybdenum on Passivation of Polarised Stainless Steels in A Chloride Environment / Bastidas J.M. Torres, C.L.; Cano, E.; Polo, J.L. // Corros. Sci.- 2002. -44.-pp.625-633.

76. Tomashov N.D. Effect of Supplementary Alloying Elements on Pitting Corrosion Susceptibility Of 18Cr-14Ni Stainless Steels / Tomashov N.D., Cherniva G.P., Markova O.N. // Corrosion. - 1964. - V.20. - № 5.- pp. 166173.

77. Kim K.Y. Effect of Tungsten on Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Type 25Cr Super Duplex Stainless Steels Elements on Pitting Corrosion Susceptibility Of 18Cr-14Ni Stainless Steels / Kim K.Y. P.Q. Zhang, T.H. Ha, Y.H. Lee // Corrosion. - 1998. - №54. - V.11. - p. 910-921.

78. Wei Z. Handbook of Materials Failure Analysis with Case Studies from the Aerospace And Automotive Industries / T. Goehring, M. Mio-duszewski, L. Luo, et.al. //Publisher: Elsevier Publication, USA. Editor: A.S. Hamdy Makhlouf and M. Aliofkhazraei (Editors):. - 2016. - pp. 393-432.

79. Preparation, Processing and Applications. S. Banerjee, A.K. Tyagi.

- 2012, P. 706.

80. Rhodes P.R. Environment-assisted Cracking of Corrosion-Resistant Alloys in Oil and Gas Production Environments: A Review' / Corrosion. -2001.

- Vol. 57. - pp. 923-966.

81. Iannuzzi M. Materials and Corrosion Trends in Offshore and Sub-sea Oil and Gas Production / M. Iannuzzi M., A. Barnoush, R. Johnsen // Npj Materials Degradation. - 2017. - Vol.1. - P.1.

82. Effect Of Aging Treatment on Pitting Corrosion Behavior of Oil-Grade Nickel Base Alloy 718 In 3,5% Wt. NaCl Solution / T. Chen [et al]// Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion. -2012. -№0001263.

83. Klower J. Effect of Microstructural Particularities on the Corrosion Resistance of Nickel Alloy UNS N07718 - What Really Makes the Difference? / J. Klower, O. Gosheva, H. Sarmiento Klapper // Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion -2017. - №9086.

84. ANSI/API Specification 6A (20th Ed. 2010)/ISO 10423:2009 Specification for wellhead and Christmas tree equipment, API Publishing Services, Washington D.C., NW.

85. NORSOK M-001, "Materials Selection", Rev. 5, "Materials Selection".

86. High Pressure High-Temperature Technologies / G. DeBrujin [et al] // Oilfield review - Vol. 20(3). - 2008. - P.46-60.

87. Rebak R.B. Effects of Metallurgical Variables on The Corrosion of High-Nickel Alloys / R.B. Rebak // Corrosion fundamentals, testing and Protection. - Vol. 13A, ASM Handbook, ASM International. - 2003. - P. 279-286.

88. Bhavsar R.B. Use of Alloy 718 and 725 in Oil and Gas Industry / R.B. Bhavsar, A. Collins, S. Silverman // The Minerals, Metals and Materials Society in Superalloys - 2001. P.47-55.

89. Ziomek-Moroz M. Environmentally Assisted Cracking of Drill Pipes in Deep Drilling Oil and Natural Gas Wells / M. Ziomek-Moroz // Journal of materials engineering and performance. - 2001. - P.1061-1069.

90. Homus E.C. Crevice Corrosion Repassivation of Ni-Cr-Mo Alloys by Cooling / E.C. Hornus, M.A. Rodriguez, R.M. Carranza, R.B. Rebak // Corrosion. - 2019. P.1-20.

91. Klapper H.S. Susceptibility to Pitting Corrosion of Nickel-base Alloy 718 Exposed to Simulated Drilling Environments, / Sarmiento H. Klapper, J. Stevens Corrosion - Houston TX. - 2014. - 70(9). -P.899-906.

92. Klapper H.S. Localized Corrosion of Nickel Alloys: Review / H.S. Klapper, N.S. Zadorozne, R.B. Rebak // Acta Metall.Sinica. - 2017. - Vol.30, №4. - P.296-305.

93. Effect Of Different Microstructural Features On The Hydrogen Em-brittlement Susceptibility Of Alloy 718 / G. Stenerud [et al.]// International Journal of Hydrogen Energy. - 2018. - 43(13). P.6765-6776.

94. Stenerud G. Hydrogen Stress Cracking And Crack Initiation In Precipitation Hardened Ni-Alloys / G. Stenerud, R. Johnsen, J.S. Olsen // Engineering Failure Analysis. 2018 - 89. P.74-87.

95. Kolesov S. Hydrogen Influence on Crack Propagation and StressStrain Evolution of Alloy 718 / S. Kolesov, R. Badrak, A. Shakhmatov // Minerals, Metals and Materials Series. - 2018. - P.209 - 240.

96. NACE MR0175/ISO 15156-3:2015 Petroleum and Natural Gas Industries—Material for Use in H2S-Containing Environments in Oil and Gas Production—Part 3: Cracking-Resistant Cras (Corrosion Resistant Alloys) And Other Alloys, NACE International, Houston, TX.

97. Карпенко Г.В. Коррозионное растрескивание сталей / Г.В. Карпенко, И.И. Василенко // Киев: Техшка, 1971. -192 c.

98. Коррозионное растрескивание и хрупкость /сборник статей, пер с англ. - М.: Машиностроение, 1961. - 152 с.

99. Логан Х.Л. Коррозия металлов под напряжением: [пер с англ.] / Х.Л. Логан. М.: Металлургия, 1970. - с.339.

100. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей / Ф.Ф. Ажогин. М.: Металлургия, 1974. - с.256.

101. О механизмах коррозионного растрескивания легированных сталей / В.В. Науменко [и др.] Сталь, 2011. - №12. - С.42-47.

102. Effect Of Different Microstructural Features On The Hydrogen Em-brittlement Susceptibility Of Alloy 718 / G. Stenerud [et al.]// International Journal of Hydrogen Energy. - 2018. - 43(13). P.6765-6776.

103. Stenerud G. Hydrogen Stress Cracking And Crack Initiation In Precipitation Hardened Ni-Alloys / G. Stenerud, R. Johnsen, J.S. Olsen // Engineering Failure Analysis. 2018 - 89. P.74-87.

104. Гоник А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры его предупреждения / А.А. Гоник. - М.: Недра, 1976. - 192 с.

105. Jebaraj J.M. Hydrogen Diffusion Coefficients Through Inconel 718 In Different Metallurgical Conditions / Jebaraj J.M., Morrison D.J., Suni I.I. // Corrosion Science. - 2014. - Vol.80. - P. 517-522.

106. Hydrogen Embrittlement: The Game Changing Factor in The Applicability of Nickel Alloys in Oilfield Technology / Tarzimoghadam Z [et al]// Proceedings of the International Conference NACE, CORROSION. - 2016. -07459

107. Kernion S.J. Effect of Microstructure and Processing on The Hydrogen Embrittlement of Ni-Base Superalloys / S.J. Kernion et al. // CORROSION. - 2015. - №6053.

108. NACE MR0103. Нефтяная, нефтехимическая и газовая промышленность. Металлические материалы, стойкие к сульфидному растрескиванию под напряжением в коррозионной среде нефтеперерабатывающих производств для нефтепереработки.

109. ГОСТ Р 53679-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа.

110. ТУ 14-1-3905-85. Прутки из сплава марки ХН45МВЮБР-ид (ЭП718-ид), ХН45МВЮБР-пд (ЭП718-пд).

111. ТУ 14-1-3046-97 Прутки из жаропрочного сплава ХН50ВМТЮБ-ВИ (ЭП648-ВИ). Технические условия.

112. ASTM G48 - 11 (2015) Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution.

113. ГОСТ 9.912-89 (СТ СЭВ 6446-88) Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозии.

114. ASTM G 61 - 86 (2018) Standard Test Method for Conducting Cyclic Potentiodynamic Polarization Measurements for Localized Corrosion Susceptibility of Iron-, Nickel-, or Cobalt-Based Alloys.

115. NACE Standard TM0177 - 2005. Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking and stress corrosion cracking in H2S environment, NACE International, Houston, TX.

116. ASTM G39 - 99 (2016) Standard Practice for Preparation and Use of Bent-Beam Stress-Corrosion Test Specimens.

117. ASTM E1245 - 03(2016) Стандартная методика определения содержания включений или компонентов вторичной фазы в металлах методом автоматического анализа изображений.

118. ASTM E1181 - 02 (Reapproved 2015) Standard test methods for characterizing duplex grain sizes, ASTM International, West Conshohocken, PA.

119. Janis D., Application of Different Extraction Methods for Investigation of Nonmetallic Inclusions and Clusters in Steels and Alloys // D. Janis, R. Inoue, A. Karasev, P.G. Jonsson / Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2014, 2014.

120. Wang Y. An Investigation of Non-Metallic Inclusions in Different Ferroalloys using Electrolytic Extraction. // Wang Y., Karasev A., Jonsson P.G./Metals. 2019; 9(6):687.

121. ГОСТ 12344 - 12357 «Исследование химического состава материала методом атомно-абсорбционной спектроскопии».

122. ГОСТ 1497 - 84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

123. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. - Взамен ГОСТ 9454-60, ГОСТ 9455-60, ГОСТ 9456-60; введ. 1970-01-01. - М.: ИПК Изд-во Стандартов, 1994 - 9 с.

124. ГОСТ 9013-59 Металлы. Метод измерения твердости по Ро-квеллу. - Взамен ОСТ 10241-40; введ. 1960-01-01. - М.: Стандартинформ, 2007. - 39 с.

125. Колотыркин Я.М. Роль неметаллических включений в коррозионных процессах / Я.М. Колотыркин, ЛИ. Фрейман // Сб. Итоги науки техники. Серия: Коррозия и защита от коррозии. М: ВИНИТИ. - 1978. -Т.6. - С.5.

126. Харьков А.А. Сравнительный анализ коррозионной стойкости сплавов Инконель 718 и ЭП 718 / Е.Л. Гюлиханданов, А.В. Шахматов, Е.Л. Алексеева // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2018. С.44-48.

127. Aghajani A. Identification of Mo-Rich M23C6 carbides in Alloy 718 / A. Aghajani, J. Alireza, B. Parsa, J. Kloewer // Metallurgical and Materials Transactions. - 2016. -A 47A (9).

128. Klapper KS. . Critical Factors Affecting the Pitting Corrosion Resistance of Additively Manufactured Nickel Alloy in Chloride Containing Environments / KS. Klapper, M. Burns, N. Molodtsov, C. Wangenheim // Proceedings of the International Conference NACE. Corrosion. - 2017. -№ 9345.

129. Karasev, A. Characterization of Non-Metallic Inclusions in Corrosion-Resistance Nickel-Based EP718 And 718 Alloys by Using Electrolytic

Extraction Method. /Karasev A., Alekseeva E., Lukianov A., Jonsson P.G.// E3S Web of Conferences. - Vol. 121. - 2019.- № 04004.

130. Alekseeva E., Effect of Inclusions on the Corrosion Properties of the Nickel-Based Alloys 718 and EP718 // Alekseeva E., Karasev A, Jonsson PG, Alkhimenko A./ Metals. - 2020. -10(9). -p. 1177.

131. Гюлиханданов Е.Л. Структура и свойства сплава ЭП718 на же-лезоникелевой основе в процессе производства полуфабрикатов. / Гюлиханданов Е.Л., Алексеева Е.Л., Шахматов А.В., Лошаченко А.С., Лапечен-ков А.А. // Вопросы материаловедения. - 2019. - 4(100). - c. 42-52.

132. Приданцев, М.В Жаропрочные стареющие сплавы / М.В. При-данцев; под общ. ред. М.Л. Бернштейна, И.И. Новикова. - М.: Металлургия, 1973. - 183 с.

133. Назаров Е.Г. Термическая обработка аустенитных жаропрочных сталей и сплавов / Е.Г. Назаров, С.Б. Масленков // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1970. - №3. - C.35-47.

134. Morana R. Evaluation of Precipitation Hardening Nickel alloys for use in Hydrogen Sulphide Containing Environments / R. Morana, V. Smith, A. Smith // NACE International, CORROSION conference.- 2015.- №5497.

135. Wijesinghe, T.S.L.; Real time pit initiation studies on stainless steels: the effect of sulphide inclusions. / Wijesinghe, T.S.L.; Blackwood, D.J. // Corrosion Science 2007, 49 (4), pp.1755- 1764.

136. Muto I. Microelectrochemical Investigation on Pit Initiation at Sulfide and Oxide Inclusions in Type 304 Stainless Steel. / Muto, I.; Ito, D.; Hara, N./ Journal of The Electrochemical Society 2009, Volume 156, Number 2.

137. Garfias-Mesias L.F. Determination of Precursor Sites for Pitting Corrosion of UNS N07718 in Chloride Environments - Part 2 / Garfias-Mesias L.F., Klapper H., Klower J., et.al. // NACE Corrosion conference 2018. - 5131811387.

138. Бокштейн С.З. Микролегирование бором и структурная стабильность никелевых сплавов / С.З. Бокштейн, Л.Б. Василенок, Е.Н. Каб-лов, И.В. Радин, Г.Г. Рябова // Металлы. - 1986. - №6. - C. 4-8.

139. ISO 21457:2010 Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Materials selection and corrosion control for oil and gas production systems

140. Смирнов Г.В. Методика исследования качества поверхностного слоя хромоникелевых сплавов после электрохимической обработки / Г.В. Смирнов, Н.Д. Проничев, А.Ю. Фадеев, М.В. Демин // Проблемы и перспективы развития двигателестроения. Самар. гос. аэрокосм. ун-т; [Гл. ред. Е.В. Шахматов]. - Самара: СГАУ, 1998. - Вып. 2, ч. 1. - С. 115-123.

141. Митрофанов А.П. Исследование состояния поверхностного слоя после шлифования с использованием технологии минимального количества смазки, Сборник научных статей 9-й Международной научно-практической конференции. В 2-х томах. Ответственный редактор А.А. Горохов. 2019 Курск, 28 декабря 2019 г. С. 80-84.

142. ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины.

143. ГОСТ 33439-2015 Металлопродукция из черных металлов и сплавов на железоникелевой и никелевой основе. Термины и определения по термической обработке.

144. ГОСТ Р 54384-2011 Сталь. Определение и классификация по химическому составу и классам качества.

145. ASTM E7-15. Historical Standard: Термины металлографии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт внедрения

смк

л Ьiщу И1.-ШО£ ОЫ !ЩСТВ0 <й£71 v нииСКАЯ МКТА.1ЛУ Р I'ЙЧЕС ь'А И КООМ»А11 и ¿ь (Л<) ., С \11fc.0

с 1^1.1 чи .1-^1 у. ; лиа.. |■ | пм.'.'л чф i цйи- ра......ч.т...(пмс-.пцпот кпс^цекжщ и!\т. 1-огю

Поч LTJUb.i1 ищнк': Прье^Еши^+шш у.:., шщлаЩ^ 2. х. ^(деи^иш иОч ■ 14.:.Н!)и

Тч й(>1<Х) ЪЩЩф, .-ип.-КМ I. фцкй -7О-] 0

Ь-иг.п]:: ю^Усг.пк-его'.р.саг.!: Ь11?:.'"уту'ллчг.1 «^зирти

.'¡лсссрггщи.иннП'к рлБогы А.кжсеетю^ К .Л, из. тему «Роработкл способов аошлпеэши пэо-злост:! и л-зррмиоштой стойкости ШщерсЭДйно-тк^дйкииегО кикгяевопэ

-^ПУ:® (ХН-15МТЮ1лР) длл гтрдмсгк?^ гя я н;фпя-и-д;:-«:-и промыц представ-

.шннуш ни ^ >к скан к с ученей счзмсни кинди ■ |Д'1 а телнИнес^йЧ 1!иауъ"Г.О СП^ЦОЛЪИОСП 05 16.09 - кМа^рмп. ншедсн и? (чш лезен ие^?.

.'езуль-таты гропсдст'пъ:^ пог^сдольний. а частаггти, р^упьтаты улскнрш т^Й^фт/ трни К'Н'им. р^'чулк:;;-н.1 11кс,и:нных 11имон т к 1Н) кпичн(14Л . р^

3>;Л9>'ИШ)1 :|тр!дчи;:н нмл шзц^ггщш й, у. ч ¡^кть-^1 мрикйд^нн ые и работе ржйыепддцим били ИО-щтльэоиалы лри1 р^&йбЙ&е ^хгшчгиких т^^Йоваипй л зи1ш:тос:\ому оостьну ча к исхч:> лопо производства коваижоЙ и&готоигл. Ьб^яжчЕвядрщ^ч йдаВУ нысиь-ие црочшамрыв л КсИ^оййоилЫс химяктсцгиV! нки и у^кинтя^ итсощЙ-огрекЕТбЩ^'и г.к.-пузта-

11 и I л ■ -I ы ч д н сф и: I >н; ^и 11 ь ;: 1.н 11 ис гк.

В соотлстстпии с рпрайота:п:ьтм:] трибсйийнЁЬщ была Мзуотшзц сип »игтви^ и:г аиа-сд ЭТТ71Й диаметром, р соств;;т;:вин к■ трэдам н и я чн ТУ

I. и |]| и ь:;:п ы к^чи^тки.

^йректор АО «СМК.-;

Д.А. Кацагин

АКТ ПНКДрЕН1®Я

лотч :

ПPИЛОЖEНИE 2. Cеpтификаты качества

Форма № 0041-АФ500-1