Ткачук О. М. Фізичні основи анізотропії руйнування металевих полікристалів в агресивних середовищах

Проведено комплексне дослідження причин і закономірностей виникнення і розвитку анізотропії руйнування конструкційних сталей в корозійних середовищах в зв'язку з кристалографічною текстурою і анізотропією коерцитивної сили, які формуються в листах і трубах. Встановлено, що кристалографічна текстура, яка формується в листах і трубах з конструкційної сталі, застосовуваної в нафтовому і газопровідному транспорті, неоднорідна. У приповерхневих шарах формується, як правило, текстура зсуву типу {011} <100>. В серединних шарах при цьому розвивається типова текстура деформації з основним компонентом {001} <110> та додатковими орієнтуваннями {112} <110> + {111} <110>. Показано, що основною причиною анізотропії шаруватих крихких руйнувань в листах і трубах з низько-вуглецевих і легованих сталей є компонент текстури деформації {001} <110> внаслідок того, що площини {001} є основними площинами відколу, уздовж яких полегшено поширення крихких шаруватих і корозійних тріщин. Зародження корозійних тріщин зумовлено підвищеною розчинністю елементів впровадження - в першу чергу, водню і вуглецю в більш сильно спотворених кристалітах текстурного компонента {111} <110 - 112>, - і утворенням метану. Виявлено, що неоднорідність пластичної деформації, що виникла при монтажі трубки зі сталі 15Х5М в торцевий фланець теплообмінника, сприяє формуванню неоднорідної текстури за товщиною трубки, додатковому спотворенню кристалічної гратки і веде до передчасного локального корозійного руйнування теплообмінника при крекінгу нафти. Для рулонної сталі 05кп і виготовлених з неї трубних заготовок і трубних зразків, деформованих внутрішнім тиском на 8% і 18%, встановлено лінійну кореляцію між коерцитивною силою Нс, з одного боку, і полюсною густиною і розширенням відповідних дифракційних ліній, з іншого боку, зі збільшенням ступеня деформації. Зростання коерцитивної сили з деформацією обумовлено збільшенням роботи перемагнічування кристалів при накладенні зовнішнього магнітного поля в напрямках важкого намагнічування <110>, орієнтованих в напрямку прокатки, і <222> та <211>, орієнтованих в поперечному напрямку, а також зростанням мікронапружень і подрібненням областей когерентного розсіювання в певних кристалографічних напрямках.