Трубная стальная заготовка 35ХМ — характеристики и применение
Трубная стальная заготовка из стали 35ХМ — это горячекатаный или кованый полуфабрикат круглого сечения, предназначенный для последующего производства бесшовных труб методами горячей прокатки, прессования или волочения. Легированный состав с хромом и молибденом обеспечивает заготовке повышенную прокаливаемость, прочностные характеристики и сопротивление ползучести, что делает её пригодной для изготовления труб ответственного назначения, работающих под высоким давлением и при повышенных температурах.
Химический состав и механические свойства
Сталь 35ХМ относится к группе конструкционных легированных сталей. Основные легирующие элементы — хром (0,80–1,10 %) и молибден (0,15–0,25 %) — формируют структуру сорбита или троостита после закалки и высокого отпуска. Углерод в пределах 0,32–0,40 % обеспечивает достижение твёрдости и износостойкости. Содержание серы и фосфора ограничено до 0,025 % каждого, что гарантирует чистоту металла по неметаллическим включениям и стабильность при деформации.
Механические свойства трубной заготовки 35ХМ после термической обработки регламентируются для готовой трубы, однако контроль на стадии заготовки проводится по твёрдости и макроструктуре. Предел текучести в термоулучшенном состоянии достигает 650–750 МПа, временное сопротивление — 850–1000 МПа, относительное удлинение — не менее 12 %. Ударная вязкость KCU при +20 C составляет не менее 60 Дж/см, при –40 C — не менее 30 Дж/см.
Технологические параметры производства
Заготовка поставляется диаметром от 60 до 350 мм. Допуски на диаметр и овальность соответствуют классу точности Б или В по ГОСТ 2590. Кривизна не превышает 1 мм на метр длины. Поверхность заготовки не должна иметь плен, трещин, закатов и волосовин; допустимы мелкие дефекты, удаляемые зачисткой глубиной не более 5 % диаметра.
Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию на наличие внутренних расслоений и флокенов, а также проверку макроструктуры на серных отпечатках. Для ответственных применений проводится 100 %-ный неразрушающий контроль.
| Диаметр, мм | Марка стали | Состояние поставки | ГОСТ / ТУ | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 60–120 | 35ХМ | Горячекатаная | ГОСТ 2590 | Трубы для нефтепромысловых трубопроводов |
| 121–200 | 35ХМ | Термообработанная | ТУ 14-3-1128 | Котельные трубы высокого давления |
| 201–350 | 35ХМ | Кованая | ГОСТ 1133 | Заготовки для насосно-компрессорных труб |
Преимущества использования заготовки 35ХМ
Применение трубной заготовки 35ХМ обеспечивает ряд технологических преимуществ при производстве бесшовных труб:
- стабильная прокаливаемость по сечению заготовки до 100 мм без применения дополнительного легирования никелем;
- хорошая обрабатываемость давлением в интервале температур 850–1150 C с широким диапазоном деформаций без образования трещин;
- повышенная стойкость к разупрочнению при отпуске, что позволяет сохранять прочностные характеристики в готовой трубе;
- пригодность к сварке с предварительным подогревом до 200–300 C для изготовления сварных труб большого диаметра;
- устойчивость к водородному охрупчиванию при эксплуатации в сероводородсодержащих средах после соответствующей термообработки.
Отрасли применения готовых труб из стали 35ХМ
Трубы, изготовленные из заготовки 35ХМ, востребованы в энергетическом машиностроении для паропроводов и элементов котлов с температурой пара до 450 C. В нефтегазовом секторе из них производят обсадные и насосно-компрессорные трубы для скважин глубиной до 4000 м. В химической промышленности такие трубы применяются в теплообменных аппаратах и технологических трубопроводах, транспортирующих агрессивные среды при повышенном давлении.
Дополнительно заготовка 35ХМ используется для изготовления труб-заготовок под механическую обработку — гильз цилиндров, плунжеров гидравлических насосов и элементов бурового инструмента, где требуется сочетание прочности, вязкости и износостойкости.
Вопросы и ответы
Какая термическая обработка применяется к трубам из стали 35ХМ?
Готовые трубы подвергаются закалке с нагревом до 850–870 C с охлаждением в масле или воде и последующим высоким отпуском при 580–650 C. Такой режим формирует структуру сорбита отпуска и обеспечивает оптимальное сочетание прочности и ударной вязкости.
Какие дефекты недопустимы в трубной заготовке 35ХМ?
Недопустимы флокены, расслоения, усадочные раковины, трещины и плены на поверхности. Контроль макроструктуры проводится на поперечных темплетах, а сплошность проверяется ультразвуковым методом по всей длине заготовки.
Можно ли использовать заготовку 35ХМ для труб, работающих при криогенных температурах?
Не рекомендуется. Сталь 35ХМ не имеет достаточного запаса вязкости при температурах ниже –60 C из-за отсутствия никеля. Для криогенного применения следует выбирать стали типа 10Г2ФБ или аустенитные хромоникелевые.
Какие методы сварки применимы к трубам из стали 35ХМ?
Допустимы ручная дуговая сварка покрытыми электродами, аргонодуговая сварка неплавящимся электродом и автоматическая сварка под флюсом. Обязателен предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка сварных соединений для снятия напряжений.
