Журналы →  Черные металлы →  2023 →  №12 →  Назад

Металловедение и металлография
Название Исследование влияния температуры под деформацию на изменение микроструктуры аустенитной азотосодержащей стали ВНС53-Ш
DOI 10.17580/chm.2023.12.16
Автор Н. М. Вознесенская, О. А. Тонышева, Д. Н. Романенко, Э. А. Елисеев
Информация об авторе

НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия

Н. М. Вознесенская, ведущий научный сотрудник лаборатории № 605 «Конструкционные и специальные стали», канд. техн. наук
О. А. Тонышева, старший научный сотрудник лаборатории № 605 «Конструкционные и специальные стали», канд. техн. наук

Э. А. Елисеев, начальник лаборатории № 605 «Конструкционные и специальные стали», канд. техн. наук


НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия1 ; Губкинский филиал Национального исследовательского технологического университета «МИСИС», Губкин, Россия2
Д. Н. Романенко, старший научный сотрудник лаборатории № 605 «Конструкционные и специальные стали»1, доцент кафедры горного дела2, канд. техн. наук, эл. почта: romanenko-kstu46@yandex.ru

Реферат

Исследована технологическая пластичность в литом состоянии аустенитной коррозионностойкой стали марки ВНС53-Ш (08Х21Г11АН6-Ш), содержащей до 0,6 % N, при температурах деформации (осадки) от 800 до 1200 °C. Сталь выплавлена в открытой индукционной печи типа ИСТ-0,05 с последующим электрошлаковым переплавом на полупромышленной установке ДЭШП-0,1. Испытания на технологическую пластичность проведены путем осадки цилиндрических образцов диаметром (15 ± 0,1) мм и высотой (20 ± 0,05) мм. Выполнен анализ микроструктуры стали после осадки при различных температурах. Металлографические шлифы подвергали электролитическому травлению в 10%-ном растворе щавелевой кислоты. Установлено, что деформация при температурах 800–900 °C вызывает появление в структуре зернограничных выделений, образованных вследствие прерывистого распада твердого раствора с образованием перлитоподобных колоний (смеси пластин нитридов хрома и аустенита). При обжатии образцов при температурах выше 900 °C отмечены процессы рекристаллизации. Новые зерна аустенита образуются преимущественно по границам зерен, как по наиболее дефектным зонам, содержащим дополнительные центры рекристаллизации — карбонитриды, при этом перлитоподобные колонии не обнаружены. Из-за появления в структуре стали ВНС53-Ш нитридно-аустенитной смеси ее деформация со степенью обжатия более 20 % без трещинообразования невозможна. Технологичность стали возрастает при повышении температуры осадки, однако допустимая степень деформации не превышает 35 %.

Работа выполнена в рамках ГК № 21411.1770290019.18.006 от 01.03.2021 г., шифр «Высота» по теме Вс-09 «Разработка технологии выплавки, деформации, термической обработки трубной заготовки для изготовления тонкостенных труб, работающих в условиях высокого давления, из коррозионностойкой стали аустенитного класса ВНС-53Ш».

Ключевые слова Коррозионностойкая сталь, выплавка, электрошлаковый переплав, деформация, технологическая пластичность, микроструктура, микротвердость
Библиографический список

1. Misra R. D. K., Injeti V. S. Y., Somani M. C. The significance of deformation mechanisms on the fracture behavior of phase reversion-induced nanostructured austenitic stainless steel // Sci Rep. 2018. Vol. 8, Iss. 1. 7908. DOI: 10.1038/s41598-018-26352-1
2. Liu G., Liu Y., Cheng Y., Li J. et al. The intergranular corrosion susceptibility of metastable austenitic Cr – Mn – Ni – N – Cu high-strength stainless steel under various heat treatments // Materials. 2019. Vol. 12, Iss. 9. 1385. DOI: 10.3390/ma12091385
3. Cui P., Xing G., Nong Z. et al. Recent advances on composition-microstructure-Properties Relationships of Precipitation hardening stainless steel // Materials. 2022. Vol. 15, Iss. 23. 8443. DOI: 10.3390/ma15238443
4. Каблов Е. Н., Бакрадзе М. М., Громов В. И., Вознесенская Н. М. и др. Новые высокопрочные конструкционные и коррозионностойкие стали для аэрокосмической техники разработки ФГУП «ВИАМ» (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 1. С. 3–11. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-3-11
5. Shcherenkova I. S., Shkatov V. V., Gadalov V. N. Study of electrolytic chromium coatings with ultradisperse superhard fillers // Chemical and Petroleum Engineering. 2015. Vol. 51, Iss. 3. P. 277–282.
6. Gubanov O. M., Shkatov V. V., Kozhukhov A. А. Formation of non-uniform grain structure of steel in the process of heat treatment and method of evaluation of microstructure with significantly non-uniform grain // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52, Iss. 5. P. 996–1001.
7. Севальнев Г. С., Анцыферова М. В., Дульнев К. В., Севальнева Т. Г. и др. Влияние концентрации азота на структуру и свойства экономнолегированной конструкционной стали // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 2. С. 10–16. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-2-10-16
8. Тонышева О. А., Вознесенская Н. М., Громов В. И., Леонов А. В. Высокопрочная коррозионностойкая сталь ВНС-74 применительно к крепежным деталям авиационной техники // Труды ВИАМ. 2022. № 7. 01.
9. Приданцев М. В., Талов Н. П., Левин Ф. Л. Высокопрочные аустенитные стали. — М. : Металлургия, 1969. — 250 с.
10. Shanina B. D., Tyshchenko A. I., Glavatskyy I. N. et al. Chemical nano-scale homogeneity of austenitic CrMnCN steels in relation to electronic and magnetic properties // Journal of materials sciens. 2011. Vol. 46. P. 7725–7736.
11. Дзугутов М. Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. — М. : Металлургия, 1977. — 142 с.
12. Крылов С. А., Евгенов А. Г., Щербаков А. И., Макаров А. А. Новая электрошлаковая печь под давлением ДЭШП-0,1: освоение и перспективы развития // Труды ВИАМ. 2016. № 5. 04. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-5-4-4
13. ГОСТ 9450–76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — Введ. 01.01.1977.
14. ГОСТ Р ИСО 22309–2015. Микроанализ электронно-зондовый. — Введ. 01.06.2016.
15. Банных И. О., Банных О. А. Современное состояние исследований и применения высокоазотистых аустенитных сталей. — М. : Наука и технологии, 2017. — 15 с.
16. Эфрос Б. М., Коршунов Л. Г., Эфрос Н. Б., Дмитриенко В. Ю. Структура и свойства гибридных материалов типа «сэндвич» на основе азотосодержащего сплава. 1. Фазовые и структурные превращения // Физика и техника высоких давлений. 2016. Т. 26. № 3-4. С. 89–94.
17. Гудремон Э. Специальные стали. Т. 2. — М. : Металлургия, 1966. — 583 с.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад