Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЗОТИСТОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 04Х20Н6Г11М2АФБ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ −70 ДО +140 ºС

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-100-107

Полный текст:

Аннотация

Введением значительных концентраций азота в аустенитные стали различных систем легирования достигаются высокие показатели прочности, пластичности, коррозионной стойкости, трибологических свойств. При эксплуатации в условиях низких температур металлических изделий и конструкций существенно возрастает опасность их хрупкого разрушения при различных видах объемного и контактного нагружения. Однако до настоящего времени комплексному изучению механических характеристик (в том числе пластичности, вязкости, трещиностойкости) азотистых сталей при отрицательных температурах испытаний не уделялось столь пристального внимания, как при изучении механических свойств при комнатной температуре.

В настоящей работе проведен комплекс исследований по определению механических свойств и изучению фрактографических особенностей разрушения и эволюции структуры при испытаниях на растяжение при температурах испытаний −70…+140 °С коррозионностойкой азотсодержащей стали 04Х20Н6Г11М2АФБ (0,47 масс. % N) с аустенитной структурой. Обнаружен новый эффект более интенсивного роста прочностных характеристик стали 04Х20Н6Г11М2АФБ в условиях испытаний на статическое растяжение при понижении температуры испытания в интервале от +50 до −70 °С по сравнению с упрочнением при снижении температуры испытания в диапазоне более высоких температур (от +140 до +50 °С) при одновременном некотором росте значений характеристик пластичности в условиях испытаний на растяжение при температурах ниже +20 °С по сравнению с испытаниями при более высоких температурах.

Установлено сохранение преимущественно вязкого характера разрушения стали 04Х20Н6Г11М2АФБ при понижении температуры испытаний на растяжение вплоть до −70 °С, что соответствует нижней границе интервала отрицательных климатических температур.

Об авторах

Роман Анатольевич Саврай
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, заведующий лабораторией конструкционного материаловедения



Алексей Викторович Макаров
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

доктор технических наук, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств



Эдуард Степанович Горкунов
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

академик РАН, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник



Нина Леонидовна Печеркина
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

старший научный сотрудник



Светлана Александровна Роговая
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

младший научный сотрудник



Алевтина Леонтьевна Осинцева
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник



Григорий Юрьевич Калинин
Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», Санкт-Петербург
Россия

кандидат технических наук, начальник лаборатории



Светлана Юрьевна Мушникова
Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», Санкт-Петербург
Россия

кандидат технических наук, начальник сектора



Список литературы

1. Блинов В.М., Банных О.А., Пойменов И.Л., Рашев Ц.В., Андреев Ч.А., Саръиванов Л.А. Износостойкость высокоазотистых немагнитных xромомарганцевыx сталей // Металлы. 1982. № 6. С. 142–145.

2. Коршунов Л.Г., Гойхенберг Ю.Н., Терещенко Н.А., Уваров А.И., Макаров А.В., Черненко Н.Л. Износостойкость и структура поверхностного слоя азотсодержащих нержавеющих аустенитных сталей при трении и абразивном воздействии // Физика металлов и металловедение. 1997. Т. 84. № 5. С. 137–149.

3. Gavriljuk V.G., Berns H. High nitrogen steel: structure, properties, manufacture, applications. Berlin: Springer, 1999. 378 p.

4. Костина М.В., Банных О.А., Блинов В.М. Особенности сталей, легированных азотом // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 12. С. 3–6.

5. Банных О.А. Экономичные нержавеющие азотистые стали как перспективный заменитель легких сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. № 7. С. 9–13.

6. Березовская В.В., Банных О.А., Костина М.В., Блинов Е.В., Шестаков А.И., Саврай Р.А. Влияние термической обработки на структуру и свойства высокоазотистой аустенитной коррозионно-стойкой стали 03Х20АГ11Н7М2 // Металлы. 2010. № 2. С. 34–43.

7. Березовская В.В., Саврай Р.А., Меркушкин Е.А., Макаров А.В. Исследование структуры, механических и коррозионных свойств новых высокоазотистых Cr-Mn-сталей с молибденом // Металлы. 2012. № 3. С. 31–39.

8. Горкунов Э.С., Макаров А.В., Задворкин С.М., Осинцева А.Л., Митропольская С.Ю., Буров С.В., Саврай Р.А., Роговая С.А., Рашев Ц., Жекова Л. Электромагнитный контроль фазового состава, твердости и износостойкости высокоазотистых нержавеющих сталей // Дефектоскопия. 2012. № 12. С. 19–30.

9. Горынин И.В., Рыбин В.В., Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю., Малахов Н.В., Ямпольский В.Д. Создание перспективных принципиально новых коррозионностойких корпусных сталей, легированных азотом // Вопросы материаловедения. 2005. № 2. С. 40–54.

10. Банных О.А., Блинов В.М., Костина М.В. Исследования эволюции структуры азотистой коррозионно-стойкой аустенитной стали 06Х21АГ10Н7МФБ при термодеформационном и термическом воздействии // Вопросы материаловедения. 2006. № 1. С. 9–19.

11. Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю., Нестерова Е.В., Фомина О.В., Харьков А.А. Исследования структуры и свойств высокопрочной коррозионно-стойкой азотистой стали 04Х20Н6Г11М2АФБ // Вопросы материаловедения. 2006. № 1. С. 45–53.

12. Сагарадзе В.В., Уваров А.И., Печеркина Н.Л., Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Ямпольский В.Д. Структура и механические свойства толстолистовой азотсодержащей аустенитной стали 04Х20Н6Г11АМ2БФ // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 102. № 2. С. 250–256.

13. Горынин И.В, Малышевский А.В., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю., Банных О.А., Блинов В.М., Костина М.В. Коррозионно-стойкие высокопрочные азотистые стали // Вопросы материаловедения. 2009. № 3. С. 7–16.

14. Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Харьков А.А. Создание высокопрочных корпусных сталей – от первых экспериментов до наших дней // Вопросы материаловедения. 2011. № 1. С. 17–27.

15. Сагарадзе В.В., Печеркина Н.Л., Завалишин В.А., Филиппов Ю.И., Мушникова С.Ю., Калинин Г.Ю. Влияние скорости охлаждения в интервале 1100–800°С на механические свойства и структуру азотсодержащей аустенитной стали // Вопросы материаловедения. 2011. № 3. С. 5–12.

16. Мушникова С.Ю., Сагарадзе В.В., Филиппов Ю.И., Катаева Н.В., Завалишин В.А., Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Костин С.К. Сравнительный анализ коррозионного растрескивания аустенитных сталей с разным содержанием азота в хлоридных и водородсодержащих средах // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 6. С. 663–672.

17. Сагарадзе В.В., Катаева Н.В., Мушникова С.Ю., Харьков О.А., Калинин Г.Ю., Ямпольский В.Д. Структурные изменения при разных способах плакирования корпусного материала азотистой нержавеющей сталью // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115. № 2. С. 215–224.

18. Gavriljuk V.G., Sozinov A.L., Foct J., Petrov Ju.N., Polushkin Yu.A. Effect of nitrogen on the temperature dependence of the yield strength of austenitic steels // Acta Materialia. 1998. Vol. 46. № 4. P. 1157–1163.

19. Терещенко Н.А., Шабашов В.А., Уваров А.И. Особенности низкотемпературных фазовых превращений в азотсодержащих сталях на Cr-Mn основе // Физика металлов и металловедение. 2010. Т. 109. № 5. С. 464–473.

20. Горкунов Э.С., Путилова Е.А., Задворкин С.М., Макаров А.В., Печеркина Н.Л., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю., Фомина О.В. Особенности поведения магнитных характеристик перспективных азотсодержащих сталей при упругопластической деформации // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 8. С. 884–896.

21. Линдеров М., Зегель К., Виноградов А., Вайднер А., Бирман Х. Особенности деформации ТРИП/ТВИП сталей при различных температурах по данным акустической эмиссии // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2013. № 3. С. 208–212.

22. Pierce D.T., Jiménez J.A., Bentley J., Raabe D., Wittig J.E. The influence of stacking fault energy on the microstructural and strain-hardening evolution of Fe–Mn–Al–Si steels during tensile deformation // Acta Materialia. 2015. Vol. 100. P. 178–190.

23. Mosecker L., Pierce D.T., Schwedt A., Beighmohamadi M., Mayer J., Bleck W., Wittig J.E. Temperature effect on deformation mechanisms and mechanical properties of a high manganese C+N alloyed austenitic stainless steel // Materials Science and Engineering A. 2015. Vol. 642. P. 71–83.

24. Фрактография и атлас фрактограмм / под ред. Дж. Феллоуза. М.: Металлургия, 1982. 489 с.


Рецензия

Для цитирования:


Саврай Р.А., Макаров А.В., Горкунов Э.С., Печеркина Н.Л., Роговая С.А., Осинцева А.Л., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЗОТИСТОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 04Х20Н6Г11М2АФБ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ −70 ДО +140 ºС. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2015;(4):100-107. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-100-107

For citation:


Savray R.A., Makarov A.V., Gorkunov E.S., Pecherkina N.L., Rogovaya S.A., Osintseva A.L., Kalinin G.Yu., Mushnikova S.Yu. MECHANICAL BEHAVIOR OF 04H20N6G11M2AFB NITROGEN AUSTENIC STEEL DURING STATIC TENSION WITHIN THE TEMPERATURE INTERVAL FROM −70 TO +140 ºС. Frontier Materials & Technologies. 2015;(4):100-107. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-100-107

Просмотров: 7


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)