Исследование структуры и свойств аустенитной Cr-Mn-Mo стали с высоким суммарным содержанием атомов внедрения
Аннотация
Низкое содержание атомов внедрения повышает свариваемость традиционных нержавеющих аустенитных CrNi-сталей, что важно для листового материала, но снижает предел текучести. Для литых и деформированных материалов более важным является прочность сталей. В этих случаях перспективным способом повышения прочности без потери пластичности является упрочнение твердого раствора атомами внедрения, углеродом и азотом. Согласно литературным данным, лучшие результаты дает совместное легирование С + N.
Для повышения содержания N в стали, без использования выплавки под давлением, используют замену никеля марганцем, который, в отличие от никеля, повышает растворимость азота. Аналогично действуют Cr и Mo, помимо повышения устойчиво сти стали к коррозии. Однако вопросоптимального соотношения легирующих элементов в безникелевых аустенитных сталях с С и N, обеспечивающего повышение механических и коррозионных свойств, пока недостаточно исследован.
Цель работы: исследование свойств и структуры экспериментальных безникелевых нержавеющих сталей, легированных (C+N) и определение оптимального состава и структуры стали, имеющей лучшее сочетание механических и коррозионных свойств. В работе без использования давления азота были выплавлены безникелевые нержавеющие стали с высоким содержанием атомов внедрения (C+N), трех разработанных составов.
Были получены следующие результаты.
1. Прочностные свойства экспериментальных аустенитных сталей, легированных C+N (CN38, CN42 и CN44), зависят от соотношения основных легирующих элементов замещения Mn/Cr, а потенциал питтингообразования Eb – от содержания N.
2. Исследованные стали не уступают по пластичности аустенитной Cr-Ni-стали, а по прочности и коррозионной стойкости превосходят ее.
3. Комплекс наиболее высоких свойств имеет сталь CN44 с максимальным содержанием N и (C+N) и структурой аустенита с наименьшим содержанием избыточных фаз.
4. Оптимальная структура стали, полученная закалкой от 1150С (1ч), термически стабильна до 700 С, что подтверждено значениями микротвердости.
Для повышения содержания N в стали, без использования выплавки под давлением, используют замену никеля марганцем, который, в отличие от никеля, повышает растворимость азота. Аналогично действуют Cr и Mo, помимо повышения устойчиво сти стали к коррозии. Однако вопросоптимального соотношения легирующих элементов в безникелевых аустенитных сталях с С и N, обеспечивающего повышение механических и коррозионных свойств, пока недостаточно исследован.
Цель работы: исследование свойств и структуры экспериментальных безникелевых нержавеющих сталей, легированных (C+N) и определение оптимального состава и структуры стали, имеющей лучшее сочетание механических и коррозионных свойств. В работе без использования давления азота были выплавлены безникелевые нержавеющие стали с высоким содержанием атомов внедрения (C+N), трех разработанных составов.
Были получены следующие результаты.
1. Прочностные свойства экспериментальных аустенитных сталей, легированных C+N (CN38, CN42 и CN44), зависят от соотношения основных легирующих элементов замещения Mn/Cr, а потенциал питтингообразования Eb – от содержания N.
2. Исследованные стали не уступают по пластичности аустенитной Cr-Ni-стали, а по прочности и коррозионной стойкости превосходят ее.
3. Комплекс наиболее высоких свойств имеет сталь CN44 с максимальным содержанием N и (C+N) и структурой аустенита с наименьшим содержанием избыточных фаз.
4. Оптимальная структура стали, полученная закалкой от 1150С (1ч), термически стабильна до 700 С, что подтверждено значениями микротвердости.