Статьи автора

Расчетная оценка растворимости азота и фазового состава в стали на основе Fe-13% Cr при ее дополнительном легировании (Mn, Mo, V, Nb)

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

Выполнены расчетные оценки растворимости азота в модельных сталях разного состава на основе Fe-13%Cr при дополнительном легировании (небольшим количеством от сотых долей процента до 1,5%) элементами (Mn, Mo, V, Nb), повышающими растворимость азота в твердых растворах на основе железа. Исследовано 60 вариантов составов. На основе ранее полученных собственных экспериментальных данных для азотсодержащих сталей с 16%Cr-5%Ni-Nb для мартенситной стали сделана предварительная оценка коэффициента композиционной устойчивости азота K_у, используемого при расчетах его (азота) растворимости. Полученная величина K_у ниже, чем для аустенитных сталей. Для сталей всех вариантов состава с рассчитанным содержанием азота и разным содержанием дополнительных легирующих элементов (Mn, Mo, V, Nb) выполнены оценки фазового состава с использованием модифицированной диаграммы Шеффлера-Делонга и неравновесной диаграммы Потака-Сагалевич для сталей, обработанных на твердый раствор. Показано в том числе, что все композиции Fe-13%Cr-Mn, Mo, V, Nb с низким содержанием углерода (0,03-0,05%) при максимальной расчетной растворимости азота в металле находятся в мартенситно-ферритной области. Расчетом получена температура начала мартенситного превращения М_н с использованием эмпирической формулы Финклера-Ширры и установлено наличие корреляции между М_н и отношением Ni_экв/Cr_экв (эквиваленты по хрому и никелю, рассчитанные по формулам для модифицированной диаграммы Шеффлера-Делонга).

34 0

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЯХ НА ОСНОВЕ 13% Cr

Номер выпуска 2 от 01.02.2024

По данным для шести модельных плавок изучены структура и фазовый состав стали на основе 13%Cr-1,5%Mn c двумя уровнями содержания азота (~0,10—~0,14%) и углерода (~0,02—~0,20% С), а также добавками молибдена, ванадия и ниобия в состоянии после горячей пластической деформации ковкой и прокаткой с последующей закалкой от разных температур. Методами металлографии, измерений твердости и микротвердости, дифференциального термического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгеновского фазового анализа проведены исследования структуры и фазового состава, оценка температур фазовых превращений в металле полученных образцов горячекатаной стали. Экспериментальные данные по фазовому составу и температурам мартенситного превращения сопоставлены с расчетными, полученными с использованием полуколичественной фазовой диаграммы Потака-Сагалевич, модифицированной фазовой диаграммы Шеффлера—Делонга и эмпирической формулы расчета температуры Мн начала образования мартенсита Финклера—Ширры. Показано, что после деформации и закалки из аустенитной области сталь с ~0,10% N и ~0,02% С имеет мартенситно-ферритную структуру с содержанием феррита 30—50%, а стали с суммарным содержанием азота и углерода ~0,3% имеют мартенситную структуру с разной плотностью частиц избыточных фаз и размером зерна, зависящим от содержания элементов карбидои нитридообразователей. Для изученных сталей выявлены: температуры Ас1 и Ас3; температуры, отвечающие стадиям распада мартенсита, и температуры окончания растворения частиц избыточных фаз при нагреве. Установлена корреляция Мн=f(Niэкв/Crэкв). Подтверждено соответствие фазового состава сталей расчетному по наличию феррита и мартенсита. Наличие небольшого количества остаточного аустенита, который должен быть в структуре четырех составов стали согласно диаграмме Потака—Сагалевич и одного состава стали согласно диаграмме Шеффлера—Делонга, использованными методами исследования не выявлено.

32 0