Защита диссертации состоится 29 февраля г. Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: Современный этап развития металлургии характеризуется значительным расширением сортамента металлопродукции, ее качественным и количественным ростом, увеличением объемов производства и повышением эксплуатационных свойств сталей при одновременном снижении металлоемкости готовых изделий. При этом наблюдаются две основные тенденции в разработке сталей новых марок: С другой стороны, приходится соотносить рост потребности в высоколегированных сталях с их стоимостью. Развитие новых отраслей техники, а также интенсификация существующих физико-химических процессов производства материалов и изделий требуют резкого повышения качества металла, уровня служебных характеристик и надёжности изделий. Как правило, с повышением прочности нержавеющих сталей происходит снижение пластичности и коррозионной стойкости. Необходимость одновременного увеличения прочностных и коррозионных свойств обусловлена растущими требованиями к качеству материалов. Поэтому должно быть нетрадиционное решение для создания нержавеющих сталей с повышенным комплексом прочностных и коррозионных свойств. Такие легирующие элементы как азот и кремний являются широко распространенными в природе и в связи с этим достаточно дешевыми. Кремний вводится в нержавеющие стали для повышения коррозионной стойкости в сильноокислительных средах. Нержавеющие стали, легированные азотом, обладают устойчивой аустенитной структурой в широком интервале температур и одновременно высокой прочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью. Благодаря введению азота в сталь снижается необходимость в дорогостоящих легирующих элементах, например, никеле, марганце и при определенных условиях молибдене. Легирование нержавеющих сталей азотом позволяет решать не только вопросы повышения их прочности и снижения металлоемкости изделий, но и экономии дорогостоящих легирующих элементов. Целью настоящей диссертационной работы являлось определение возможности получения аустенитной структуры при совместном легировании аустенитообразующим элементом азотом и ферритообразующим элементом кремнием стали систем Х17Н9, Х18Н11 и на основе. Исследовать раздельное и совместное влияние азота и кремния на механические свойства низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы легирования Ре-От-М-М-Бь. Показано, что основной вклад в твердорастворное упрочнение вносит азот, а кремний оказывает более слабое воздействие. Основной вклад в повышение коррозионной стойкости в сильноокислительных средах вносит кремний, действие азота в этом направлении слабее. Экспериментально доказана причина положительного влияния азота в нержавеющих сталях на сопротивление разрушению в условиях воздействия агрессивной среды благодаря повышению стабильности ау-стенита и снижению уровня локальной концентрации микронапряжений. Разработаны низкоуглеродистые аустенитные нержавеющие стали, легированные азотом и кремнием - 03Х17Н9АС2, 03Х14Н9АС4. В работе при непосредственном участии автора получен и обработан весь экспериментальный материал:. Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных методов исследования, включая рентгеноструктурный анализ и сканирующую электронную микроскопию, а также корреляцией расчетных значений фазового состава, механических и коррозионных свойств с экспериментальными данными, полученными в работе. Соответствие содержания диссертации паспорту специальности, по которой она рекомендуется к защите. Работа соответствует формуле и пункту 1 области исследования специальности По материалам диссертации сделано семь докладов. Результаты работы были доложены и обсуждены:. Москва 23 апреля г ;. Москва июля г. Москва 12 ноября г. Москва декабря г. Москва мая г. Волгоград сентября г. По материалам диссертации опубликовано 13 работ в том числе патент на изобретение , из них пять статей в журналах из перечня ВАК РФ. Список публикаций приведен в конце автореферата. Объем и структура диссертации. Диссертация содержит страниц машинописного текста, 61 рисунок, 14 таблиц, состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка литературы из источника, трех приложений. Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, ее научная новизна и практическая значимость работы. Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором на основании опубликованных источников рассмотрены современные представления о формировании структуры и комплекса физико-механических и коррозионных свойств азотсодержащих аустенитных нержавеющих сталей. Отдельно показано влияние азота и кремния на прочностные и коррозионные свойства аустенитных нержавеющих сталей. Вторая глава посвящена обоснованию выбора системы легирования и химического состава сталей, а также описанию методов исследований, проведенных автором при выполнении диссертационной работы. Металл заданного химического состава выплавляли в лабораторной вакуумной печи ПИВК вместимостью 10,5 кг. Слитки перед ковкой подвергались механической зачистке. Ковка слитков на круг диам. Для определения возможности легирования нержавеющих сталей азотом была рассчитана его растворимость при атмосферном давлении. Для определения фазового состава сталей заданного химического состава использовали структурные диаграммы Шеффлера, Потака и Сагалевич, согласно которым определяли эквиваленты хрома и никеля, а также хромовые эквиваленты ферритообразования и мартенситообра-зования. Оценка прочностных свойств исследуемых сталей проводилась с помощью следующих корреляционных уравнений:. Склонность сталей к замедленному разрушению КРН , а также параметры трещиностойкости определяли при испытаниях на статический. Для испытаний использовались ударные образцы размерами 10x10x55 мм с острым надрезом глубиной 2 мм и радиусом в вершине 0,25 мм. Испытания проводили при трехточечном изгибе с записью диаграммы нагрузка-деформация. Коррозионная среда - 0,1 нормальный раствор серной кислоты с добавкой тиомочевины. Микроструктуру сталей исследовали на оптическом микроскопе ЫеорЬоС 2. Для выявления микроструктуры шлифы из стали 03Х18Н11 травили электролитическим способом в водном растворе сернокислого аммония и лимонной кислоты при напряжении В и выдержке с. Использование реактива указанного состава вызвано отсутствием признаков травления рассмотренных образцов электролитическим способом в водном растворе сернокислого аммония и лимонной кислоты. Анализ поверхности образцов исследуемых сталей после коррозионных испытаний проводили на сканирующем электронном микроскопе 7ео1 ббДОЦУ, имеющем пространственное разрешение 3 нм. О среднем уровне микронапряжений судили по ширине интерференционных линий Величину локальных концентраций микронапряжений неоднородность распределения оценивали как отношение суммы площадей участков слабой интенсивности дифрактограммы к общей интегральной интенсивности. Влияние легирования на фазовый состав низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы Ре-Сг-М-Ы-Б! В третьей главе приведены результаты исследований влияния легирования на растворимость азота при атмосферном давлении, фазовый состав и прочностные свойства низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы Ре-Сг-Ыь-Ы-Бь. Показано, что хром повышает растворимость азота в металле. Никель и кремний оказывают противоположное действие - снижают растворимость азота в металле. На основе расчетных данных о растворимости азота в исследуемых сталях и структурной диаграммы Шеффлера, установлены расположения одно- и многофазных областей в зависимости от величины хромового и никелевого эквивалентов рис. Низкоуглеродистые нержавеющие стали системы Ре-Сг-КП-Ы-З! При хромовом эквиваленте 16 и никелевом эквиваленте 9 рис. С увеличением хромового и никелевого эквивалентов рис. Равновесные доли фаз в исследованных сталях: Азот, образующий с аусте-нитом раствор внедрения, наиболее сильно упрочняет твердый раствор, действие кремния, образующего с аустенитом раствор замещения, слабее. Термодинамический расчет условий выделения избыточных фаз при нагреве закаленных низкоуглеродистых аустенит-ных нержавеющих сталей системы Ре-Сг-М-Ы-Б! В четвертой главе приведены результаты термодинамического расчета условий выделения избыточных фаз Сг23С6, Сг21чГ, б-феррита при нагреве закаленной стали, влияющих на комплекс механических и коррозионных свойств низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы Бе-О-М-М-Бь Термодинамический расчет областей существования избыточных фаз в исследуемых нержавеющих сталях осуществлялся на основе термодинамической компьютерной модели фазового состава сталей, которая позволяет при заданных общих концентрациях легирующих элементов, температуре и давлении определить, какие из возможных в рассматриваемой системе фаз находятся в равновесии, рассчитать их количество и химический состав. В стали 03Х18Н11 образование нитридов хрома Сг21М не происходит из-за отсутствия в составе легирующего элемента азота. При этом пластические свойства нержавеющих сталей, легированных азотом и кремнием, не уменьшились и остались на уровне стали 03Х18Н11, а для некоторых сталей даже оказались выше, чем у стали 03Х18Н Выбор указанного интервала температур. Указанное свойство при сварке изделий из таких сталей электродами, близкими или однородными по химическому составу, гарантирует отсутствие в сварной конструкции зон термического влияния с ухудшенными механическими и коррозионными свойствами. Все стали после закалки имеют аустенитную структуру без заметных выделений избыточных фаз. Это обстоятельство обусловлено наличием в данных сталях азота, который, как известно, замедляет образование приграничных выделений в аустенитных нержавеющих сталях. Результаты испытаний на стойкость исследуемых сталей к замедленному разрушению, а также определение параметров трещиностойко-сти и сопротивления КРН показали, что стали системы легирования Fe-Cr-Ni-N-Si обладают более высокими характеристиками сопротивления разрушению, чем сталь 03Х18Н11 табл. Вероятность внезапного хрупкого разрушения в первую очередь определяется работой распространения трещины Ар. Исследования влияния содержания азота в металле на характеристики сопротивления разрушению рис. Влияние содержания азота в исследуемых сталях на характеристики сопротивления разрушению: Исследование уровня остаточных внутренних микронапряжений показало, что деформация повышает средний уровень микронапряжений ширина интерференционных линий В для всех исследуемых сталей. Локальные микронапряжения уменьшаются при увеличении содержания азота в стали как в исходном, так и в деформированном состоянии, что, по-видимому, является следствием повышения устойчивости аустенита. Зависимость локальной концентрации микронапряжений 6, ширины интерференционной линии В от содержания азота в исследованных сталях. Зависимость работы зарождения трещины Л и работы распространения трещины Лр от локальной концентрации микронапряжений в исследованных сталях. С увеличением локальной концентрации микронапряжений происходит снижение работы зарождения и распространения трещины. А как было показано выше, с повышением содержания азота в стали происходит снижение локальной концентрации микронапряжений. Таким образом, экспериментально доказана причина положительного влияния азота в аустенитных нержавеющих сталях на повышение трещиностойкости и сопротивления КРН в результате повышения стабильности аустенита и снижения уровня локальной концентрации микронапряжений. Это связано со способностью кремния, также как и хрома, обогащать поверхностные слои и тем самым увеличивать защитные свойства пассивирующих пленок. Видно, что наименьшей коррозионной стойкостью обладает. Низкоуглеродистые аустенитные нержавеющие стали, легированные азотом и кремнием см. У остальных сталей с тем же содержанием кремния и азота растворение границ не происходит. Наибольшей коррозионной стойкостью после всех режимов провоцирующего отпуска и ч испы-. Это означает, что одним из основных элементов, увеличивающих коррозионную стойкость в сильноокислительной среде, является кремний, а действие азота слабее. Структура и свойства низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей марок 03Х17Н9АС2 и 03Х14Н9АС4. Химический состав и требуемые механические свойства представлены в табл. Установлено, что при совместном легировании азотом и кремнием сталей системы Бе-Сг-М основной вклад в повышение твердорастворного упрочнения вносит азот, а в повышение коррозионной стойкости в сильноокислительных средах - кремний. Установлено, что азот повышает трещиностойкость и сопротивление замедленному разрушению под напряжением при испытаниях в коррозионной среде при насыщении водородом за счет стабилизации структуры аустенита и снижения уровня остаточных локальных микронапряжений. Даны рекомендации по применению сталей для работы в условиях воздействия высоких нагрузок сталь 03Х17Н9АС2 и сред с высокой окисляющей способностью сталь 03Х14Н9АС4. Перспективы развития металлургических технологий: Подписано в печать Заключение по главе Современный этап развития металлургии характеризуется значительным расширением сортамента металлопродукции, неизменным ее качественным и количественным ростом, увеличением объемов производства и повышением эксплуатационных свойств сталей при одновременном снижении металлоемкости готовых изделий. При этом наблюдаются две основные тенденции в разработке новых сталей: Развитие новых отраслей техники, а также интенсификация существующих процессов физической и химической технологии производства материалов и изделий требуют резкого повышения качества металла, уровня служебных характеристик и надёжности изделий. Легирующие элементы азот и кремний являются широко распространенными в природе и в связи с этим достаточно дешевыми. Нержавеющие стали, легированные азотом, обладают одновременно высокой прочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью и устойчивой аустенитной структурой в широком интервале температур. Благодаря введению азота в сталь снижается необходимость в дорогостоящих легирующих элементах, например, никеле, марганце или молибдене. Однако кремний является сильным ферритообразующим элементом. Действие кремния в 3 раза сильнее действия хрома, основного легирующего элемента в нержавеющих сталях. Поэтому для получения аустенитной структуры в нержавеющих сталях, легированных кремнием, необходимо увеличивать количество таких дорогостоящих элементов, как никель и марганец. Азот является сильным аустенитообразующим элементом. Его аустенитоообразующее действие оценивается в 30 раз более сильное, чем действие никеля - основного аустенитообразующего элемента в нержавеющих сталях. Таким образом, разработка нержавеющих сталей, легированных азотом и кремнием, с одной стороны совместит в себе положительные влияния этих двух элементов, а с другой стороны позволит сэкономить дорогостоящие легирующие элементы. Целью настоящей диссертационной работы являлось определение возможности получения аустенитной структуры при совместном легировании аустенитообразующим элементом азотом и ферритообразующим элементом кремнием систем Х17Н9, Х18Н11 и на основе выявленных закономерностей в системе состав-структура-свойства разработка новой низкоуглеродистой аустенитной нержавеющей стали, обладающей повышенным уровнем прочности и коррозионной стойкости в сильноокислительных средах, по сравнению со сталью 03X18Н Определить оптимальное содержание легирующих элементов Сг, N1, К, 81 для получения однофазной аустенитной структуры в исследуемых сталях. Диссертация содержит страницы машинописного текста, 61 рисунок, 14 таблиц, состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка литературы из источника, 3 приложений. Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором на основании опубликованных данных рассмотрены современные представления о влияние азота и кремния на формирование структуры и комплекса физико-механических и коррозионных свойств аустенитных нержавеющих сталей. В третье главе приведены результаты исследований влияния легирования на фазовый состав низкоуглеродистых аустенитных. Изучено влияние деформации исследуемых сталей на стабильность аустенитной структуры. Проведены комплексные исследования поверхности образцов после коррозионных испытаний с помощью сканирующего электронного микроскопа. В седьмой главе представлен химический состав, структура и свойства низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей марок 03Х17Н9АС2 и 03Х14Н9АС4. Приведены требуемые механические и коррозионные свойства, а также область применения таких сталей. Показано, что основной вклад в твердорастворное упрочнение вносит азот. Действие кремния значительно слабее. Основной вклад в повышение коррозионной стойкости в сильноокислительных средах вносит кремний. Действие азота в этом направлении слабее. Экспериментально доказана причина положительного влияния азота в нержавеющих сталях на сопротивление разрушению в условиях воздействия агрессивной среды за счет повышения стабильности аустенита и снижения уровня локальной концентрации микронапряжений. В работе при непосредственном участии автора получен и обработан весь экспериментальный материал: Техносфера - библиотека технических наук, авторефераты и диссертации. Металловедение и термическая обработка металлов автореферат диссертации по металлургии, Влияние азота и кремния на механические и коррозионные свойства низкоуглеродистой аустенитной стали для применения в сильноокислительных средах. Читать диссертацию Читать автореферат. Автореферат диссертации по теме "Влияние азота и кремния на механические и коррозионные свойства низкоуглеродистой аустенитной стали для применения в сильноокислительных средах". Институт металлургии и материаловедения им. Байкова РАН Защита диссертации состоится 29 февраля г. Автореферат разослан 27 января г. Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, старший научный сотрудник Н. Целью настоящей диссертационной работы являлось определение возможности получения аустенитной структуры при совместном легировании аустенитообразующим элементом азотом и ферритообразующим элементом кремнием стали систем Х17Н9, Х18Н11 и на основе выявленных закономерностей в системе состав-структура-свойства разработать новую низкоуглеродистую аустенитную нержавеющую сталь, легированную азотом и кремнием, которая обладает повышенным уровнем прочности и коррозионной стойкости в сильноокислительных средах по сравнению с широко применяемой в нашей стране сталью 03Х18Н С этой целью в данной работе решались следующие основные задачи: Исследовать раздельное и совместное влияние азота и кремния на механические свойства низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы легирования Ре-От-М-М-Бь 3. Практическая значимость работы состоит в следующем: На защиту выносятся следующие положения: Результаты работы были доложены и обсуждены: Литературный обзор Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором на основании опубликованных источников рассмотрены современные представления о формировании структуры и комплекса физико-механических и коррозионных свойств азотсодержащих аустенитных нержавеющих сталей. Методика проведения исследований и выбор материала для исследований Вторая глава посвящена обоснованию выбора системы легирования и химического состава сталей, а также описанию методов исследований, проведенных автором при выполнении диссертационной работы. Для определения возможности легирования нержавеющих сталей азотом была рассчитана его растворимость при атмосферном давлении в нержавеющих сталях системы Ре-Сг-М-К-Б! Оценка прочностных свойств исследуемых сталей проводилась с помощью следующих корреляционных уравнений: Это говорит о том, что разрушение металла происходит по вязкому механизму. Зависимость работы зарождения трещины Л и работы распространения трещины Лр от локальной концентрации микронапряжений в исследованных сталях пряжений рис. Видно, что наименьшей коррозионной стойкостью обладает Рис. Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях: Текст работы Науменко, Виталий Владимирович, диссертация по теме Металловедение и термическая обработка металлов. Определить оптимальное содержание легирующих элементов Сг, N1, К, 81 для получения однофазной аустенитной структуры в исследуемых сталях 2. Объем и структура диссертации Диссертация содержит страницы машинописного текста, 61 рисунок, 14 таблиц, состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка литературы из источника, 3 приложений. В третье главе приведены результаты исследований влияния легирования на фазовый состав низкоуглеродистых аустенитных нержавеющих сталей системы Ре-Сг-М-К-Бь Рассчитана растворимость азота при атмосферном давлении в исследуемых сталях.
Идея 74 интернет челябинск
Где продать поддоны деревянные б у
Оксид азота(IV)
Признаки существительного таблица
Выучить английский язык в домашних разговорный
Напишем добавить сообщение
Дом правительства московской области как добраться
Смородина огни урала описание
Надо ли варить сушеные грибы перед жаркой
Переход на другую работу стихи
Стихи на румынском языке про зиму
Робот пылесос х900
Нитриды
Через сколько дифлюкан выводится из организма
Свойства творога для организма человека
Айфон 6 s экран сколько дюймов
Пляжи сестрорецка где можно купаться
Warcraft 3 карта город
Нитриды
Море зимой описание
Характеристика малой группы психология
Пархоменко суть событий последний выпуск
Инструкция к принтеру canon mp280