<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">blackmet</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestiya. Ferrous Metallurgy</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-0797</issn><issn pub-type="epub">2410-2091</issn><publisher><publisher-name>National University of Science and Technology "MISIS"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">blackmet-1532</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATERIAL SCIENCE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Структура и механические свойства аустенитных Cr-Ni-Ti сталей после высокотемпературного азотирования</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title></trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7769-7748</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рогачев</surname><given-names>Станислав Олегович</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">csaap@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Стомахин</surname><given-names>Александр Яковлевич</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">alstom@misis.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Никулин</surname><given-names>Сергей Анатольевич</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">nikulin@misis.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кадач</surname><given-names>Максим Васильевич</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">stendek89@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Хаткевич</surname><given-names>Владимир Маркович</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">hatvm87@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>НИТУ "МИСиС"</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>НИТУ «МИСиС»</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-3"><institution>ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова»</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>05</month><year>2019</year></pub-date><volume>62</volume><issue>5</issue><elocation-id>1532</elocation-id><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Рогачев С.О., Стомахин А.Я., Никулин С.А., Кадач М.В., Хаткевич В.М., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Рогачев С.О., Стомахин А.Я., Никулин С.А., Кадач М.В., Хаткевич В.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Рогачев С.О., Стомахин А.Я., Никулин С.А., Кадач М.В., Хаткевич В.М.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1532">https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1532</self-uri><abstract><p>Легирование коррозионностойких аустенитных сталей азотом широко применяется в производстве для стабилизации аустенита, улучшения прочностных и других свойств металла. Возможность легирования азотом титансодержащих сталей путем ввода азота в расплав отсутствует, т.к. это вызывает образование в стали при разливке и кристаллизации металла грубых дефектов (заворотов корки, крупных нитридных включений, скоплений нитридов и др.). Альтернативой жидкофазному азотированию для легирования азотом аустенитных титансодержащих хромо-никелевых сталей с целью повышения их прочностных свойств может служить метод высокотемпературного газового азотирования. В настоящей работе исследована возможность повышения прочностных характеристик тонколистовой аустенитной коррозионностойкой стали типа Х18Н12Т, содержащей 1.5 % и 3 % титана, за счёт применения твердофазного высокотемпературного азотирования. Показано, что высокотемпературное азотирование обеспечивает значительное (в 2 – 3 раза) повышение прочностных характеристик металла по сравнению с состоянием до азотирования, но, естественно, понижает пластичность. В ходе конечной обработки пластичность восстанавливается. На стали типа Х18Н12Т с 1.5 % титана получено увеличение предела текучести – в 3.3 раза (с 180 до 600 МПа), предела прочности – в 1.8 раз (с 540 до 970 МПа) при относительном удлинении на уровне 28 %. На стали с 3 % титана дополнительного увеличения прочностных характеристик не обнаружено. Полученные результаты показывают возможность получения тонколистовой титансодержащей высокоазотистой стали (или изделий из нее, например, тонкостенных труб) путем применения твердофазного высокотемпературного азотирования.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>высокотемпературное твердофазное азотирование</kwd><kwd>аустенитная Cr-Ni-Ti сталь</kwd><kwd>механические свойства</kwd><kwd>микроструктура</kwd><kwd>фазовые превращения</kwd><kwd>нитриды</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гаврилюк В.Г. Физические основы азотистых сталей / Перспективные материалы. Т. II: Конструкционные материалы и методы управления их качеством. Тольятти: ТГУ; - М.: МИСиС, 2007. - С. 5-74</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrilyuk V.G. Fizicheskie osnovy azotistykh stalei / Perspektivnye materialy. T. II: Konstruktsionnye materialy i metody upravleniya ikh kachestvom [The physical basis of nitrogen steels / Prospective materials. V. II: Construction materials and methods of quality management]. Tol'yatti: TGU; Moscow: MISiS, 2007, pp. 5–74 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Svyazhin A.G., Prokoshkina V.G., Kossyrev K.L. Effect of nitrogen on structure properties of thermomechanically strengthened steels // Proc. 10th Int. Conf. High Nitrogen Steels HNS 2009 (Moscow, Russia, July 6-8, 2009). - M.: MISIS, 2009 - pp. 77-82</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Svyazhin A.G., Prokoshkina V.G., Kossyrev K.L. Effect of nitrogen on structure properties of thermomechanically strengthened steels // Proc. 10th Int. Conf. High Nitrogen Steels HNS 2009 (Moscow, Russia, July 6-8, 2009). M.: MISIS, 2009. pp. 77–82</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шпайдель М.О. Новые азотосодержащие аустенитные нержавеющие стали с высокими прочностью и пластичностью // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2005. - № 11. - С. 9-14</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shpaidel' M.O. New nitrogen-containing austenitic stainless steels with high strength and ductility // Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 2005, no. 11, pp. 9-14 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Berezovskaya V.V., Bobrova V.E., MelNik V.P., Kostina M.V., Blinov E.V., Bannykh I.O. Corrosion properties of austenitic cr-mn-ni-n steels with various manganese concentrations // Russian metallurgy (Metally). - 2008. - V. 2008. - P. 29-33 (https://doi.org/10.1134/S0036029508010060)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Berezovskaya V.V., Bobrova V.E., MelNik V.P., Kostina M.V., Blinov E.V., Bannykh I.O. Corrosion properties of austenitic cr-mn-ni-n steels with various manganese concentrations // Russian metallurgy (Metally). 2008, vol. 2008, pp. 29–33 (https://doi.org/10.1134/S0036029508010060)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рашев Ц.В. Высокоазотистые стали. Металлургия под давлением. - София: Изд-во Болгарской академии наук «Проф. Марин Дринов», 1995. - 218 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rashev Ts.V. Vysokoazotistye stali. Metallurgiya pod davleniem [High nitrogen steel. Pressure metallurgy]. Sofiya: Izdatel'stvo Bolgarskoi akademii nauk ‘Prof. Marin Drinov’, 1995, 218 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Поволоцкий Д.Я., Гудим Ю.А. Производство нержавеющей стали. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1998. - 236 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Povolotskii D.Ya., Gudim Yu.A. Proizvodstvo nerzhaveyushchei stali [Stainless steel production]. Chelyabinsk: Izdatel'stvo ‘YuUrGU’, 1998, 236 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бородулин Г.М., Мошкевич Е.И. Нержавеющая сталь. - М.: Металлургия, 1973. - 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Borodulin G.M., Moshkevich E.I. Nerzhaveyushchaya stal' [Stainless steel]. Moscow: Metallurgiya, 1973, 320 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yoo D.K., Lee H.J., Kang C.Y., Kim K.H., Kim Y.H., Sung J.H. A study on nitrogen permeation and tempering heat treatment of AISI type 409L ferritic stainless steel // Solid State Phenomena. - 2006. - V. 118. P. 149-154 (https://www.scientific.net/SSP.118.149)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yoo D.K., Lee H.J., Kang C.Y., Kim K.H., Kim Y.H., Sung J.H. A study on nitrogen permeation and tempering heat treatment of AISI type 409L ferritic stainless steel // Solid State Phenomena. 2006, vol. 118, pp. 149–154 (https://www.scientific.net/SSP.118.149)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nikulin S.A., Rogachev S.O., Khatkevich V.M., Rozhnov A.B. Hardening of Ferritic Corrosion-Resistant Steel by the Method of Internal Nitriding // Metal Science and Heat Treatment. - 2013. V. 55. - P. 351-354 (https://link.springer.com/article/10.1134/S0031918X14020148)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikulin S.A., Rogachev S.O., Khatkevich V.M., Rozhnov A.B. Hardening of Ferritic Corrosion-Resistant Steel by the Method of Internal Nitriding // Metal Science and Heat Treatment. 2013, vol. 55, pp. 351–354 (https://link.springer.com/article/10.1134/S0031918X14020148)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Khatkevich V.M., Nikulin S.A., Rozhnov A.B. Rogachev, S.O. Mechanical Properties and Fracture of Ferritic Corrosion-Resistant Steels After High-Temperature Nitriding // Metal Science and Heat Treatment. - 2015. - V. 57. - P. 205-209 (https://link.springer.com/article/10.1007/s11041-015-9862-x)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khatkevich V.M., Nikulin S.A., Rozhnov A.B. Rogachev, S.O. Mechanical Properties and Fracture of Ferritic Corrosion-Resistant Steels After High-Temperature Nitriding // Metal Science and Heat Treatment. 2015, vol. 57, pp. 205–209 (https://link.springer.com/article/10.1007/s11041-015-9862-x)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петрова Л.Г. Упрочнение аустенитных сталей и сплавов за счет формирования твердого раствора при азотировании // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2007. - № 4. - С. 9-17</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrova L.G. Uprochnenie austenitnykh stalei i splavov za schet formirovaniya tverdogo rastvora pri azotirovanii [Hardening of austenitic steels and alloys due to the formation of a solid solution by nitriding] // Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. 2007, no. 4, pp. 9–17 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sung J.H., Kong J.H., Yoo D.K., On H.Y., Lee D.J., Lee H.W. Phase changes of the AISI 430 ferritic stainless steels after high-temperature gas nitriding and tempering heat treatment // Materials Science and Engineering A. - 2008. - V. 489. - P. 38-43 (https://doi.org/10.1016/j.msea.2007.11.078)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sung J.H., Kong J.H., Yoo D.K., On H.Y., Lee D.J., Lee H.W. Phase changes of the AISI 430 ferritic stainless steels after high-temperature gas nitriding and tempering heat treatment // Materials Science and Engineering A. 2008, vol. 489, pp. 38–43 (https://doi.org/10.1016/j.msea.2007.11.078)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Peng D.Q., Kim T.H., Chung J.H., Park J.K. Development of nitride-layer of AISI 304 austenitic stainless steel during high-temperature ammonia gas-nitriding // Applied Surface Science. - 2010. - V. 256. - P. 7522-7529 (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.05.100)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Peng D.Q., Kim T.H., Chung J.H., Park J.K. Development of nitride-layer of AISI 304 austenitic stainless steel during high-temperature ammonia gas-nitriding // Applied Surface Science. 2010, vol. 256, pp. 7522–7529 (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.05.100)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Petrova L.G. Internal nitriding of high-temperature steels and alloys // Metal Science and Heat Treatment. - 2001. - V. 43. - P. 11-17 (https://doi.org/10.1023/A:1010405819435)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrova L.G. Internal nitriding of high-temperature steels and alloys // Metal Science and Heat Treatment. 2001, vol. 43, pp. 11–17 (https://doi.org/10.1023/A:1010405819435)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Belomyttsev M.Yu. A study of processes of phase formation and hardening in molybdenum alloys after internal nitriding // Metal Science and Heat Treatment. - 2018. - V. 60. - P. 243-252 (https://doi.org/10.1007/s11041-018-0268-4)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belomyttsev M.Yu. A study of processes of phase formation and hardening in molybdenum alloys after internal nitriding // Metal Science and Heat Treatment. 2018, vol. 60, pp. 243–252 (https://doi.org/10.1007/s11041-018-0268-4)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Garz´on C.M., Tschiptschin A.P. EBSD texture analysis of a high temperature gas nitrided duplex stainless steel // Materials Science and Engineering A. - 2006. - V. 441. - P. 230-238 (https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.08.018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Garz´on C.M., Tschiptschin A.P. EBSD texture analysis of a high temperature gas nitrided duplex stainless steel // Materials Science and Engineering A. 2006, vol. 441, pp. 230–238 (https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.08.018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lakhtin Yu.M. High-temperature nitriding. Metal Science and Heat Treatment. - 1991. - V. 33. - P. 124-130</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lakhtin Yu.M. High-temperature nitriding. Metal Science and Heat Treatment. 1991, vol. 33, pp. 124–130</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Кадач М.В., Лысенкова Е.В., Стомахин А.Я. Применение высокотемпературного азотирования для повышения прочности тонколистовой титансодержащей стали типа Х18Н12АТ // Деформация и разрушение материалов. - 2017. - № 6. - С. 34-38</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rogachev S.O., Khatkevich V.M., Kadach M.V., Lysenkova E.V., Stomakhin A.Ya. Primenenie vysokotemperaturnogo azotirovaniya dlya povysheniya prochnosti tonkolistovoi titansoderzhashchei stali tipa Kh18N12AT [The use of high-temperature nitriding to increase the strength of sheet titanium-containing Kh18N12AT type steel] // Deformatsiya i razrushenie materialov. 2017, no. 6, pp. 34–38 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Кадач М.В., Лысенкова Е.В., Стомахин А.Я. Возможность получения титансодержащей высокоазотистой стали типа Х18Н12АТ с применением высокотемпературного азотирования листа // Фазовые превращения и прочность кристаллов: сб. тезисов IX Международной конференции. - Черноголовка, 2016. - С. 112</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rogachev S.O., Khatkevich V.M., Kadach M.V., Lysenkova E.V., Stomakhin A.Ya. Vozmozhnost' polucheniya titansoderzhashchei vysokoazotistoi stali tipa Kh18N12AT s primeneniem vysokotemperaturnogo azotirovaniya lista [The possibility of obtaining titanium-containing high-nitrogen Kh18N12AT type steel using high-temperature nitriding sheet] // Fazovye prevrashcheniya i prochnost' kristallov: sb. tezisov IX Mezhdunarodnoi konferentsii. - Chernogolovka, 2016. pp. 112 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Winiowski A. Impact of Conditions and Parameters of Brazing of Stainless Steel and Titanium on Mechanical and Structural Properties of Joints // Archives of Metallurgy and Materials. - 2007. - V. 52. - P. 593-608</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Winiowski A. Impact of Conditions and Parameters of Brazing of Stainless Steel and Titanium on Mechanical and Structural Properties of Joints // Archives of Metallurgy and Materials. 2007, vol. 52, pp. 593–608</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
