Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 12 %-НОЙ ХРОМИСТОЙ СТАЛИ С НЕСТАБИЛЬНЫМ АУСТЕНИТОМ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-5-374-379

Полный текст:

Аннотация

Исследованы структура и механические свойства стали 35Х12Г3МВФДР. Показано, что в состоянии после нормализации, либо закалки в стали присутствует до 35  % (об.) аустенита и по этому признаку она относится к мартенситно-аустенитному классу. При термических воздействиях (отпуск, длительные температурные выдержки или изотермическая закалка) аустенит превращается в мартенсит за время, не превышающее 2 ч. Мартенсит стали 35Х12Г3МВФДР обладает большой термической устойчивостью: первые признаки его превращения в сорбитообразную структуру наблюдаются после 25 ч при изотермической закалке при 640 °С, а полный его распад про- исходит после 50 ч. Распад мартенсита сопровождается снижением характеристик жаропрочности и твердости. Старение закаленной и отпущенной стали 35Х12Г3МВФДР при температурах 670 – 720 °С приводит к снижению твердости с 61 – 65 HRA до 55 – 60 HRA за время 1600 – 3200 ч, предела текучести при 20 °С с 1350 МПа до 750 – 850 МПа, а при 720 °С с 310 МПа до 160 – 230 МПа за первые 600  ч выдержки, после чего снижение механических характеристик прекращается. Состояние мартенситной структуры стали 35Х12Г3МВФДР определяет ее сопротивление ползучести при 700 °С. Так, сохранение мартенсита в структуре стали при малых временах изотермической закалки (до 24 ч при 640 °С) не снижает предел ползучести в сравнении с состоянием после простой закалки с последующим высоким отпуском и имеет значения 86,2 ± 9,4 МПа и 89,3 ± 8,8 МПа соответственно. В то же время распад мартенситной структуры в результате длительного старения (1600 ч при 670 °С) приводит к снижению данной характеристики до 63,9 ± 7,1 МПа. В отличие от мартенсита, аустенит в исследуемой стали 35Х12Г3МВФДР термически нестабилен и претерпевает превращение в мартенсит уже после 1 – 2  ч в зависимости от температуры нагрева.

 

Об авторах

М. Ю. Беломытцев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
д.т.н., профессор кафедры металловедения и физики прочности


Д. А. Козлов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
к.т.н., ведущий инженер-электроник кафедры металловедения и физики прочности


Е. И. Кузько
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
к.ф.-м.н., старший преподаватель кафедры металловедения и физики прочности


А. В. Моляров
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
аспирант кафедры металловедения и физики прочности


Т. Н. Носиров
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
магистрант кафедры металловедения и физики прочности


Список литературы

1. Ма Б.М. Материалы ядерных энергетических установок. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 408 с.

2. Zinkle S.J. Advanced materials for fusion technology // Fusion engineering and design. 2005. Vol. 74. No. 1 – 4. P. 31 – 40.

3. Марочник сталей и сплавов. / Под общ. ред. Ю.Г. Драгунова, А.С. Зубченко. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 2014. – 1216 c.

4. IAEA nuclear energy series No. NF-T-4.2 / Structural materials for liquid metal cooled fast reactor fuel assemblies – operational behaviour. International atomic energy agency. Vienna. 2012. – 103 p.

5. Ланская К.А. Жаропрочные стали. – М.: Металлургия, 1969. – 245 c.

6. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. – М.: Металлургия, 1969. – 752 c.

7. Алексеенко И.Ф. Структура и свойства теплостойких конструкционных и нержавеющих сталей. – М.: Оборонгиз, 1962. – 216 c.

8. Рачков В.И., Образцов С.М., Конобеев Ю.В. и др. Анализ и прогнозирование физико-механических свойств реакторной стали методами искусственного интеллекта и прикладной статистики // Атомная энергия. 2014. Т. 116. № 5. С. 259 – 261.

9. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей. – М.: Металлургия, 1982. – 184 c.

10. Гудремон Э.А. Специальные стали. Т. 1. – М.: Металлургия, 1966. – 734 c.

11. Белов К.П. Магнитные превращения. – М.: Физматгиз, 1959. – 260 с.

12. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. – М.: Металлургия, 1982. – 632 с.

13. Физическое материаловедение: Учебник для вузов. Т. 6. Ч. 1. Конструкционные материалы ядерной техники / Б.А. Калин, П.А. Платонов, И.И. Чернов, Я.И. Штромбах – М.: МИФИ, 2008. – 672 с.

14. Alamo A., Brachet J-C., Castaing A. etc. Physical metallurgy and mechanical behaviour of FeCrWTaV low activation martensitic steels: effects of chemical composition // Journal of nuclear materials. 1998. No. 258 – 263. P. 1228 – 1235.

15. Борздыка А.М., Цейтлин В.З. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. – М.: Машиностроение, 1964. – 248 c.

16. Энтин Р.И. Превращения аустенита в стали. – М.: Металлург-издат, 1960. – 253 c.

17. Ланская К.А. Высокохромистые жаропрочные стали. – М.: Металлургия, 1967. – 216 с.

18. Ganesh B.J., Raju S., Rai A.K. etc. Differential scanning calorimetry study of diffusional and martensitic phase transformations in some 9 wt-%Cr low carbon ferritic steels // Materials science and technology. 2011. Vol. 27. No. 2. P. 500 – 512.

19. Klueh R.L., Harries D.R. High-chromium ferritic and martensitic steels for nuclear applications. ASTM Monograph 3, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2001. – 222 p.

20. Abe F., Kern T., Viswanathan R. Creep-resistant steels. England. Woodhead Publishing, 2008. – 700 p.


Для цитирования:


Беломытцев М.Ю., Козлов Д.А., Кузько Е.И., Моляров А.В., Носиров Т.Н. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 12 %-НОЙ ХРОМИСТОЙ СТАЛИ С НЕСТАБИЛЬНЫМ АУСТЕНИТОМ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(5):374-379. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-5-374-379

For citation:


Belomyttsev M.Y., Kozlov D.A., Kuz’ko E.I., Molyarov A.V., Nosirov T.N. INFLUENCE OF HEAT TREATMENT ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF 12 % CHROMIUM STEEL WITH UNSTABLE AUSTENITE. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(5):374-379. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-5-374-379

Просмотров: 129


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


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)