Коррозионная и кавитационная стойкость в морской воде высокопрочных азотистых хромоникельмарганцевых аустенитных сталей

Abstract

Экспериментально исследована коррозионная и кавитационная стойкость в морской воде высокопрочных экономнолегированных азотистых хромоникельмарганцевых сталей 10Х19Г10Н6АМ2 и 09Х19Г10Н6АМ2Д2 в сравнении с хромоникелевыми сталями 04Х18Н9 и 04Х18АН9.

Испытания на стойкость к питтинговой коррозии осуществляли по химическим методом в тестовом растворе 100 г/л FeCl₃∙6H₂O. Стойкость к общей коррозии оценивали испытаниями в синтетической морской воде (3% NaCl). Испытание на кавитационную стойкость в морской воде проводили с использованием научно-исследовательского стенда высокоинтенсивных кавитационных воздействий с применением ультразвуковой установки UIP 1000hd Hielscher Ultrasonic в 3% растворе NaCl в воде при частоте колебаний 20 кГц, мощности 1000 Вт и амплитуде 25 мкм в течение 8–36 часов. После кавитационного воздействия оценивали степень повреждения и изменение микротвердости поверхности образцов, изменение фазового состава и массы образцов в результате испытаний.

Показано, что стали 10Х19Г10Н6АМ2 и 09Х19Г10Н6АМ2Д2 не подвержены образованию питтингов в морской воде и в растворе хлорида железа и имеют скорость общей коррозии ниже, чем у хромоникелевых сталей типа Х18Н9.

Показано, что ультразвуковая кавитация может приводить не только к поверхностным повреждениям за счет эрозии, усилению локальной коррозии, но и к изменению их физических и механических свойств за счет наклепа и фазовых превращений.

Стали 10Х19Г10Н6АМ2 и 09Х19Г10Н6АМ2Д2 с термически и механически стабильным аустенитом более стойки к ультразвуковой кавитации в морской воде по сравнению с хромоникелевыми сталями, особенно с менее прочной и менее стабильной сталью 04Х18Н9. Так после кавитационного воздействия в течение 36 часов на образцы хромоникелевых сталей 04Х18Н9 и 04Х18АН9, находящиеся в морской воде,  наблюдались существенные изменения их состояния: значительное повреждение (травление) и упрочнение поверхности, а также образование небольшого количества мартенсита в стали 04Х18Н9. У образцов сталей 10Х19Г10Н6АМ2 и 09Х19Г10Н6АМ2Д2 обнаружены лишь незначительное изменение состояния поверхности и упрочнение поверхностных слоев.