Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Высокоазотистые стали

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-7-503-510

Полный текст:

Аннотация

В данной статье представлен краткий обзор по свойствам и технологии производства высокоазотистых сталей (ВАС), отличающихся рядом преимуществ перед традиционными сталями. Основные из них: до четырех раз выше предел текучести при уникальном сохранении остальных характеристик; уменьшение расхода или 100 %-ное исключение применения некоторых дорогих легирующих элементов, таких как Ni, Mo, Co, Wи др.; эффективное легирование нетрадиционными элементами (Ca, Zn, Pb и др). Рассмотрены основы технологии ВАС, зависимости свойств от содержания азота в сталях, обсуждены технологии получения феррито-перлитной, мартенситной и аустенитной стали, их свойства и возможности применения. Показано, что для феррито-перлитной стали легирование азотом в связи с  его большей растворимостью по сравнению с углеродом требует более точного соблюдения химического состава для исключения получения нерастворимых при термической обработке нитридов. Особенности мартенситных сталей связаны с возможностью образования нитридов и карбонитридов при отпуске. Влияние азота в этих сталях может быть связано с уменьшением размера нитридных частиц по сравнению с карбидными. Повышенная температура устойчивости нитридов и карбонитридов обеспечивает повышение механических и  физических свойств. В аустенитных сталях азот, благодаря сильной γ-образующей эквивалентности никелю, заменяет его в соотношении 1  кг азота  ≈  6  ‒ 39 кг Ni. В аустенитно-мартенситных сталях основную роль играет термический мартенсит, стабильный аустенит получается в процессе его старения при рабочих температурах. Приведены примеры эффективного использования ВАС в ответственных деталях.

Об авторах

Ц. В. Рашев
OOO «Исибичи»
Болгария
д.т.н., профессор, вице-президент


А. В. Елисеев
ООО «Пульсар»
Россия
генеральный директор


Л. Ц. Жекова
Институт металловедения, сооружений и технологий Болгарской Академии Наук
Болгария
к.т.н., доцент


П. В. Богев
ООО «Павел Венков»
Болгария
вице-президент


Список литературы

1. Рашев Ц. Высокоазотистые стали. Металургия под давлением. – София: Изд-во Болгарской АН, 1995. – 268 c.

2. Рашев Ц. Добиване на легирани стомани. – София: Изд-во Болгарской АН, 1978. – 246 c.

3. Рашев Ц.В., Рашева И., Димитров Л. П. и др. Инструментальные стали. – София: Техника, 1990. – 224 c.

4. Рашев Ц. Производство легированной стали. – М.: Металлургия, 1981. – 258 c.

5. Mudali K., Baldev R. HNS and stainless steels: Int. Monograph. Narosa, New Delhi, India, 2004. Р. 266 – 269.

6. Рашев Ц.В., Жекова Л.Ц., Богев П.В.О развитии металлургии под давлением // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. № 1. C. 60 – 66.

7. Лакомский В.И. Плазменно-дуговой переплав. – Киев: Техника, 1974. – 336 с.

8. Holzgruber W. Process technology for HNS. Austrian Patent No. 333 327, S12. 1974.

9. Stein G., Menzel H., Dörr H. Industrial manufacture of massively nitrogen-alloyed steels // High Nitrogen Steels: Proceedings of HNS 88. The institute of metals. 1989. P. 32 – 38.

10. Gavriljuk V.G., Berns H. High nitrogen steels: Monodraph. – Berlin: Springer, 1999. – 378 p.

11. INCTECO Company. Available at URL: http://inteco.at/

12. Andreev C., Rashev Ts. Chromium-manganese stainless steels with nitrogen content up to 2.10 wt % // Materials Science Forum. 1999. Vols. 318 – 320. P. 255 – 258.

13. Sieverts A.Z. Die absorption von stickstoff durch eisen // Zeitschr. Phys. Chem. 1931. Bd. A155. S. 299 – 313.

14. Rašev Z., Ivanov R. Die Stickstofflöslichkeit in Eisen‐Chrom‐ Mangan‐Schmelzen bei 1600°C und Gasdrücken bis zu 25 bar // Archiv für das Eisenhüttenwesen. 1979. Vol. 50. No. 9. P. 369 – 371.

15. Рашев Ц.В., Иванов Р.И., Саръиванов Л. Установка для определения растворимости азота в жидких металлах под давлением методом взвешенной капли // Заводская лаборатория. 1978. № 7. С. 28 – 29.

16. Рашев Ц.В., Иванов Р.И., Саръиванов Л. И. др. Исследование разтворимости азота в нержавеющих безникилевых сталях в условиях метода БСВ // Материалознание и технология. 1978. № 6. С. 3 – 8.

17. Rashev Z., Rasheva I., Saraiwanov L. Phisikalisch-chemische Untersuchungsmethode zur Erforschung des Systems “Metall-Schlacke-Gas” unter erhöhtem Gasdruck // Archiv für das Eisenhüttenwesen. 1982. Vol. 5. No. 1. P. 1 – 4.

18. HNS‘88, Proceeding of the 1st Int. Conference, Lille, France. Foct J., Henry H. eds. Institute of Metal, 1988.

19. HNS’89, Proceeding of the 2nd Int. Conference, Sofia, Bulgaria. Rashev Ts., Andreev Ch. eds. 1990. Vols. I, II.

20. HNS’90, Proceeding of the 3rd Int. Conference, Germany. Stahl und Eissen. 1990.

21. HNS’93, Proceeding of the 4th Int. Conference, Kiev, Ukraine. Gavriljuk V.G. ed. 1993.

22. Special Issue on High Nitrogen Steels, HNS‘95 // ISIJ International Iron and Steel Institute of Japan.1996. Vol. 36. No. 7.

23. HNS’98, Proceeding of the 5th Int. Conference, Held in Espoo, Finland, may 27 – 28, 1998, Stocholm, Sweeden, may 27 – 28, 1998. Hanninen H. ed. Trans Tech. Publication LTD., 1998.

24. HNS’2002, Proceeding of the 6th Int. Conference, Madras, India. Trans. Indian Institute Met., Part A, B. 2002. Vol. 55. No. 4.

25. HNS’2003, Proceeding of the Conference, Zurich, Swissland. Speidel M.O. ed. Institute of Metallurgy, ETH, 2003.

26. HNS’2004, Proceeding of the 7th Int. Conference, Ostend, Belgium. Akdut N., Foct J. eds. GRIPS media, 2004.

27. HNS’2006, Proceeding of the Conference, Beijing, China. Dong H., Speidel M.O. eds. Beijing, Metallurgical Industries Press, 2006.

28. HNS’2009, Proceeding of the 8th Int. Conference, Moscow, Russia. Swiazyn A.G. ed. Moscow, 2009.

29. HNS’2012, Proceeding of the Conference, Madras, India. Mudali K., Baldev R. eds., 2012.

30. HNS’2014, Proceeding of the Int. Conference, Germany. 2014.

31. Parshorov I., Stojchev T. In: HNS’89, Varna, Bulgaria. 1989. Vol. I. P. 109 – 114.

32. Sumin V.V., Chimid G., Rashev Ts., Saryivanov L.The neotronspectrocopy of the strong CrN-N interactions in Nitrogen Stainless Steels // Materials Science Forum. 1999. Vol. 318 – 320. P. 31 – 40. Trans. Tech. Publication, Switzerland.

33. Каменова Ц., Банов Р. Структура азотистого аустенита // Болгарский журнал физика.1982. Т. 9. № 1. С. 17.

34. Gavriljuk V.G. In: HNS’89, Varna, Bulgaria. 1989. Vol. 1. P. 36 – 40.

35. Nickel-free corrosion steel. Certificate of authorship no. 78777 Bulgaria; publ. 06.03.1987.

36. А. с. 29204 Болгария. Рашев Ц., Андреев Ч., Манчев М. Неръждаема стомана; опубл. 05.03.1979.

37. А. с. 82366 Болгария. Быстрорежущая сталь / Ц. Рашев, И. Рашева, Л. Благоев и др.; опубл. 25.12.1987.

38. Рашев Ц., Каменова Ц. и др. Анализ неметаллических включений в Cr-Mn сталях с повышенным содержанием азота // Техническа мисъл.1978. Т.15. С. 103 – 110.

39. Банов Р., Пършоров П., Каменова Ц. Модель релаксации в аустенитных сталях, легированных азотом // Известия АН СССР. Сер. Металлы. 1978. № 3. С. 178 – 182.

40. А. с. 18721 Болгария. Корозионноустойчивая сталь / И. Димов, Ц. Рашев, Р. Иванов, Ч. Андреев; опубл. 11.04.1973.

41. Pat. 411930 Bulgaria. Dimov I., Rashev Tz. Corrosion resistant steel; publ. 11.04.1973.

42. Speidel M.O. Properties of high nitrogen steels // HNS’ 90, Germany. Stahl und Eisen.1990. Р. 128 – 131.

43. Uggowitzer P.J., Speidel M.O. Ultrahigh-strength austenitic steels // HNS’ 90, Germany. Stahl und Eisen. 1990. P. 156 – 160.

44. Menzel J., Dahlmann P., Stein G. Manufacturing of N-alloyed Steels in a 20t PESR Furnace // HNS 88, Lille, France. 1988.

45. Немировский Ю.Р., Хадыев М.С., Филиппов М.А. и др. Структура стали Х21Al3 и процессы фазовых превращений при неполной закалке высокоазотистых Fe-Cr сталей // Физика Металлов и Металловедение. 2002. Т. 93. № 5. С. 484 – 488.

46. Han Dong, Yuping Lang. The recent progress of product technologies of HNS in China // HNS 2006, Beijing, China. Metall Burgycal Industries Press, 2006. P. 21 – 23.

47. Пат. 1627584 СССР. Сталь / З.Н. Петропавловская, А.В. Рабинович, Я.М. Васильев и др.; опубл. 15.02.1991.

48. Борисов В.П., Петропавловская З.Н., Харина И.Л. и др. Влияние азота на структуру и свойства стали для лопаток // “HNS 89”, 1 – 3 окт., 1989, Варна, България. Vol. 1. P. 154 – 156.

49. А. с. 1872 Болгария. Рашев Ц. Высокоазотистая сталь; опубл. 11.04.1973.

50. Pat. 4116683 USA. Dimov I., Rashev Tz. Nikel-freeaustenitic corrosion-resistant steel; publ. 26.09.1978.

51. Dimov I., Rashev Ts., Ivanov R., Andreev Ch. Nickel-free chromium-manganese stainless steels // Proc. of Symp. on Cast Counter Pressure, Varna, 1973. Р. 90 –102.

52. Приданцев М.В., Талов Н.П., Левин Ф.Л.Высокопрочные аустенитные стали. – М.: Металлургия, 1969. – 248 с.

53. Пат. 2573283 РФ. Рашев Ц.В., Елисеев А.В. Способ производства металлургических заготовок, фасонного литья и устройство для его осуществления; опубл. 01.20. 2016.

54. Пат. 2605720 РФ. Елисеев А.В., Рашев Ц.В. Способ производства металлургических заготовок с пористой структурой и устройство для его осуществления; опубл. 27. 07.2017.


Для цитирования:


Рашев Ц.В., Елисеев А.В., Жекова Л.Ц., Богев П.В. Высокоазотистые стали. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2019;62(7):503-510. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-7-503-510

For citation:


Rashev T.V., Eliseev A.V., Zhekova L.T., Bogev P.V. High nitrogen steels. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2019;62(7):503-510. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-7-503-510

Просмотров: 97


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


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