Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали
Установлены закономерности влияния бора (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 и 0,4%) на структуру, склонность к науглероживанию и стойкость против МКК низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали в зависимости от температуры термической обработки; разработаны и внедрены усовершенствованные режимы термическ...
Збережено в:
Дата: | 2005 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2005
|
Назва видання: | Вопросы атомной науки и техники |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80592 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали / Т.А. Дергач // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 80-86. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-80592 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-805922015-04-20T03:02:24Z Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали Дергач, Т.А. Материалы реакторов на тепловых нейтронах Установлены закономерности влияния бора (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 и 0,4%) на структуру, склонность к науглероживанию и стойкость против МКК низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали в зависимости от температуры термической обработки; разработаны и внедрены усовершенствованные режимы термической и вакуумтермической обработки труб из стали 02Х17Н15Р (0,2% В), повышающие их стойкость против МКК и надежность в эксплуатации. Встановлені закономірності впливу бору (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 і 0,4%) на структуру, схильність до насичення вуглецем і стійкість проти МКК сталі 02Х17Н15 залежно від температури термічної обробки; розроблені і впроваджені у виробництво вдосконалені режими термічної і вакуумтермічної обробок труб зі сталі 02Х17Н15Р (0,2% В), що підвищують їх стійкість проти МКК і надійність в експлуатації. Mechanisms of boron effect (0.003; 0.03; 0.06; 0.2 and 0.4%) on structure, on susceptibility to carburization and resistance to MKK of low-carbon austenitic Cr-Ni steel in dependence on thermal treatment temperature are determined; improved regimes of thermal and vacuum-thermal treatment of tubes of steel 02X17H15P (0, %B) are developed and integrated; such regimes increase the MKK resistance and operate reliability. 2005 Article Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали / Т.А. Дергач // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 80-86. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80592 620.196.2: 669.15-196.56 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
spellingShingle |
Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах Дергач, Т.А. Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали Вопросы атомной науки и техники |
description |
Установлены закономерности влияния бора (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 и 0,4%) на структуру, склонность к науглероживанию и стойкость против МКК низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали в зависимости от температуры термической обработки; разработаны и внедрены усовершенствованные режимы термической и вакуумтермической обработки труб из стали 02Х17Н15Р (0,2% В), повышающие их стойкость против МКК и надежность в эксплуатации. |
format |
Article |
author |
Дергач, Т.А. |
author_facet |
Дергач, Т.А. |
author_sort |
Дергач, Т.А. |
title |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
title_short |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
title_full |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
title_fullStr |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
title_full_unstemmed |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
title_sort |
влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали |
publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
publishDate |
2005 |
topic_facet |
Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80592 |
citation_txt |
Влияние бора на микроструктуру и свойства труб из низкоулеродистой аустенитной хромоникелевой стали / Т.А. Дергач // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 80-86. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
series |
Вопросы атомной науки и техники |
work_keys_str_mv |
AT dergačta vliânieboranamikrostrukturuisvojstvatrubiznizkoulerodistojaustenitnojhromonikelevojstali |
first_indexed |
2025-07-06T04:35:44Z |
last_indexed |
2025-07-06T04:35:44Z |
_version_ |
1836870842261176320 |
fulltext |
УДК 620.196.2: 669.15-196.56
ВЛИЯНИЕ БОРА НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ТРУБ
ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ АУСТЕНИТНОЙ
ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ СТАЛИ
Т.А. Дергач
Государственный трубный институт, г. Днепропетровск, Украина
Установлены закономерности влияния бора (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 и 0,4%) на структуру, склонность к
науглероживанию и стойкость против МКК низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали в зави
симости от температуры термической обработки; разработаны и внедрены усовершенствованные режимы
термической и вакуумтермической обработки труб из стали 02Х17Н15Р (0,2% В), повышающие их стой
кость против МКК и надежность в эксплуатации.
ВВЕДЕНИЕ
Коррозионностойкие стали, легированные бо
ром, широко используют в атомной энергетике
благодаря их специальным ядерным свойствам [1, 2]
. Целью работы явилось определение на основе
комплексных исследований причин появления
склонности к межкристаллитной коррозии (МКК)
труб из аустенитной хромоникелевой борсодержа
щей стали ответственного назначения, разработка
мероприятий по ее устранению и получение труб с
требуемыми согласно ТУ структурой, механически
ми и коррозионными свойствами.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВА
НИЯ
Исследовали влияние различных добавок бора
(0,003; 0,03; 0,06 и 0,4 %) на микроструктуру и стой
кость против МКК стали 02Х17Н15 опытных плавок
и труб из борсодержащей стали 02Х17Н15Р (0,2%В)
промышленного производства после термической
обработки – закалки в воду – от температур 850…
1200°С через каждые 50°С, а также после закалки и
последующего провоцирующего отпуска при 650 °С
с выдержкой 2 ч.
Изучали также склонность к науглероживанию
холоднодеформированных труб из стали
02Х17Н15Р путем цементации в твердом карбюри
заторе при температурах 850…1100°С с выдержкой
30 мин, влияние кратности деформации и режимов
термической обработки на структуру, стойкость
против МКК и механические свойства труб, а также
разрабатывали оптимальные режимы вакуумтерми
ческой обработки (ВТО), обеспечивающие сниже
ние содержания углерода в стали и повышение стой
кости труб против МКК.
Опытные стали выплавляли в лабораторной ин
дукционной печи. Слитки массой 8 кг ковали на су
тунки толщиной 20 мм, а затем прокатывали на
двухвалковом стане ПС 500 путем 5-кратной дефор
мации со степенью ∼17 % без промежуточных тер
мообработок до толщины 3 мм (деформация
∼ 85%).
Микроструктуру стали исследовали под оптиче
ским и электронным микроскопом ЭМ-125 методом
углеродных реплик с извлечением. Испытания на
стойкость против МКК проводили по методу АМ,
ГОСТ 6032 и путем снятия анодных потенциодина
мических кривых (4 В/ч) в электролите на основе
хлорной кислоты и хлористого натрия [3]. После це
ментации исследовали микроструктуру, определяли
глубину науглероженного слоя и интенсивность
науглероживания в зависимости от температуры –
металлографическим методом – с помощью послой
ного химического анализа и методом авторадиогра
фии.
Исследовали влияние температуры, остаточного
давления в печи, времени выдержки, кислородного
потенциала на снижение содержания углерода в ста
ли при ВТО, структуру металла, стойкость против
МКК и механические свойства труб.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Установлено, что бор тормозит рост аустенитно
го зерна при всех исследованных режимах термиче
ской обработки тем сильнее, чем выше его содержа
ние в стали (рис. 1), что обусловлено сегрегацией
бора на границах зерен, а также дополнительным
тормозящим влиянием на перемещение границ зе
рен первичных боридов [4-10].
Закалка деформированных образцов-пластин
стали без бора и с его добавками в исследованном
диапазоне температур способствовала полной ре
кристаллизации структуры и выделению дисперсной
вторичной избыточной боридной фазы, по-видимо
му, (FeCr)2 B, на границах зерен борсодержащей
стали [9-14]. После закалки от 1000°С боридная
фаза выделилась на границах зерен стали, содержа
щей 0,003% В, а в стали без бора и в сталях, содер
жащих 0,03; 0,06 и 0,4% В, она не наблюдается. По-
видимому, здесь сказывается более мелкое зерно, а
также сегрегация части бора, содержащегося в
твердом растворе, на первичных боридах [11, 12].
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
80
Рис. 1. Влияние бора (0,4% В, кр. 2) и температуры
термической обработки на рост аустенитного зер
на в стали 02Х17Н15 (1)
При электронно-микроскопических исследовани
ях признаки сегрегации бора обнаружены на пер
вичных боридах в виде дисперсных частиц размера
ми 0,1…0,5 мкм, по-видимому, образовавшихся при
охлаждении стали (рис. 2). Статистический количе
ственный структурный анализ металлографических
шлифов от труб из стали 02Х17Н15Р (0,2%В) с по
мощью компьютерной программы IPP3 (Image Pro
Plus 3), откалиброванной по изображению объект-
микрометра, сфотографированного при увеличениях
100×, показал, что поверхность боридов соизмерима
с поверхностью границ зерен (табл. 1 и 2). Поэтому
чем больше бора в стали, тем меньше его концен
трация на границах зерен и выше температура, при
которой наблюдается выделение на них вторичных
боридов: для стали с 0,03 и 0,06% В она составляет
1050°С, а для стали с 0,4% В – 1100°С (рис. 3).
Рис. 2. Дисперсные вторичные бориды на первич
ном; × 20 000
Таблица 1
Количественный металлографический анализ боридной фазы в образцах труб
из стали 02Х17Н15Р (0,2%В)
Номер
образца
Количество в поле
зрения
Количество на ед.
поверхности, мм -2
Средний диа
метр, мкм
Периметр,
мкм
Площадь, %
1 108 7500 3,672606 14,75323 13,40895
2 127 7055 3,837931 18,82497 9,16608
3 160 3404 6,516636 28,08231 12,91359
Таблица 2
Количественный металлографический анализ зеренной структуры в образцах труб
из стали 02Х17Н15Р (0,2%В)
Номер
образца
Количество в поле зре
ния
Количество на ед. поверхности, мм-
2
Средний диаметр, мкм
1 944 2121 14,56383
2 788 1803 15,84017
3 791 1765 15,60262
При дальнейшем повышении температуры закал
ки количество и размеры вторичных боридов на гра
ницах зерен сталей, содержащих 0,03; 0,06 и 0,4% В,
увеличиваются, а в стали, содержащей 0,003% В,
остаются практически неизменными, по-видимому,
из-за недостатка бора в твердом растворе.
0% В 0,003% В 0,03% В 0,4% В
Рис. 3. Влияние бора (закалка от 1100°С) на микроструктуру стали 02Х16Н15; × 300
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
81
Испытания на стойкость против межкристаллит
ной коррозии по методу АМ, ГОСТ 6032, показали,
что после закалки от 850…1100°С, а также после за
калки от указанных температур и последующего
провоцирующего отпуска сталь 02Х16Н15 не склон
на к МКК, независимо от содержания в ней бора.
Однако закалка от 1150 и 1200°С вызвала
склонность к МКК – незначительную в стали, содер
жащей 0,4 %В и сильную в стали с 0,03 и 0,06% В. В
первом случае на Z-образном гибе образцов после
испытания по методу АМ имелись мелкие межкри
сталлитные трещины, видимые при 8-и кратном уве
личении, а в двух последних – межкристаллитные
трещины были видны невооруженным глазом. В
стали без бора и содержащей 0,003% В, МКК после
закалки от указанных температур отсутствовала
(рис. 4).
а
в
б
г
Рис. 4. Z-образный гиб образцов стали 02Х17Н15 без бора (а), содержащей (% В): 0,003 (б), 0,03 (в) и 0,4 (г)
после закалки от 1200°С и испытания по методу АМ, × 8
Кроме того, на анодных потенциодинамических
кривых, снятых в растворе, содержащем хлорную
кислоту и хлористый натрий (1,5н НСlO4 + 0,3н
NaCl), на образцах стали, содержащей 0,03 и 0,06%
В, после закалки их от 1150 и 1200°С наблюдали ак
тивационный участок в переходной области потен
циалов 0,5…0,8 В (рис. 5, кр. 3), что свидетельству
ет об избирательном растворении обедненных хро
мом границ зерен [3].
Рис. 5. Анодные потенциодинамические кривые
образцов, закалённых от 1200°С
При кипячении металлографических шлифов в
растворе метода АМ также наблюдали растрав при
граничных зон твердого раствора вокруг выделений
боридов (рис. 6).
Рис. 6. Микроструктура шлифа стали 02Х17Н15Р
(закалка от 1200°С) после кипячения
по методу АМ, ×500
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
82
Результаты микрорентгеноспектрального анали
за боридной фазы в сравнении с карбидом хрома
(FeCr)23C6, показали, что содержания хрома в бори
де и карбиде имеют близкие значения, значительно
превышающие его концентрацию в твердом раство
ре (рис. 7). Можно видеть также признаки обеднен
ной хромом зоны твердого раствора, прилегающей к
бориду (выделена окружностью).
Рис. 7. Микрорентгеноспектральный анализ:
а – карбида хрома; б – борида
Провоцирующий отпуск усилил степень МКК
стали с 0,03; 0,06 и 0,4% В, закаленной от 1150 и
1200°С, и вызвал склонность к МКК в стали без бо
ра. Сталь с 0,003% В сохранила стойкость против
МКК даже после провоцирования, что объясняется
торможением выделения карбидов хрома при отпус
ке вследствие снижения в присутствии бора поверх
ностной энергии границ зерен [13, 14].
По-видимому, образование высокохромистых
вторичных боридов на границах зерен стали с 0,03 и
0,06% В после закалки от 1150 и 1200°С приводит к
значительному обеднению хромом приграничных
участков твердого раствора, в то время как при дру
гих исследованных концентрациях бора и более низ
ких температурах закалки концентрация бора на
границах зерен и степень обеднения хромом вслед
ствие выделения боридов недостаточна для возник
новения склонности к МКК.
Полученные результаты и закономерности под
тверждены при исследовании влияния температуры
термической обработки и кратности холодной де
формации на структуру, зернограничную сегрега
цию бора с последующим выделением избыточных
боридных фаз и появление склонности стали к МКК
на металле трубной заготовки и холоднодеформиро
ванных труб из борсодержащей стали 02Х17Н15Р
(0,2% В) промышленного производства. Кроме того,
установлено, что увеличение кратности деформации
привело к повышению температуры начала интен
сивного выделения боридной фазы на границах зе
рен: после четырехкратной холодной деформации –
примерно на 50°С (с 1100 до 1150°С) по сравнению
с кованой заготовкой и однократно деформирован
ными трубами. Это связано с измельчением аусте
нитного зерна в процессе каждой деформации и по
следующего рекристаллизационного отжига (рис. 8)
вследствие увеличения числа центров рекристалли
зации при холодной деформации, с одной стороны,
и тормозящего влияния бора (особенно первичных
боридов) на рост аустенитного зерна при нагреве – с
другой, а также увеличением вследствие этого по
верхности границ зерен.
Рис. 8. Влияние кратности деформации на величину
зерна в трубах из стали 02Х17Н15Р размерами
(мм): ∅ 67×4 – (1); ∅ 49×1 – (2); ∅ 46×0,4 – (3)
Установлено, что присутствие в стали бора
способствует упрочнению металла холоднодефор
мированных труб. После холодной прокатки трубы
∅45×0,4 мм из стали 02Х17Н15Р характеризовались
повышенными прочностными свойствами и низким
относительным удлинением. Нагрев до 850ºС
привёл к резкому возрастанию пластичности и сни
жению прочности, что соответствует завершению
рекристаллизации обработки. При повышении тем
пературы отжига до 1150ºС наблюдается дальней
шее снижение прочностных свойств; значения отно
сительного удлинения остаются практически неиз
менными. Отжиг труб при 900…1100ºС обеспечил
уровень механических свойств металла в соответ
ствии с требованиями ТУ (табл. 3).
С использованием метода авторадиографии и по
слойного химического анализа установлено также,
что холоднодеформированные трубы из борсодер
жащей стали 02Х17Н15Р обладают повышенной
склонностью к науглероживанию при термической
обработке в науглероживающей среде, особенно при
температурах выше 1050°, по сравнению с трубами
из широко известных аустенитных сталей
08Х18Н10Т и 03Х18Н11 (рис. 9) [15].
По-видимому, влияние бора на науглероживание
обусловлено измельчением аустенитного зерна, об
разованием избыточных боридных фаз в структуре
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
83
стали и увеличением вследствие этого поверхности
межзеренных и межфазных границ, по которым пре
имущественно осуществляется диффузия углерода.
Таблица 3
Влияние термической обработки на механические свойства и микроструктуру
холоднокатаных труб ∅45×0,4 мм из стали ЭП 167
Температура термической обра
ботки, ºС
Механические свойства
σв, Н/мм2 σ0,2 Н/мм2 δ5 %
Величина зерна,
балл
После прокатки 990 895 9,8 вытянутые
850 660 290 39,0 12…10
900 600 270 41,5 11…10
950 585 240 43,0 10…9
1000 575 220 44,0 10…8
1050 570 210 44,0 9…8, отд. 7
1100 560 195 45,0 9…7, отд. 6
1150 550 180 45,5 7…6
Требования ТУ 520 195 40 7…11
а б в
г д е
Рис. 9. Микроструктуры(а-в,×100) и авторадиограммы (г-е, ×10) науглероженных при 1100°С образцов
стали 02Х17Н15Р (а, г), 08Х18Н10Т (б, д) и 03Х18Н11 (в, е)
На основании полученных результатов снижена
на 100…130ºС температура термической обработки
передельных и готовых труб из стали 02Х17Н15Р в
производственных условиях, что позволило повы
сить их стойкость против МКК и обеспечило требу
емые ТУ структуру и уровень механических
свойств.
В связи с установленной повышенной склонно
стью к науглероживанию холоднодеформированных
труб из борсодержащей стали 02Х17Н15Р разрабо
таны режимы их обезуглероживающей вакуумтер
мической обработки (ВТО) с учетом специфических
особенностей химического состава стали.
Исследовано в лабораторных условиях влияние
различных параметров ВТО (температуры нагрева,
выдержки, степени разрежения, состояния поверх
ности труб – с окисной пленкой и без нее и др.) на
процесс обезуглероживания, микроструктуру, стой
кость против МКК и механические свойства труб. В
связи с поверхностным обезбориванием металла
труб при высокотемпературной (выше 1050ºС) ВТО
с целью интенсификации процесса обезуглерожива
ния при более низких температурах впервые предло
жено использовать специальную оксидную пленку
на поверхности труб, полученную методом химиче
ского оксидирования в щелочно-селитровом распла
ве (NaOH + NaNO3 + Na2CO3) при 450…480ºС. Ме
тодами Оже-спектрометрии и термодинамического
анализа изучен механизм и эффективность влияния
оксидной пленки на поверхностное обезуглерожива
ние металла. Установлено повышенное содержание
кислорода в указанной пленке вследствие образова
ния в ней высших окислов хрома и железа, благода
ря наличию в расплаве сильного окислителя NaNO3.
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
84
На основании расчета изменения термодинами
ческого потенциала определены температуры нача
ла протекания реакций взаимодействия углерода в
поверхностных слоях стали с окислами хрома и же
леза и подтверждена высокая обезуглероживающая
способность пленки, полученной в щелочно-селит
ровом расплаве, что в максимальной степени прояв
ляется при температуре ∼950°С. Ее наличие позво
ляет снизить содержание углерода в тонкостенных
(0,7 мм) трубах в среднем на 0,011%, в то время как
с оксидной пленкой, образованной при электрона
греве, оно снижается на 0,009%, а без оксидной
пленки – на 0,007%. ВТО способствовала уменьше
нию количества выделений избыточной фазы на
границах зерен, а также устранению склонности
труб к МКК.
Разработан и внедрен на ОАО «НПТЗ» опти
мальный режим ВТО холоднодеформированных
труб из стали 02Х17Н15Р в муфельной печи ОКБ
1371А: нагрев до 960 + 20°С, выдержка 5 ч, Р∼1,33⋅
10-2 Па, с оксидной пленкой, полученной в щелочно-
селитровом расплаве, обеспечивающий максималь
но возможное в производственных условиях сниже
ние содержания углерода в стали, повышение стой
кости против МКК и обеспечивающий требуемые
ТУ структуру и уровень механических свойств труб
[16].
ВЫВОДЫ
1. Стойкость против межкристаллитной коррозии
низкоуглеродистой аустенитной борсодержащей
стали 02Х17Н15Р определяется концентрацией
бора на границах зерен, которая в свою очередь
зависит от содержания бора в стали, микрострук
туры и температуры термической обработки;
причиной МКК указанной стали является обед
нение приграничных участков твердого раствора
хромом вследствие выделения на границах зерен
высокохромистых вторичных боридов.
2. Наличие 0,003% В оказывает положительное, а
0,03 и 0,06% В и в меньшей степени 0,2…0,4% В
– отрицательное влияние на стойкость против
МКК стали 02Х17Н15 в слабоокислительных
средах после закалки от температур выше 1100°
С.
3. Результаты лабораторных исследований под
тверждены на материале промышленного произ
водства: кованой заготовке и холоднодефор
мированных трубах из стали 02Х17Н15Р (0,2 %
В). Установлено, что увеличение кратности хо
лодной деформации способствует повышению
температуры, вызывающей выделение вторич
ных боридов и появление склонность к МКК.
4. Сталь 02Х17Н15Р обладает повышенной
склонностью к науглероживанию при термиче
ской обработке по сравнению с широко извест
ными аустенитными сталями 08Х18Н10Т и
03Х18Н11, что обусловлено влиянием бора на
измельчение аустенитного зерна, образование
избыточных боридных фаз в структуре стали и
увеличение поверхности межзеренных и меж
фазных границ.
5. На основании полученных результатов скоррек
тированы режимы термической обработки труб
из стали 02Х17Н15Р в производственных усло
виях: температура термической обработки пере
дельных и готовых труб снижена на 100…130ºС,
что позволило повысить стойкость труб против
МКК и обеспечило требуемые ТУ величину зер
на и уровень механических свойств.
6. Разработаны и внедрены в производство новые
режимы ВТО холоднодеформированных труб из
борсодержащей стали 02Х17Н15Р с учётом спе
цифических особенностей её химического соста
ва, обеспечивающие максимально возможное в
производственных условиях снижение содержа
ния углерода в металле и повышение стойкости
против МКК.
ЛИТЕРАТУРА
1.Коррозионностойкая сталь Boron 304 с бором,
предназначенная для изготовления контейнеров с
перегородками для транспортировки и хранения от
работанного ядерного топлива //Новости черной ме
таллургии за рубежом. Экспресс-информация. 1981,
в. 63-И, с. 1–4.
2.Э.С. Саркисов и др. Коррозия реакторных мате
риалов /Под ред. В.В. Герасимова. М.: «Госатомиз
дат», 1960, 144 с.
3.Л.А. Медведева, В.М. Княжева, С.Г. Бабич. Элек
трохимический способ количественного определе
ния склонности нержавеющей стали к межкристал
литной коррозии //Защита металлов. 1979,
т. 15, № 6, с. 669–705.
4.В.И. Архаров, Л.Л. Пятакова, Е.С. Мархасин. Ме
ханизм влияния бора на строение излома и сопро
тивление хрупкому разрушению среднеуглероди
стой стали //ФММ. 1974, т. 37, в. 3, с. 661–665.
5.H. Goldshmidt. The Effect of Boron on Structure
Austenitic Steel 20Cr-25Ni //J. of the Yron unib Steel
Inst. 1971, N 11, p. 900–911.
6.J. Bongeot, G. Henry, B. Michaut. The Effect of
Boron on Structure and Mechanical Properties of
Austenite Steels //Met. Sci. Rev. Met. 1975, v. 72, N 1,
p. 9–27.
7.М.П. Сидельковский, К.А. Синолицкий,
Ю.И. Рубенчик и др. Фазовый состав Cr-Ni-Mo-Cu
стали, содержащей бор и редкоземельные элементы
/Сб. Анализ фазового состава и неметаллических
включений. М.: «Наука», 1967, с. 121–126.
8.М.С. Криштал, Л.И. Иванов, Е.М. Гринберг. Рас
пределение бора в микроструктуре металла //Ми
ТОМ. 1970, № 8, с. 74–76.
9.T. Williams. Segregation of Boron in Austenite Stain
less Steel //Metal Science Journal. 1972, v. 6, p. 68–69.
10.S. Barroso, F. Solano, F. Gonzalez. Estudio de la dis
tribucion de boro en un acero inoxidable austenitico por
α-autoradiografia //Rev. Met. CENIM. 1973, v. 9,
N 6, p. 464.
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
85
11.В.Ф. Яковлева. Электролитическое выделение
боридов из сплавов на железной основе, легирован
ных хромом, никелем, вольфрамом и молибденом.
//Сб. трудов ЦНИИЧМ. 1963, в. 31, с. 117–120.
12.D. Mortimer. Segregation of Boron to Grain Bound
aries in Iron and Stainless Steel //J. Phys. (France).
1975, v. 36, N 10, p. 139–140.
13.К.А. Ланская, Н.И. Каменская и др. Влияние бора
на распределение и количество карбидных фаз в
аустенитной стали //МиТОМ. 1972, № 10, с. 43–45.
14.Т.А. Дергач, Г.Д. Сухомлин. Влияние бора на
структуру и стойкость против межкристаллитной
коррозии аустенитной нержавеющей стали //Защи-
та металлов. М., 1989, т. XXV, № 3, с. 498–502.
15.Т.А. Дергач. Исследование склонности к наугле
роживанию холоднодеформированных труб из низ
коуглеродистой аустенитной борсодержащей стали
//Металознавство та термічна обробка металів
Придніпровська державна академія будівництва та
архітектури. Дніпропетровськ. 2003, № 3, с. 11–19.
16. Т.А. Дергач, Л.Н. Дейнеко, А.В. Рабинович. Ис
следование параметров вакуумтермической обра
ботки труб из аустенитной борсодержащей стали
//Фізико-хімічна механіка матеріалів. Спец. випуск.
Проблеми корозії та протикорозійного захисту ма
теріалів. Львів. 2004, с. 124–129.
ВПЛИВ БОРУ НА МІКРОСТРУКТУРУ Й ВЛАСТИВОСТІ ТРУБ
З НИЗЬКОВУГЛІЦЕВОЇ АУСТЕНІТНОЇ ХРОМОНІКЕЛЕВОЇ СТАЛІ
Т.А. Дергач
Встановлені закономірності впливу бору (0,003; 0,03; 0,06; 0,2 і 0,4%) на структуру, схильність до насичення вугле
цем і стійкість проти МКК сталі 02Х17Н15 залежно від температури термічної обробки; розроблені і впроваджені у ви
робництво вдосконалені режими термічної і вакуумтермічної обробок труб зі сталі 02Х17Н15Р (0,2% В), що підвищують
їх стійкість проти МКК і надійність в експлуатації.
EFFECT OF BORON ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF TUBES,
FABRICATED FROM LOW-CARBON AUSTENITIC Cr-Ni STEEL
T.A. Dergatch
Mechanisms of boron effect (0.003; 0.03; 0.06; 0.2 and 0.4%) on structure, on susceptibility to carburization and resistance
to MKK of low-carbon austenitic Cr-Ni steel in dependence on thermal treatment temperature are determined; improved regimes
of thermal and vacuum-thermal treatment of tubes of steel 02X17H15P (0, %B) are developed and integrated; such regimes in
crease the MKK resistance and operate reliability.
_______________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.80-86.
86
|