Перспективные хладостойкие коррозионно-стойкие стали

Целью НИИ проекта, выполняемого на кафедре, является разработка сталей нового типа, адаптированных к условиям Арктики, обладающих следующим комплексом свойств: высокой прочностью и пластичностью (σ_в= 800–1000 МПа, δ>25%, KCU_-100 > 1,5 МДж/м² и устойчивой микроструктурой в интервале температур от минус 100 до плюс 100 ^оС, высокой стойкостью к различным видам коррозии в морской воде и в биоактивных средах, высокой устойчивостью к длительным циклическим нагружениям и свариваемостью.

На основании анализа проводимых в России и за рубежом работ в качестве основных базовых систем легирования новых экспериментальных легированных азотом сталей целесообразно выбрать систему Cr-Ni-Mn-C-N. Эта система является базовой практически для всех коррозионно-стойких сталей, в том числе и наиболее распространённых и освоенных сталей типа Х18Н10 различного назначения. Она хорошо изучена, накоплен большой опыт производства металлопродукции различного сортамента, как в мире, так и на металлургических предприятиях России.

Добавление только азота в сталь Х18Н10 не решает проблему, так как его растворимость в расплаве и аустените в сплаве Fe-18Cr-10Ni-N при атмосферном давлении менее 0,2 %. Этого недостаточно для выполнения всех требований.

Приняты следующие принципы выбора состава и структуры разрабатываемых новых сталей.

• Базовые системы легирования: Cr-Ni-Mn-N.
• Основная структура: аустенит без избыточных фаз (криогенность, коррозионная стойкость, немагнитность, стабильность)
• Содержание легирующих элементов, включая азот, должно обеспечить термическую и механическую стабильность аустенита (Ni, Mn, Cr, N, Mo).
• Содержание азота должно обеспечить возможность его сохранения в расплаве и аустените при выплавке, разливке и последующих обработках.
• При этом в качестве дополнительного легирования рассмотрено легирование  медью.

          В данной работе рассмотрены, проанализированы и изучены стали для криогенной техники, приведены требования к составу и структурному состоянию стали для достижения заданного комплекса свойств. В качестве базовой системы разрабатываемых сплавов рекомендована система Fe-Cr-Ni-Mn-C-N. Сформулированы принципы выбора азотосодержащих сталей и требования к конкретному содержанию легирующих элементов, включая азот.

Научный руководитель - к.т.н., доц. Смарыгина И.В.