Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование устойчивости структуры и свойств азотсодержащей аустенитной стали к длительным циклическим нагружениям

Фамилия
Юсупова
Имя
Лилия
Отчество
Шамиловна
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра обработки металлов давлением (ОМД)
Академическая группа
ММО-15-1
Научный руководитель
доц., к.т.н. Смарыгина И.В.
Название тезиса
Исследование устойчивости структуры и свойств азотсодержащей аустенитной стали к длительным циклическим нагружениям
Тезис

Исследована устойчивость структуры и свойств к циклическим нагружениям разработанных сталей типа Х19Н6Г10АM2, ранее показавших высокую конструкционную прочность и коррозионную стойкость в неорганических средах, и для сравнения – традиционной нержавеющей стали Х18Н9.

Циклические нагружения проведены при следующих условиях: количество циклов 1·106, цикл асимметричный с растягивающими напряжениями, σmax = 0,9σR, σmin = 0,1σmax.

Сравнение уровня прочности сталей до и после циклического нагружения показало, что для сталей типа Х19Н6Г10АM2 циклическое нагружение не приводит к существенному изменению их прочности: ΔσB ≤ 3%σB (менее 20÷30 МПа). Сталь Х18Н9 в результате предварительного циклического нагружения заметно упрочнилась: Δσ0,2 ≈ 115 МПа, ΔσB ≈ 170 МПа.

Термоциклирование проведено в температурном интервале от -100°С до +100°С с общим числом циклов 400.

Механические испытания на растяжение при температурах +100°С, +20°С, -100°С показали, что термоциклирование образцов типа Х19Н6Г10АM2 практически не вызывает изменения механических свойств и стабильности аустенита. Так при комнатной температуре у сталей типа Х19Н6Г10АM2 σВ = 927–934 МПа, а ΔσB ≤ 2%σB. Результаты испытаний на ударный изгиб также подтвердили сохранение ударной вязкости и стабильности аустенита, в частности, KCU–100 = 2,03–2,22 МДж/м2, изменение не более 5%. Разница в твердости HV исследованных сталей, до и после термоциклирования не превышает ошибки измерения (10%).

Коррозионную стойкость образцов оценивали путем испытаний на стойкость к питтинговой коррозии и общей коррозии в морской воде. Подтверждено сохранение показателей коррозионной стойкости типа Х19Н6Г10АM2 после термоциклирования на уровне не ниже аналогичных показателей для стали Х18Н9. Опытные стали после термоциклирования, так и до него, не подвержены питтинговой коррозии.

Таким образом, разработанные высокопрочные легированные азотом стали сохраняют устойчивую структуру аустенита и свойства, характерные для исходного состояния, при длительном термоциклировании (400 циклов) в интервале температур от -100°С до +100°С и многоцикловом (106 циклов) усталостном нагружении с растягивающей нагрузкой σmax = 0,9σR, σmin = 0,1σR.

Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России (RFMEFI57514X0071).