Исследование и разработка высокопрочных коррозионностойких экономнолегированных сталей со структурой высокоазотистого аустенита и мартенсита для изделий машиностроения и медицины
Диссертация
Прогресс в ряде областей современной техники в значительной мере определяется возможностями создания высокопрочных коррозионностойких экономно-легированных сталей с достаточной для практического использования пластичностью. Существенным недостатком широко применяемых в машиностроении и медицинской технике высокопластичных коррозионностойких стабильно-аустенитных немагнитных сталей типа… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Структура и свойства высокоазотистых сталей
- 1. 1. Азот как легирующий элемент
- 1. 1. 1. Растворимость азота в расплавах на основе железа
- 1. 1. 2. Различия во влиянии углерода и азота на структуру сталей
- 1. 1. 3. Влияние углерода и азота на свойства сталей
- 1. 2. Влияние термической обработки и пластической деформации на структуру и свойства высокоазотистых сталей
- 1. 2. 1. Мартенситные стали
- 1. 2. 2. Аустенитные стали
- 1. 3. Особенности прерывистого распада высокоазотистых сталей
- 1. 4. Влияние азота на физико-химические и специальные свойства сталей
- 1. 4. 1. Мартенситные стали
- 1. 4. 2. Аустенитные стали
- 1. 1. Азот как легирующий элемент
- 2. 1. Выбор химического состава, выплавка, получение заготовок
- 2. 2. Методы исследования
- 3. 1. Фазовые превращения при нагреве и охлаждении. высокоазотистых аустенитных сталей
- 3. 2. Термическая стабильность высокоазотистого аустенита
- 3. 3. Влияние холодной пластической деформации и последующего отпуска на структуру и свойства высокоазотистых аустенитных сталей
- 3. 4. Механические свойства, износостойкость и коррозионная стойкость высокоазотистых аустенитных сталей
- 4. 1. Фазовые превращения при нагреве и охлаждении сталей типа Х16Н4Б
- 4. 2. Влияние термической обработки на структуру и свойства сталей типа 05X16Н4АБ
- 4. 3. Свойства сталей типа 05Х16Н4АБ
- 5. 1. Фазовые превращения при нагреве и охлаждении, структура и механические свойства стали после закалки
- 5. 2. Влияние температуры отпуска на механические свойства
- 5. 3. Опытное опробование стали 05Х16Н4АБ (п) для высоконагруженных деталей машиностроения
Список литературы
- Лякишев Н.П., Банных О .А. Новые конструкционные стали со сверхравновесным содержанием азота // Перспективные материалы. — 1995. — N°1. — С. 73 — 82.
- Simmons J.W. Overview: high-nitrogen alloying of stainless steels // Materials Science and Engineering. Ser. A. 1996. — Vol. 207. — P. 159 — 169.
- Satir-Kolorz A.H., Feichtinger H.K. On the solubility of nitrogen in liquid iron and steel alloys using elevated pressure // Zeitschrift fur Metallkunde. -1991. Bd. 82. — S. 689 -697.
- Rawers J.C., Gokcen N.K., Pehlke R.D. High nitrogen concentration in Fe-Cr-Ni // Metallurgical Translation. Ser. A. 1993. — Vol. 24. — P. 73 — 82.
- Menzel J., Stein G., Dahlmann P. Manufacture of N-alloyed steels in a 20t PESR furnace // HNS 90, Aachen (Germany), October 1990. Dusseldorf, 1990. — P. 365 — 371.
- Torkhov G.F., Latash Y.V., Fessler R.R. Development of melting and thermomechani-cal processing parameters for a high-nitrogen stainless steel prepared by plasma — arc remelting // Journal of Metals. — 1978. — Vol. 30. — P. 20 — 27.
- Holzgruber W. Process technology for high nitrogen steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 39 — 48.
- Simmons J.W., Rawers J., Dunning J. Advanced processing techniques for nitrogen alloying of iron-based alloy powders // Henein H., Oki T. 1-st International Conference On Processing Materials for Properties. Hawaii, 1993. — P. 659 — 667.
- Блинов B.M. Развитие принципов легирования и создания дисперсионно-твердеющих сталей для высоконагруженных немагнитных изделий: Дисс. М., 1990.-367 с.
- Ю.Гудремон Э. Специальные стали. М.: Металлургия, 1966. — 1275 с.
- H.Kroneis W.M. Nichtmagnetisierbare stahle fur hohe mechanische beanspruchungen // Stahl und Eisen. -1961. Bd.81. — S. 431 — 445.
- Bannykh O.A., Blinov V.M. On the effect of discontinuous decomposition on the structure and properties of high-nitrogen steels and on methods for suppression thereof // Steel research. -1991. Vol. 62. — P. 38 — 45.
- Банных O.A., Блинов B.M. Дисперсионно-твердеющие немагнитные ванадийсо-держащие стали. М.: Наука, 1980. — 192 с.
- Harzenmoser М.А., Uggowitzer P.J. Neue aufgestickte austenitisch rostfreie stahle und duplexstahle // Moderne Stahl. — Dusseldorf, 1987. — S. 219 — 246.
- Werner E. Solid solution and grain size hardening of nitrogen-alloyed austenitic steels // Materials Science and Engineering. Ser. A. 1988. — Vol. 101. — P. 93 — 98.
- Norstroin L.A. The influence of nitrogen and grain size on yield strength in type AISI 316L austenitic stainless steel // Metal Science. -1977. N°6. — P. 208 — 212.
- Uggowitzer P.J., Harzenmoser M.A. Strengthening of austenitic stainless steels by nitrogen // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 174 -179.
- Gavriljuk V.G. Nitrogen in iron steel // Iron and Steel Institute of Japan International. -1996. Vol. 36, Nq7. — P. 738 — 745.
- Speidel M.O. Properties and application of high nitrogen steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 92 — 96.
- Byrnes M.L.G, Grujicic M., Owen W.S. Nitrogen strengthening of A stable austenitic stainless steel //Acta Metallurgica. 1987. — Vol. 35, NQ7. — P. 1853 -1862.
- Peckner D., Bernstein I.M. Handbook of stainless steels. — New York: McGraw, 1977. -P. 21 -25.
- Simmons J.W. High-nitrogen alloying of stainless steels // Microstructural science. -1994. Vol. 21. — P. 33−39.
- Harzenmoser M.A., Reed R.P., Uggowitzer P.J. The influence of nickel and nitrogen on the mechanical properties of high-nitrogen austenitic steels at criogenic temperatures // HNS 90, Aachen (Germany), October 1990. Dusseldorf, 1990. — P. 197 — 203.
- Nakajima H., Yoshida K., Shimamoto S. Development of new cryogenic steels the superconducting magnets of the fusion experimental reactor // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, N°7. — P. 567 — 578.
- Ульянин E.A., Сорокина H.A., Зарецкий Я. М. Свойства аустенитной стали с никелем и азотом при низких температурах // Металловедение и термическая обработка металлов. -1969. N°9. — С. 8 -10.
- Гаврилюк В.Г. Распределение углерода в стали. Киев: Наукова думка, 1987. -208 с. мч
- Gavriljuk V.G., Duz V.A., Yefimenko S.P. Dislocations in austenite and mechanical properties of high nitrogen steel // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989.1. P. 447−451.
- Matsuo Т., Marioka N., Kaise S. Effect of nitrogen on creep deformation of 25Cr-28Ni austenitic steels solid solution strengthening due to nitrogen // HNS 88, Lille (France), May 1988. — London, 1989. — P. 213 — 217.
- Nakazava Т., Abo H., Tanino N. Effect of nitrogen and carbon on creep properties of type 316 stainless steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 218 -224.
- Berns H., Krafft F. Exchange of carbon by nitrogen in a 12%Cr steel // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 169 — 173.
- Degallaix S., Dickson J.I., Foct J. Effect of nitrogen on fatigue and creep-fatigue behaviour of austenitic stainless steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 380−386.
- Taillard R., Foct J. Mechanisms of the action of nitrogen interstitials upon low cycle fatigue behaviour of 316 stainless steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 387−391.
- Vogt J.-В., Bigeon C., Foct J. Combined effect of nitrogen and silicon on low cycle fatigue of 12%Cr martensitic stainless steels // Zeitschrift fur Metallkde. 1994. — Bd. 85. -S. 92 — 99.
- Lenel U.R., Knott B.R. Structure and properties of corrosion and wear resistant Cr-Mn-N steels // Metallurgical Translation. Ser. A. 1987. — Vol. 18. — P. 847 — 855.
- Mozhi T.A., Clark W.A., Nishimoto K. The effect of nitrogen on the sensitization of AISI 304 stainless steel // Corrosion. 1985. — Vol. 41. — P. 555 — 559.
- Mozhi T.A., Betrabet H.S., Jagannathan V. Thermodynamic modeling of sensitization of AISI 304 stainless steels containing nitrogen // Scripta Metallurgica. 1986. — Vol. 20. — P. 723 — 728.
- Betrabet H.S., Nishimoto K., Wilde B.E. Electrochemical and microstructural investigation of grain boundary precipitation in AISI 304 stainless steels containing nitrogen // Corrosion. 1987. — Vol. 43. — P. 77 — 84.
- Truman J.E. Effect of nitrogen alloying on corrosion behaviour of high alloy steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 225 — 239. m
- Mozhi T.A., Nishimoto K., Wilde B.E. The effect of nitrogen on stress corrosion cracking of AISI 304 stainless steel in high-temperature sulfate solution // Corrosion. 1986. -Vol. 42.-P. 197−203.
- Magdowski R.M., Speidel M.O. Stress corrosion cracking of high nitrogen steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 251 — 255.
- Hannula S.-P., Hanninen H., Tahtinen S. Influence of nitrogen alloying on hydrogen embrittlement in AISI 304 type stainless steels // Metallurgical Translation. Ser. A. -1984.-Vol. 15.-P. 2205−2211.
- Rozenak P. Effect of nitrogen on hydrogen embrittlement in AISI type 316, 321 and 347 austenitic stainless steels // Journal of Materials Science. 1990. — Vol. 25. — P. 2532 — 2538.
- Horovitz M.B., Benduce Neto F., Garbogini A. Nitrogen bearing martensitic stainless steels: microstructure and properties // Iron and Steel Institute of Japan International. -1996. Vol. 36, Nq7. — P. 738 — 745.
- Berns H. Martensitic high-nitrogen steels // Steel research. 1992. — Vol. 63. — P. 343 -347.
- Berns H., Ehrhardt R. Carbon or nitrogen alloying quenched and tempered stainless steels a comparative study // Steel research. 1996. — Vol. 67. — P. 343 — 349.
- Goecmen A., Stein R., Solenthaler C. Precipitation behaviour and stability of nitrides in high nitrogen martensitic 9% and 12% chromium steels // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, N°7. — P. 768 — 776.
- Machado I.F., Padilho A.F. Precipitation behaviour of 25%Cr 5,5%Ni austenitic stainless steel containing 0,87% nitrogen // Steel research. — 1996. — Vol. 67. — P. 285 — 290.
- Uggowitzer P.J., Magdowski R., Speidel M.O. Nickel free high nitrogen austenitic steels // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, N°7. — P. 901 — 908.
- Non-stable structure of high-chromium and high-nitrogen iron-based alloy / Yu. Usti-novshikov, A. Ruts, O. Bannykh, V. Blinov // Journal of materials science. 1994. — Vol. 29. — P. 5449 — 5454.
- Simmons J.W., Covino B.S., Hawk Jr. Effect of nitride (Cr2N) precipitation on the mechanical, corrosion and wear properties of austenitic stainless steel // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996, NQ7. — Vol. 36. — P. 846 — 854.
- Simmons J.W. Microstructural development in high-nitrogen stainless steels: Diss. -Beaverton, 1993. — 372 p. m
- Werner E., Uggowitzer P.J., Speidel M.O. Mechanical properties and aging behavior of nitrogen alloyed austenitic steels // On the mechanical behavior of materials: Fifth International Conference. Beijing, 1987. — Vol. 1. — P. 419 — 425.
- Simmons J.W., Rawers J.C., Atteridge D.G. Low-ductility room temperature impact fracture of high-nitrogen austenitic stainless steels induced by transgranular and grain boundary nitrides // Microstructural Science. 1993. — Vol. 20. — P. 311 — 320.
- Mundt R., Hoffmeister H. 8-«y phase equilibria in iron-rich iron-chromium-nickel alloys at temperatures between 1200 and 1350 °C // Archiv fur das Eisenhuttenwesen. 1983. — Bd. 54. — S. 253 — 266.
- Hofimeister H., Mundt R. Untersuchungen zum einflub des kohlenstoffs und des sttickstoffs auf die 8-«y Umwandlung ferritisch-austenitischer chrom-nickel-stahl // Archiv fur das Eisenhuttenwesen. -1981. — Bd. 52. — S. 159- 164.
- Weiss B., Suckler R. Phase Instabilities during high temperature exposure of 316 austenitic stainless steel // Metallurgical Translation. Ser. A. 1972. — Vol. 3. — P. 851 — 866.
- Wiegang H., Doruk M. Einflub von kohlenstoff und molybdan auf die ausscheidungs vorgange, besonders auf die bildung intermetallischer phasen in austenischen chrom-nickel-stahlen // Archiv fur das Eisenhuttenwesen. -1962. Bd. 33. — S. 559 — 566.
- Stein J., Menzel J., Wagner M. N-alloyed steels for retaining rings and other applications // HNS 90, Aachen (Germany), October 1990. Dusseldorf, 1990. — P. 399 — 412.
- Soussan A., Degallaix S., Magnin T. Work-hardening behaviour of nitrogen-alloyed austenitic stainless steels // Materials Science and Engineering. Ser. A. 1991. — Vol. 142. — P. 169−176.
- Stoltz R.E., Vander Sande J.B. The effect of nitrogen on stacking fault energy of Fe-Ni-Cr-Mn steels // Metallurgical Translation. Ser. A. 1980. — Vol. 11. — P. 1033 — 1037.
- Grujicic M., Nilsson J.O., Owen W.S. Basic deformation mechanisms in nitrogen strengthened stable austenitic stainless steels // HNS 88, Lille (France), May 1988. -London, 1989. P. 151 -158.
- Sassen J., Garratt-Reed A.J., Owen W.S. Electron microscopy of austenitic Fe-Ni-Cr alloys containing nitrogen // HNS 88, Lille (France), May 1988. London, 1989. — P. 159 -162.
- Simmons J.W. Mechanical properties of isothermally aged high-nitrogen stainless steel // Metallurgical Translation. Ser. A. 1995. — Vol. 26. — P. 2085 — 2101. т
- Simmons J.W. Influence of nitride (Cr2N) precipitation on the plastic flow behavior of high-nitrogen austenitic stainless steel // Scripta Metallurgica. 1995. — Vol. 32. — P. 265 -270.
- Bruemmer S.M., Chariot L.A., Arey A.W. Sensitization development in austenitic stainless steel: correlation between STEM-EDS and EPR measurements // Corrosion. -1988.-Vol. 44.-P. 328−333.
- Miller L.E., Smith G.C. Tensile fractures in carbon steels // Journal of the Iron and Steel Institute 1970. — Vol. 208. — P. 998 — 1005.
- Приданцев M.B., Талов Н. П., Левин Ф. Л. Высокопрочные аустенитные стали. М.: Металлургия, 1969. — 247 с.
- Структурные превращения в высокоазотистой аустенитной стали / В. Н. Тимофеев, В. Ф. Суховаров, В. М. Блинов, И. Л. Пойменов // Известия ВУЗов. Физика. -1988. -Т. 31, №б. С. 32−36.
- Aronson J., Liu J. On the turnbull and the cahn theories of the cellular reaction // Scripta Metallurgica. 1968. — Vol. 1. — P. 1 — 8.
- Mukherjee J.K., Nijhawan B.R. Some precipitation reaction in chromium-manganese-nitrogen stainless steels on aging and cold working // Journal of the Iron and Steel Institute. 1967. — Vol. 205. — P. 62 — 69.
- Опо А.А., Alonso N., Tschiptschin А.Р. Corrosion resistance of nitrogen bearing martensitic stainless steels // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. -Vol. 36, № 7. — P. 813−817.
- Berns H., Bugajchuk S.N., Duz V.A. Phase transformations during tempering of the Fe-15Cr-1Mo martensites containing nitrogen or carbon // Steel research. 1994. — Vol. 65.. p. 444 — 450.
- Baumel A., Carius C. Zusammenhand zwischen anlabbehandlung und korrosion sver-halten von hartbaren nichtrostenden chromstahlen // Archiv fiir das Eisenhuttenwesen. -1961.-Bd. 32. -S. 237−249.
- Menzel J., Kirchner W., Stein G. High nitrogen containing Ni-free austenitic sreels for medical application // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, № 7. — P. 893 — 900. w
- Werner H., Voigt С., Riedel G. Korrosionseigenschaften des stahles X2CrNiMoN22.5 // Korrosion (Dresden). -1990. Bd. 21. — S. 71 — 87.
- Grabke H.J. Role of nitrogen in the corrosion of iron and steels // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, № 7. — P. 777 — 786.
- Janik Czachor M., Lunarska E., Szklarska-Smialowska Effect of nitrogen content in 18Cr-5Ni-10Mn stainless steel on the pitting susceptibility in chloride solutions // Corrosion. 1975. — Vol. 31. — P. 394 — 399.
- Newman R.C., Sharabi T. The effect of alloyed nitrogen or dissolved nitrate ions on the anodic behaviour of austenitic stainless steel in hydrochloric acid // Corrosion Science. -1987.-Vol. 27.-P. 827−838.
- Jargelius R. The influence of nitrogen alloying on the corrosion resistance of 20Cr-25Ni- and 20Cr-25Ni-4,5Mo stainless steels // Report of Swedish Institute for Metal Research. 1986. — IM2179. — P. 124 -132.
- Jargelius-Petterson R.F.A. Sensitization behaviour and corrosion resistance of austenitic stainless steels alloyed with nitrogen and manganese // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, № 7. — P. 818 — 824.
- Renner M., Heubner U., Rockel M.B. Temperature as a pitting and crevice corrosion criterion in the FeCI3 test // Werkstoffe und Korrosion. 1986. — Bd. 37. — S. 183 — 190.
- Voigt C., Werner H., Gunzel M. Zum stick stoffeinflub auf korrosion seigenschaften von CrNiMoN 17.13.5 stahlen // Korrosion (Dresden). -1991. — Bd. 22. — S. 3 -10.
- Grabke H.J., Paulistchke W., Tauber G. Viefhaus equlibrium surfase segregation of dissolved nonmetal atoms on iron (100) faces // Surface Science. 1977. — Vol. 63. — P. 377 — 389.
- Strehblow H.-H. Breakdown of passivity and localized corrosion: teoretical concepts and fundamental experimental results // Werkstoffe Qnd Korrosion. 1984. — Bd. 35. — S. 437 — 448.
- Strehblow H.-H. Mechanisms of pitting corrosion // Marcus P., Oudar J. Corrosion Mechanisms in Theory and Practies. Dresden: Marcel Dekker, 1995. — P. 201 — 211.
- France W.D., Greene N.D. Interpretation of passive current maxima during polarisation of stainless steel // Corrosion. -1968. Vol. 24. — P. 403 — 406.
- Мао X., Zhao W. Electrochemical polarization method to detect temper embrittlement of 321 stainless steel // Corrosion. 1993. — Vol. 49. — P. 335 — 342.
- Износостойкость высокоазотистых немагнитных хромомарганцевых сталей / В. М. Блинов, О. А. Банных, И. Л. Пойменов и др. // Металлы. 1982. — С. 142 -145.w
- Структура и механические свойства сварных соединений высокоазотистых нержавеющих аустенитных сталей / О. А. Банных, В. М. Блинов, С. А. Чорнаморян и др. // Физика и химия обработки материалов. -1991. N°4. — С. 133 — 140.
- Berns Н., Siebert S. High nitrogen austenitic cases in stainless steels // Iron and Steel Institute of Japan International. 1996. — Vol. 36, № 7. — P. 927 — 931.