Influence of hydrogen saturation on the structure and mechanical properties of Fe-17Cr-13Ni-3Mo-0.01С austenitic steel during rolling at different temperatures

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 2 2021 81 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние насыщения водородом на структуру и механические свойства аустенитной стали 01 Х 17 Н 13 М 3, формируемые в процессе прокатки при разных температурах Евгений Мельников a, * , Галина Майер b , Валентина Москвина c , Елена Астафурова d Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, г . Томск , 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0001-8238-6055, melnickow-jenya@yandex.ru , b https://orcid.org/0000-0003-3043-9754, galinazg@yandex.ru, c https://orcid.org/0000-0002-6128-484X , valya_moskvina@mail.ru , d https://orcid.org/0000-0002-1995-4205, elena.g.astafurova@ispms.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 2 с . 81–97 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-81-97 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Развитие техники и технологий дает ос - нование полагать , что водородные топливные элементы будут играть все более важную роль в получении энергии , а развитие водородной энергетики будет способствовать уменьшению зависимости от ископаемых энергоносителей и ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 538.9 История статьи : Поступила : 15 февраля 2021 Рецензирование : 09 марта 2021 Принята к печати : 29 марта 2021 Доступно онлайн : 15 июня 2021 Ключевые слова : Аустенитная сталь Пластическая деформация Наводороживание Микроструктура Механические свойства Финансирование : Работа выполнена в рамках государ - ственного задания ИФПМ СО РАН , тема номер FWRW-2019-0030. Благодарности : Исследования проведены на обо - рудовании ИФПМ СО РАН ( ЦКП « Нанотех ») и НИУ « БелГУ » ( ЦКП « Диагностика структуры и свойств наноматериалов »). АННОТАЦИЯ Введение . Развитие водородной энергетики предполагает уменьшение зависимости различных сфер человеческой деятельности от ископаемых энергоносителей и значительное сокращение выбросов углекис - лого газа в атмосферу . Исходя из этого возрастают требования к качеству конструкционных материалов , которые имеют перспективу использования для хранения и транспортировки водорода , а также для создания инфраструктурных объектов водородной энергетики . Поэтому большое значение приобретают научные ис - следования , направленные на изучение влияния водорода на закономерности изменения микроструктуры и механического поведения конструкционных материалов при различных схемах нагружения . Цель рабо - ты – установить влияние химико - деформационной обработки , включающей прокатку , комбинированную с наводороживанием , на микроструктуру , фазовый состав и механические свойства образцов аустенитной нержавеющей стали 01 Х 17 Н 13 М 3. Методами исследования являются просвечивающая электронная ми - кроскопия и дифракция обратнорассеянных электронов , рентгеноструктурный , рентгенофазовый и магни - тофазовый анализ , микроиндентирование и одноосное статическое растяжение . Результаты и обсуждение . Экспериментально показано , что морфология дефектной структуры и фазовый состав стали 01 Х 17 Н 13 М 3, формируемые при прокатке со степенями осадки 25 и 50 %, существенным образом зависят от температуры деформации ( при комнатной температуре или с охлаждением образцов до температуры кипения жидкого азо - та ), а также насыщения образцов водородом ( в течение 5 часов при плотности тока 200 мА / см 2 ). Основными механизмами деформации стали при прокатке являются скольжение , двойникование и микролокализация пластического течения , которые обеспечивают формирование субмикрокристаллических структурных со - стояний в образцах . Кроме этого в структуре прокатанных образцов происходит образование деформаци - онных ε и α ’ мартенситных фаз . Независимо от режима химико - деформационной обработки в стали фор - мируется зеренно - субзеренная структура с высокой плотностью дефектов кристаллического строения , но морфология такой микроструктуры определяется режимом обработки . Полученные экспериментальные дан - ные свидетельствуют о том , что предварительное насыщение образцов водородом и понижение температуры деформации способствуют более активному развитию механического двойникования и реализации деформа - ционных фазовых превращений при прокатке . Несмотря на обнаруженные эффекты по влиянию насыщения водородом на механизмы деформации и морфологию формируемой при прокатке дефектной микрострукту - ры , предварительное наводороживание слабо влияет на механические свойства стали при фиксированных степени и температуре деформации . Эти данные свидетельствуют о том , что независимо от морфологии де - фектной зеренно - субзеренной структуры измельчение зерна , накопление деформационных дефектов и рост внутренних напряжений приводят к увеличению прочностных характеристик стали . Для цитирования : Влияние насыщения водородом на структуру и механические свойства аустенитной стали 01 Х 17 Н 13 М 3, формируемые в процессе прокатки при разных температурах / Е . В . Мельников , Г . Г . Майер , В . А . Москвина , Е . Г . Астафурова // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 2. – С . 81–97. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-81-97. ______ * Адрес для переписки Мельников Евгений Васильевич , м . н . с . Институт физики прочности и материаловедения СО РАН пр . Академический , 2/4, 634055, г . Томск , Россия Тел . : 8 (3822) 28-68-65, e-mail : melnickow-jenya@yandex.ru