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

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 83 MATERIAL SCIENCE растворе 25 г CrO 3 + 210 мл H 3 PO 4 . Перед на - сыщением водородом все пластины имели оди - наковый размер 10×20×1 мм 3 . Первую партию образцов электролитиче - ски насыщали водородом в течение 5 часов при комнатной температуре . Наводороживание осу - ществляли с использованием 1 N раствора сер - ной кислоты (H 2 SO 4 ) с добавлением тиомоче - вины (CH 4 N 2 S) при плотности тока j = 200 мА / см 2 . Непосредственно после наводороживания проводили прокатку пластин с использованием двух режимов : режим I – при комнатной темпе - ратуре (23 ° С ), режим II – с охлаждением пластин до температуры жидкого азота перед каждым ци - клом прокатки (–196 ° С ). Пластическая деформа - ция за один проход через валки прокатного стана составляла ≈ 3–4 %. Степень обжатия при про - катке рассчитывали как  = (( h 0 – h 1 )/ h 0 )100 %, где h 0 – исходная толщина пластин (1 мм ), h 1 – тол - щина пластин после прокатки . Общая степень деформации составляла 25 и 50 %. Вторую пар - тию образцов прокатывали с использованием тех же режимов , но без предварительного насы - щения стали водородом . Далее по тексту образ - цы в закаленном ( не деформированном ) состоя - нии будем называть исходными . Микротвердость образцов определяли по ме - тоду Виккерса на микротвердомере Duramin 5 при нагрузке на индентор 200 г . Одноосное ста - тическое растяжение с автоматической записью кривых нагружения проводили на испытатель - ной машине Instron 3369 при комнатной темпе - ратуре с начальной скоростью 4,2  10 –4 с –1 . Об - разцы для растяжения в форме двойных лопаток вырезали из прокатанных по различным режи - мам пластинок . Образцы имели размеры рабо - чей части 9×2,6× h 1 мм . Исследования фазового состава и структур - ных параметров стали проводили с использова - нием рентгенофазового ( РФА ) и рентгенострук - турного анализа ( РСА ) на дифрактометре Rigaku Ultima IV (Cu K α - излучение ). Расчет микро - деформации кристаллической решетки ( ∆ d / d ) и размеров областей когерентного рассеяния ( ОКР ) выполнен методом аппроксимации . Коли - чество образовавшегося в результате прокатки αʹ - мартенсита деформации ( V αʹ ) в образцах АНС определяли методом измерения удельной намаг - ниченности в зависимости от напряжения маг - нитного поля на установке « Магнитометр Н -04» ( магнитофазовый анализ , МФА ) [26]. Электронно - микроскопические исследова - ния структуры образцов проводили с исполь - зованием просвечивающего электронного ми - кроскопа ( ПЭМ ) JEM-2100 при ускоряющем напряжении 200 кВ . Фольги для исследований подготавливали стандартным методом , описан - ным в работе [27]. Плотность дислокаций опре - деляли по методике , описанной в [27]. Размеры зерна исходной закаленной заготовки определя - ли по картинам зеренной структуры , получен - ным методом дифракции обратно рассеянных электронов ( ДОЭ ) на сканирующем электрон - ном микроскопе Quanta 200 3D при ускоряющем напряжении 30 кВ . Результаты и их обсуждение Результаты рентгеновских исследований На рис . 1 представлены рентгенограммы , полученные для стальных образцов в исходном состоянии и после различных режимов ХДО . Согласно данным рентгеновских исследований исходная структура стали 01 Х 17 Н 13 М 3 пред - ставляет собой аустенит с параметром решетки а = 0,3603 нм , микродеформацией кристалличе - ской решетки Δ d / d = 7,3 ∙ 10 –4 и размером ОКР более 200 нм . РФА стальных образцов , подвергнутых раз - ным режимам ХДО , выявил наличие пиков только γ - фазы . Таким образом , АНС сохраняет однофазную ГЦК кристаллическую структуру независимо от режима обработки ( рис . 1). РСА свидетельствует об измельчении структуры и повышении внутренних напряжений в образцах в результате ХДО . Независимо от температуры деформации и наводороживания микродеформа - ция кристаллической решетки аустенита после прокатки возрастает до 1,5…2,9 ∙ 10 –3 . При про - катке значительно уменьшаются размеры ОКР ( табл . 1). Значение параметра решетки аустени - та изменяется незначительно при всех видах об - работки . Следует отметить , что при одинаковых степенях осадки два фактора – снижение темпе - ратуры прокатки и предварительное насыщение водородом – способствуют росту значений ОКР относительно значений , полученных для образ - цов , прокатанных при комнатной температуре и