OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 1 2023 7 TECHNOLOGY карбиды хрома Cr23C6, выделяющиеся по границам аустенитных зёрен и способствующие снижению растворенного в матрице хрома до значений (менее 13 %), обеспечивающих локальное падение коррозионной стойкости [12–14]. Этот процесс интенсифицируется в течение длительных выдержек при температурах, соответствующих активному формированию карбида хрома, при этом коррозия распространяется в глубину зерна. Для снижения склонности стали марки 12Х18Н10Т к данному типу коррозии реализуются мероприятия по термической обработке заготовок (закалка, отжиг), а также оптимизации химического состава, закладываемого при выплавке и внепечной обработке жидкого расплава [15–17]. При работе в условиях пониженных температур или в процессе холодной пластической деформации в структуре нержавеющей стали может происходить формирование мартенситной α-фазы, сопровождающееся повышением магнитных свойств материала. Данный переход является нежелательным для аустенитной стали, для его предотвращения осуществляется оптимизация химического состава и параметров прокатки [7, 18]. Формирование ферритной фазы в исследуемой стали начинается в начале затвердевания расплава, при дальнейшем охлаждении δ-феррит растворяется в аустените. Ввиду значительных скоростей охлаждения слитков этот процесс, как правило, неполный. Даже после горячей пластической деформации в структуре металла присутствует остаточная ферритная фаза, ухудшающая магнитные свойства. Более того, снижаются пластичность и трещиностойкость стали [19, 20]. На сегодняшний день довольно широко используются методы термодинамического моделирования для оценки влияния химического состава материалов на количество и тип фазовых составляющих. Подобная информация позволяет уточнить рекомендации и мероприятия по повышению качества металлопродукции [21–23]. Цель работы: провести исследования структуры основных дефектов нержавеющей марки стали 12Х18Н10Т; выполнить термодинамическое моделирование сопутствующих фазовых превращений; на основе проведенных исследований и расчетов дать рекомендации по повышению качества металла – снижению его дефектности. Материалы и методики В рамках данной работы испытания стали марки 12Х18Н10Т на стойкость против межкристаллитной коррозии проводились согласно ГОСТ 6032–2017 «Стали и сплавы коррозионностойкие». С поверхности термообработанных образцов химическим травлением удалялась окалина, после этого образцы выдерживались в кипящем водном растворе сернокислой меди и серной кислоты в присутствии металлической меди. Время выдержки в зависимости от метода составляло 24 ч или 8 ч. После испытаний проводилось сгибание на 90±5° и осмотр на наличие трещин. Наличие трещин на образцах, изогнутых после испытания, и отсутствие трещин на изогнутых таким же образом контрольных образцах свидетельствовало о склонности стали к межкристаллитной коррозии. Подготовка к металлографическому анализу заключалась в последовательной шлифовке, полировке образцов из нержавеющей стали и электрохимическом травлении в 10 %-м водном растворе щавелевой кислоты. Для подготовки проб использовалось оборудование фирмы Buehler Ltd. При необходимости могла дополнительно осуществляться операция аустенизации образцов, а именно проводилась длительная выдержка в диапазоне 1000…1200 °С для снятия намагниченности и растворения ферритной фазы. Непосредственно металлографический анализ проводился при помощи микровизора μVIZOМЕТ-221. Измерение твердости по шкале Бринелля образцов нагартованного металла после холодной деформации осуществлялось при помощи твердомера ТБ 5015-01. Термодинамическое моделирование выполнялось при помощи программного продукта Thermo-Calc. Данный комплекс позволяет осуществлять расчеты равновесия многокомпонентных многофазных систем при различных температурных условиях для различных химических составов. В частности, строились температурные зависимости массы основных фазовых составляющих нержавеющей стали 12Х18Н10Т, таких как феррита, аустенита, жидкой фазы, а также карбидных и нитридных включений.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1