Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия

М. К. Чегуров, доцент кафедры материаловедения, технологий материалов и термической обработки металлов (МТМиТОМ), канд. техн. наук
М. Н. Чеэрова, доцент кафедры МТМиТОМ, канд. техн. наук
М. Г. Горшунов, доцент кафедры МТМиТОМ, канд. техн. наук

Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия¹ ; Институт проблем машиностроения РАН — филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук» (ИПМ РАН), Нижний Новгород, Россия²
О. Б. Бердник, ведущий научный сотрудник², доцент кафедры МТМиТОМ¹, канд. техн. наук, эл. почта: berdnik80@mail.ru

Вопросы обеспечения стабильности структурного состояния и механических свойств являются актуальными для производства при обработке изделий, оценке качества и продлении ресурса. Приведены исследования влияния изменения структуры, получаемой в результате применения различных режимов термической обработки на примере жаропрочной, коррозионностойкой стали 14Х17Н2 (ЭИ268), которая относится к сталям мартенситно-ферритного класса, содержащим в своей структуре, кроме мартенсита, не менее 10 % феррита. Наибольшей коррозионной стойкостью она обладает после закалки с высоким отпуском. Сталь 14Х17Н2 является весьма сложной в технологическом отношении. Наличие в структуре данной стали большого количества δ-феррита оказывает вредное влияние на ход технологических процессов: ухудшает деформированность стали и резко снижает свойства пластичности (особенно ударной вязкости) при испытании образцов в тангенциальном или поперечном направлении, повышает анизотропность механических свойств. Установлена взаимосвязь между количеством δ-феррита и карбидной фазы, выделившейся на его границах, и механическими свойствами стали. Показано, что с повышением температуры закалки количество δ-феррита изменяется незначительно, а карбидной фазы уменьшается. Коррозионные испытания образцов в среде водного раствора калия роданида (KSCN) и серной кислоты (H₂SO₄) после различных режимов термической обработки показали, что с уменьшением количества карбидов хрома, выделившихся на границах δ-фазы, происходит уменьшение соотношения количества электричества (Sk:Sa), а глубинный показатель коррозии не зависит от количества δ-феррита и карбидов хрома. На поверхности всех образцов на участках границы δ-фазы и троостита отпуска видны следы коррозионного разрушения различной глубины.

Государственное задание ИПФ РАН на выполнение фундаментальных научных исследований на 2024–2026 гг. FFUF-2024-0031. № НИОКТР 1023032800130-3-2.3.2.

1. Сорокин В. Г. Марочник сталей и сплавов. — М. : Машиностроение, 1989. — 640 с.
2. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. — М. : Металлургия, 1999. — 408 с.
3. Тогобицкая Д. Н., Пиптюк В. П., Кукса О. В. Микролегирование стали 14Х17Н2 бором в условиях ПАО «Днепроспецсталь» // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2016. № 1. С. 40–45.
4. Гуляев А. П. Металловедение. — М. : Металлургия, 1986. — 542 с.
5. Сидоркина Н. М. Об исследовании режимов термообработки стали 14Х17Н2, обеспечивающих стойкость против межкристаллитной коррозии в различных диапазонах твердостей // Актуальные вопросы современной науки. 2008. № 2. С. 57–69.
6. Carré C., Zanibellato A., Jeannin M., Sabot R. et al. Electrochemical calcareous deposition seawater. A review // Environmental Chemistry Letters. 2020. Vol. 1. P. 25–30.
7. Kaputkina L., Khadeev G., Prokoshkina V. Effect of nitrogen microalloying on structure and properties of quenched martensitic steel // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 577, Iss. 9. P. 559–562.
8. Toro A., Misiolek W. Z., Tschiptschin A. P. Correlations between microstructure and surface properties in a high nitrogen martensitic stainless steel // Acta Materialia. 2003. Vol. 51, Iss 12. P. 3363–3374.
9. Родионова И. Г., Зайцев А. И. и др. Современные подходы к повышению коррозионной стойкости и эксплуатационной надежности сталей для нефтепромысловых трубопроводов. — М. : Металлургиздат, 2012. — 172 с.
10. Zinchenko S. D., Lamukhin A. M., Filatov M. V., Efimov S. V. et al. Development of recommendations on making tube steels produced at the severstal’ combine cleaner with respect to corrosion-active nonmetallic inclusions // Metallurgist. 2005. Vol. 4. P. 131–137.
11. Малов В. С., Васильев В. А. Влияние химического состава, технологических параметров ковки на структуру и механические свойства стали 14Х17Н2 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 9. С. 2–5.
12. Якимов Н. С., Муратов В. С. Особенности деформационной и термической обработок коррозионностойких сталей мартенситно-ферритного класса // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 12-2. С. 398–402.
13. Маковецкий А. Н., Мирзаев Д. А., Васильев Е. Н. Влияние структурных и фазовых изменений при термической обработке трубных сталей на скорость общей коррозии // Вестник ЮУрГУ. Серия: Металлургия. 2016. Т. 16. № 4. С. 122–128. DOI: 10.14529/met160414
14. ГОСТ 5949–2018. Металлопродукция из сталей нержавеющих и сплавов на железоникелевой основе коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных. — Введ. 01.02.2019.
15. ГОСТ 9.914–91. Единая система защиты от коррозии и старения. Стали коррозионностойкие аустенитные. Электрохимические методы определения стойкости против межкристаллитной коррозии. — Введ. 01.01.1992.
16. Cleophas Loto. Calcareous deposits. Effects on steels surfaces in seawater. A review and experimental study // Oriental Journal of Chemistry. 2018. Vol. 34, Iss. 5. P. 2332–2341.
17. Park J. M., Lee M. H., Lee S. H. Characteristics and crystal structure of calcareous deposit films formed by electrodeposition process in artificial and natural seawater // Coatings. 2021. Vol. 11, Iss. 359. P. 1–12.
18. Rodionova I. G, Baklanova O. N., Filippov G. A., Reformatskaya I. I. The role of nonmetallic inclusions in accelerating the local corrosion of metal products made of plain-carbon and low-alloy steels // Metallurgist. 2005. Vol. 4. P. 125–130.
19. Han Dong, Yong Gan, Yuqing Weng. Grain boundary hardening and single crystal // Advanced Steels: The Recent Scenario in Steel Science and Technology. s.1: Springer. 2011. P. 359-362.
20. Wang L., Subramanian S. V., Liu C., Ma X. Studies on Nb microalloying of 13Cr super martensitic stainless steel // The Minerals, Metals and Materials Society and ASM International. 2012. Vol. 43A. P. 4475–4484.
21. Семенова И. В. Коррозия и защита от коррозии. — М. : Физматлит, 2002. — 335 с.
22. Нонг Куок Куанг, Филичев Н. Л., Микуров Д. С., Нгуен Ван Чи и др. Исследование эффективности противокоррозионной защиты конструкционной стали АН-36 при катодной поляризации в тропической морской воде // Практика противокоррозионной защиты. 2022. Т. 27. № 1. С. 7–16. DOI: 10.31615/j.corros.prot.2022.103.1-1