student, engineer of the Laboratory of physics of structural transformations
студент, инженер лаборатории физики структурных превращений
postgraduate student, junior researcher of the Laboratory of local metallurgy in additive technologies
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях
PhD (Physics and Mathematics), researcher of the Laboratory of physics of structural transformations
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории физики структурных превращений
postgraduate student, junior researcher of the Laboratory of local metallurgy in additive technologies
аспирант,
junior researcher of the Laboratory of local metallurgy in additive technologies
младший научный сотрудник лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях
PhD (Physics and Mathematics), senior researcher of the Laboratory of physics of structural transformations
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики структурных превращений
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), leading researcher of the Laboratory of physics of structural transformations
доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики структурных превращений
Nitrogen alloying of austenitic steels increases their corrosion resistance and improves mechanical properties. During heat treatment, high-nitrogen austenitic steels tend to the precipitation hardening and the increase of strength characteristics. In the current paper, the authors studied the effect of the duration of age-hardening at the temperatures of 700 °С and 800 °С on the structure, phase composition, plastic flow behavior, and fracture mechanisms of V-alloyed high nitrogen chrome-manganese austenitic Fe-19Cr-22Mn-1.5V-0.3C-0.86N (mass %) steel. The study revealed that after water-quenching at 1200 °С, the specimens possess the high strength properties, ductility and contain large (300-500 nm) (V,Cr)(N,C) particles. Aging at temperatures of 700 °С and 800 °С facilitates complex reactions of austenite discontinuous decomposition with the Cr2N-plate formation in grains and continuous decomposition with the formation of vanadium nitride-based particles in austenite. During the long-term aging (50 h at 700 °C and 10 h at 800 °C), the intermetallic σ-phase appears in specimens. At age-hardening, the observed phase transformations cause the changes in macro- and micro-mechanism of fracture in the specimens of steel under the study. In the initial state, the specimens show mainly the ductile transgranular fracture. After age-hardening, the fracture mechanism changes into the mixed mechanism with the elements of brittle intergranular and ductile transgranular fractures. When increasing the duration of aging and implementation of complex reactions of decomposition of solid solution, the specimens are fractured by the quasi-cleavage mechanism. The specimens aged at temperatures of 700 °С and 800 °С have quite similar precipitation hardening mechanisms, though the increase in aging temperature leads to the rising of the decomposition rate of solid solution. The sequence of transformations described above and the corresponding sequence of changes in the mechanisms of steel fracture are implemented faster when increasing the aging temperature.
Легирование аустенитных сталей азотом повышает их коррозионную стойкость и улучшает механические свойства. Высокоазотистые аустенитные стали при термических обработках способны к дисперсионному твердению и росту прочностных характеристик. В работе исследовали влияние продолжительности старения при температурах 700 °С и 800 °С на структуру, фазовый состав, закономерности пластической деформации и механизмы разрушения высокоазотистой хромомарганцевой аустенитной стали Fe-19Cr-22Mn-1,5V-0,3C-0,86N (мас. %), легированной ванадием. Было выявлено, что после закалки от температуры 1200 °С образцы обладают высокими прочностными свойствами, пластичностью и содержат крупные (300-500 нм) частицы (V,Cr)(N,C). Старение при температурах 700 °С и 800 °С способствует комплексным реакциям прерывистого распада аустенита с образованием пластин Cr2N в зернах и непрерывного распада с образованием частиц на основе нитрида ванадия в аустените. При длительном старении (в течение 50 ч для 700 °С и 10 ч для 800 °С) в образцах происходит образование интерметаллидной σ-фазы. Наблюдаемые фазовые превращения при старении сопровождаются изменением макроскопического и микроскопического механизма излома в образцах исследуемой стали. В исходном состоянии образцы обладают транскристаллитным вязким изломом. При режимах старения происходит смена механизма разрушения на смешанный с элементами хрупкого интеркристаллитного и вязкого транскристаллитного. При увеличении продолжительности старения и реализации комплексных реакций распада твердого раствора образцы разрушаются транскристаллитно хрупко с образованием квазисколов на поверхностях разрушения. Образцы, состаренные при температурах 700 °С и 800 °С, имеют близкие механизмы и закономерности дисперсионного твердения, но увеличение температуры старения вызывает увеличение скорости распада твердого раствора, описанная выше последовательность превращений и соответствующая им последовательность изменения механизмов разрушения стали реализуется быстрее при повышении температуры старения.