postgraduate student, junior researcher of the Laboratory of local metallurgy in additive technologies
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях
student
студент
student
студент
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, младший научный сотрудник лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях
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
Currently, many technical problems require a comprehensive study of the properties of materials operating in hydrogen-containing environments. The authors investigated the effect of age-hardening on the hydrogen embrittlement and fracture micromechanisms of high-nitrogen austenitic Fe-23Cr-17Mn-0.1C-0.6N (wt. %) steel. For this purpose, using heat treatments, the authors formed in specimens of Fe-23Cr-17Mn-0.1C-0.6N steel the structural phase states characterized by different distribution and content of dispersed phases. The experiment determined that the accumulation of hydrogen atoms occurs predominantly in the grains in solution-treated specimens without dispersed phases. This causes the effects of solid solution hardening and leads to a change in the micromechanism of steel fracture from a ductile dimple fracture in the absence of hydrogen to a transgranular fracture by the quasi-cleavage mechanism in hydrogen-charged specimens. It was established that the discontinuous decomposition of austenite with the formation of Cr2N cells and austenite depleted in nitrogen, predominantly along the grain boundaries causes the formation of a large fraction of interphase (austenite/Cr2N particles) boundaries. Cells of discontinuous decomposition promote hydrogen accumulation along the grain boundaries and cause brittle intergranular fracture of hydrogen-charged specimens during plastic deformation. The study showed that in specimens with the discontinuous decomposition of austenite both along the grain boundaries and spreading into the grain body, plenty of intragranular interphase boundaries (Cr2N plates in austenite) are formed, which causes the formation of a transgranular brittle fracture in the hydrogen-charged specimens.
В настоящее время существует множество технических задач, для решения которых требуется всестороннее исследование свойств материалов, работающих в водородосодержащих средах. В работе проведено исследование влияния дисперсионного твердения на закономерности водородного охрупчивания и микромеханизмы разрушения высокоазотистой аустенитной стали Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N (мас. %). Для этого в образцах стали Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N с помощью термических обработок были сформированы структурно-фазовые состояния, характеризующиеся различным распределением и содержанием дисперсных фаз. Экспериментально установлено, что в закаленных образцах, не содержащих дисперсных фаз, накопление водорода происходит преимущественно в зернах. Это вызывает эффекты твердорастворного упрочнения и приводит к смене микромеханизма излома стали от вязкого ямочного излома в отсутствие водорода к транскристаллитному разрушению по механизму квазискола в образцах, предварительно насыщенных водородом. Установлено, что прерывистый распад аустенита с образованием ячеек Cr2N и аустенита, обедненного по азоту, преимущественно по границам зерен сопровождается формированием большой доли межфазных (аустенит/частицы Cr2N) границ. При электролитическом насыщении водородом ячейки распада способствуют накоплению водорода вдоль границ зерен и вызывают хрупкое интеркристаллитное разрушение наводороженных образцов в процессе пластической деформации. Показано, что в образцах, где реакция прерывистого распада аустенита не только реализуется по границам зерен, но и распространяется в тело зерна, образуется множество внутризеренных межфазных границ (пластины Cr2N в аустените), что вызывает формирование транскристаллитного хрупкого излома в наводороженных образцах.