Electron-microstructural study of austenitic corrosion-resistant steels of different alloying for elastic elements

В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 2 этапу Договора № 2.1.2.1./32 от 27.05.2013 г. «Электронно-микроструктурные исследования аустенитных коррозионно-стойких сталей различного легирования для упругих элементов» в рамках выполнения п.2.1.2.1 Плана реализации мероприятий Программы развития УрФУ на 2013 год. Цель работы – изучение влияния легирующих элементов на структурные и фазовые превращения в метастабильных аустенитных сталях с помощью электронной микроскопии в зависимости от термических и механических обработок, а также определение характера и морфологии упрочняющих интерметаллидных фаз при старении. В работе проведен комплексный анализ структуры: микроструктурные, электронно-микроструктурные исследования, которые показали, что упрочнение при старении закаленных аустенитных сталей незначительно, однако аустенит исследуемых сталей является деформационно-нестабильным и полностью превращается в мартенсит деформации при холодной пластической деформации; кобальт подавляет образование δ-феррита; установлены температурные интервалы существования интерметаллидных фаз, NiAl и χ-фазы, в метастабильных аустенитных сталях при нагреве; показано изменение состава χ-фазы с увеличением содержания в аустенитных сталях кобальта: (Fe,Ni)42,0Cr13,0Mo2,0Al1,0 → (Fe,Ni)39,0Cr14,0Mo2,0Co2,0Al1,0.The report presents the results of research performed for phase 2 of the Agreement no 2.1.2.1./32 from 27.05.2013, «Electron-microstructural study of austenitic corrosion-resistant steels of different alloying for elastic elements within the п.2.1.2.1 Plan of implementation of the Program of development of UrFU for 2013. The purpose of the work is to study the influence of alloying elements on structural and phase transformations in metastable austenite steel by electron microscopy depending on the thermal and mechanical treatments, as well as determination of the nature and morphology of hardening intermetallic phases during aging. In a comprehensive analysis patterns: microstructural, electron-microstructural studies, which showed that the hardening of the ageing of austenitic steels hardened slightly, but austenite steels is the strain-unstable and completely transformed into martensite in cold plastic deformation; cobalt, inhibits δ-ferrite; determined temperature intervals of existence of intermetallic phases, NiAl and χ-phase steels at heating; shows the changing composition of the χ-phase with the increased content in steel cobalt: (Fe,Ni)42,0Cr13,0Mo2,0Al1,0 → (Fe,Ni)39,0Cr14,0Mo2,0Co2,0Al1,0.Программа развития УрФУ на 2013 год (п.2.1.2.1

The effect of thermoplastic processing on the structure and mechanical properties of metastable austenitic steel

The patterns of structural transformations and the change in the mechanical properties of a metastable austenitic steel subjected to cold plastic deformation by drawing with high total degrees of compression and subsequent aging were studied in this work. The studies showed that after quenching, the use of intense plastic deformation by drawing revealed the high technological capabilities of the studied austenitic steel. Austenite in the steel is deformation-unstable and turns into deformation martensite during cold plastic deformation by drawing. Aging of deformed steel causes an additional increase in mechanical properties, due to the separation of the intermetallic phase NiAl from the bcc solid solution (strain martensite). It was revealed that almost carbon-free corrosion-resistant austenitic steel, as a result of correctly selected alloying, combines the advantages of three steels: metastable austenitic steels, Transformation-Induced Plasticity (TRIP)-steels and martensitic aging steels. As a result of using all possible hardening mechanisms, a high-strength state was achieved. © Published under licence by IOP Publishing Ltd

Modification of the Structure and Properties of Maraging Steel when Irradiated by High Energy Ions

Авторы выражают благодарность В. В. Овчинникову и Н. В. Гущиной за помощь в проведении эксперимента и обсуждение полученных результатов.The work is devoted to studying the maraging steel 03Н18К3М3Т after treatment according to three schemes, including hardening, aging, and irradiation with Ar+ ions. It is shown that the most noticeable improvement in properties and structural changes is achieved by using irradiation at the final stage of steel processing after quenching and aging.Исследована мартенситно-стареющая сталь 03Н18К3М3Т после обработки по разным схемам, включающим закалку, старение и облучение ионами Ar+ с энергией 40 кэВ. Показано, что наиболее заметное улучшение свойств и изменение структуры достигается при использовании облучения на завершающем этапе обработки стали после закалки и старения

Characteristics of strain-induced martensitic transformation in welded joints with the structure of metastable austenite

Welded joints of medium-carbon steel were performed by arc welding in shielding gases using cored wire of 50Cr18 type. Phase transitions in the process of crystallization and subsequent thermal and deformation effects under loading were studied. For this purpose, the weldability, wear resistant tests and structure study results were analyzed. It was found that the structure contains an increased amount of metastable austenite, δ-ferrite and high-strength carbonaceous-chromiс martensite. Welded joints have a high capacity for intensive hardening during local deformation due to the TRIP effect. At the same time, they are highly resistant against the formation of cold cracks, which is the main defect in the welds of medium-carbon steels. It was shown that these features are reasoned from the heterophase dissipative structure of the weld metal formed under the conditions of a typical thermal-deformation cycle of the welded joint. © 2019 The Authors. Published by Elsevier B.V

Modification of the Structure of Auustenite Corrosive-Steeu Steeus by Ion Impuantation

В настоящей работе проводится исследование влияния имплантации ионов азота в поверхность аустенитных коррозионностойких сталей для повышения их функциональных свойств. В качестве материала исследования были взяты четыре марки аустенитных коррозионностойких сталей 02Х16Н10М2, 08Х15АГ10Д2, 06Х15АГ9НМ2 и 09Х15АГ9НД2 после холодной пластической деформации и отжига 680 °С в воде и последующей имплантации ионами N+ с разной дозой облучения. Установлено, что облучение ионами азота аустенитных коррозионностойких сталей можно считать эффективным способом для повышения твердости, а также условного предела текучести при эксплуатации сталей в коррозионной среде.Work is devoted to studying the effect of implantation of nitrogen ions into the surface of austenitic stainless steels to improve their functional properties. As a research material, four grades of austenitic corrosion-resistant steels 02H16N10M2, 08H15AG10D2, 06H15AG9NM2 and 09H15AG9ND2 were taken after cold plastic deformation and annealing from 680 °C in water and subsequent implantation with N+ ions with different radiation dose. It was found that irradiation of austenitic stainless steels with nitrogen ions can be considered an effective way to increase the hardness and yield strength of steels in the operation in a corrosive environment

MODIFICATION OF THE STRUCTURE OF CORROSION-RESISTANT STEEL BY ION NITRIDING

Исследовали четыре марки аустенитных коррозионно-стойких сталей 02Х16Н10М2, 08Х15АГ10Д2, 06Х15АГ9НМ2 и 09Х15АГ9НД2 после холодной пластической деформации и закалки от 1050 С в воде и последующей имплантации ионами N+ с разной дозой облучения. Путем имплантации ионов N+ с высокой дозой облучения на 50–60 % повысилась твердость исследованных сталей. Повышение прочности до 20 % получено в стали с исходно низким содержанием азота 02Х16Н10М2.Four marks of austenitic corrosion-resistant steels 02H16N10M2, 08H15AG10D2, 06X15AG9NM2 and 09X15AG9ND2 after cold plastic deformation and quenching from 1050 °C in water and subsequent implantation with N+ ions with different radiation dose were investigated. By implanting N+ ions with a high irradiation dose by 50–60 %, the hardness of the investigated steels has increased. The increase in strength up to 20 % is obtained in steel with an initially low nitrogen content of 02H16N10M2

INFLUENCE OF NITROGEN DOPING ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF AUSTENITIC CORROSION-RESISTANT STEELS

Work is devoted to studying the effect of implantation of nitrogen ions into the surface of austenitic stainless steels to improve their functional properties. Four grades of austenitic corrosion-resistant steels 02H16N10M2, 08H15AG10D2, 06H15AG9NM2 and 09H15AG9ND2 were taken after cold plastic deformation and annealing from 680 °C in water and subsequent implantation with N+ ions with different radiation dose: 0,01 и 0,1 %. It was found that irradiation of austenitic stainless steels with nitrogen ions can be considered an effective way to increase the hardness and yield strength of steels in the operation in a corrosive environment.Изучали влияние имплантации ионов азота в поверхность аустенитных коррозионно-стойких сталей для повышения их функциональных свойств. Исследовали четыре марки аустенитных коррозионно-стойких сталей 02Х16Н10М2, 08Х15АГ10Д2, 06Х15АГ9НМ2 и 09Х15АГ9НД2 после холодной пластической деформации и отжига 680 °C в воде и последующей имплантации ионами N+ с разной дозой облучения — 0,01 и 0,1 %. Установлено, что облучение ионами азота аустенитных коррозионно-стойких сталей можно считать эффективным способом для повышения твердости, а также условного предела текучести при эксплуатации сталей в коррозионной среде

INFLUENCE OF NITROGEN DOPING ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF AUSTENITIC STEELS

Работа посвящена изучению влияния имплантации ионов азота в поверхность аустенитных коррозионностойких сталей для повышения их функциональных свойств, что является актуальной и значимой для практики задачей. В работе исследовали 4 марки аустенитных коррозионностойких сталей (02Х16Н10М2, 08Х15АГ10Д2, 06Х15АГ9НМ2 и 09Х15АГ9НД2) в исходном состоянии, после холодной пластической деформации и закалки с рекристаллизационным отжигом, и после имплантации ионами азота с разной дозой облучения. Установлено, что облучение ионами азота аустенитных коррозионностойких сталей можно считать эффективным способом для повышения твердости, а также условного предела текучести при эксплуатации сталей в коррозионной среде.Work is devoted to studying the effect of implantation of nitrogen ions into the surface of austenitic stainless steels to improve their functional properties that is relevant and meaningful to the task of practice. Four grades of the austenitic stainless steels (02H16N10M2, 08H15AG10D2, 06H15AG9NM2 and 09H15AG9ND2) were studied after cold plastic deformation, quenching and subsequent implantation of nitrogen ions with different radiation dose. It was found that irradiation of austenitic stainless steels with nitrogen ions can be considered an effective way to increase the hardness and yield strength of steels in the operation in a corrosive environment

THE TECHNOLOGY OF OBTAINING HIGH-STRENGTH BILLET OF LARGE CROSS SECTIONS FOR ELASTIC ELEMENTS OF METASTABLE AUSTENITIC STEEL

В работе изучено влияние комбинированной деформационной обработки, сочетающей в себе равноканальное угловое прессование с последующим формоизменением (волочением) до нужного типоразмера, на эволюцию структуры и механические свойства метастабильной аустенитной стали.The authors studied the effect of combined deformation processing, which combines equal channel angular pressing with subsequent forming (drawing) to the desired size, structure evolution and mechanical properties of metastable austenitic steel.Работа выполнена при финансовой поддержке постановления № 211 Правительства Российской Федерации, контракт № 02.A03.21.0006 и НИР № 2014/236 на выполнение Госработ в сфере научной деятельности в рамках базовой части Госзадания № 2480 Минобрнауки РФ