Вплив модифікування на руйнування аустенітних неіржавіючих сталей при динамічних навантаженнях

Анотація

У роботі наведено результати досліджень холодостійкості литих нержавіючих сталей аустенітного класу та розроблені математичні моделі, що показують вплив церію, бору, ванадію і міді на холодостійкість, пов'язаний з розміром зерна аустеніту, вмістом карбідної фази і фериту в аустеніті після гартування, об’ємною часткою, розміром та відстанню між частинками оксидів, сульфідів, карбонітридів титану та сумарним вмістом неметалевих включень у литій неіржавіючій сталі.

Встановлено, що при комплексному мікролегуванні та модифікуванні Се, В, V та Сu ударна в'язкість нержавіючих сталей збільшується у 2.7 – 3.1 рази, в наслідок збільшення роботи зародження і розповсюдження тріщин.

Показало, що зародження тріщин та їх розвиток пов'язане з неметалевими включеннями, при цьому у вихідних сталях навколо неметалічних включень спостерігаються значні зони крихкої руйнації, а у зламі комплексно мікролегованих і модифікованих сталей практично відсутні області крихкого руйнування навколо неметалевих включень.

Встановлено, що ударна в’язкість і робота зародження та розповсюдження тріщини досліджених нержавіючих сталей визначаються закономірностями зміни таких структурних факторів, як розмір зерна аустеніту, вміст карбідної фази та фериту в аустеніті після гартування, об'ємною часткою, розміром і відстанню між частинками оксидів, сульфідів і карбонітридів титану, а також сумарним вмістом неметалевих включень.

Розроблені математичні моделі впливу структурних факторів, що показують превалюючий вплив неметалевих включень на процес руйнування нержавіючих сталей при динамічних навантаженнях, в порівнянні з іншими характеристиками структури, в умовах негативних температур. Встановлено, що механізм впливу Се, В, V і Сu на цей процес пов'язаний, в основному, з диспергуванням оксидів і більш однорідним їх розподілом.