Повышение физико-механических свойств аустенитных коррозионно-стойких хромоникелевых сталей для высокотемпературных технологических систем энергетического машиностроения

• Автор: Яковицкая, Марина Валентиновна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Г лава 1. Анализ условий эксплуатации и требований к аустенитным материалам для изготовления тонкостенных конструкций высокотемпературных технологических систем энергетического машиностроения
1.1. Аустенитные стали с небольшим содержанием никеля
1.2. Недостатки стабилизированных сталей и пути их устранения
1.2.1. Содержание 5 - феррита и его влияние на свойства сталей
1.2.2. Фазы внедрения титана (или ниобия) и их влияние на свойства аустенитных хромоникелевых стабилизированных сталей
1.2.3. Неметаллические включения и их влияние на структурную однородность и газоплотность стабилизированных сталей
1.2.4. Образование вторичных фаз в аустенитных стабилизированных хромоникелевых сталях при повышенных температурах
1.2.5.Межкристаллитная коррозия стабилизированных сталей
1.3. Недостатки нестабилизированных аустенитных сталей и пути
их устранения
1.4. Выбор направления исследований, постановка цели и задач работы
Выводы по главе
Глава 2. Материалы и методики исследования
2.1. Материалы, выбранные для исследования
2.2. Фазовый физико-химический и рентгеноструктурный анализы
2.3. Металлографические и электронно-микроскопические исследования
2.3.1. Оптическая металлография

2.3.2. Просвечивающая электронная микроскопия
2.4. Определение физических свойств
2.5. Исследование механических характеристик разработанной стали
2.6. Методика исследования склонности к межкристаллитной коррозии
2.7. Экспериментальная аппаратура и методика измерения водо-родопроницаемости
2.8. Математическая обработка результатов исследований
Глава 3. Результаты химического, фазового, металлографического и
электронно-микроскопического анализа и испытаний на меж-кристаллитную коррозию разработанной стали в сравнении с аналогами
3.1. Разработка высокотехнологичной низкоуглеродистой коррозионно-стойкой хромоникелевой стали
3.2. Химический состав предложенной стали
3.3. Микроструктура предлагаемой стали
3.4. Плотность разработанной нестабилизированной стали в сравнении со сталями данного класса обычной выплавки
3.5. Исследование структуры разработанной стали при помощи просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии
3.6. Исследование структурных превращений при длительном тепловом старении предлагаемой стали и аналогичных материалов
3.7. Анализ склонности коррозионно-стойких сталей и сплавов к низкотемпературному радиационному охрупчиванию
3.8. Анализ влияния стабильности выделений вторых фаз на радиационное распухание
3.9. Стойкость предлагаемой стали к межкристаллитной коррозии .
Выводы по главе
Глава 4. Сравнительное исследование механических характеристик

предлагаемой стали и известных аналогов
Выводы по главе
Глава 5. Сравнительный анализ высокотемпературной водородопрони-
цаемости предлагаемой стали и аустенитных сталей и сплавов
Выводы по главе
Заключение
Основные выводы
Список литературы

В зарубежной практике применяются нестабилизированные стали марок 304(07Х18Н9), 3042(03X18Н10) по стандарту АШ [54].
Согласно требованиям действующих государственных и отраслевых стандартов [54-58], содержание в известных нестабилизированных сталях ряда легирующих и примесных элементов, во многом определяющих требуемое структурное состояние металла и уровень его важнейших служебных характеристик, не контролируется и находится в весьма широких концентрационных пределах.
Кроме элементов, указанных в марочном составе зарубежных сталей, неизбежно присутствуют такие элементы внедрения, как азот и кислород, количество которых определяется способом выплавки и чистотой применяемых шихтовых материалов. В них также присутствует некоторое небольшое количество титана, не указанное в марочном составе, о чем свидетельствует наличие карбидных и карбо-нитридных фаз внедрения титана [41, 42, 62].
Содержание азота в нестабилизированных сталях может достигать 0,04 % и более, что также способствует образованию скоплений титансодержащих фаз внедрения [42, 43, 63]. Хрупкое разрушение фаз внедрения, особенно их скоплений, при тепловой и механической обработке, и их выкрашивание снижают прочностные и вязкопластические свойства стали, приводят к потере герметичности тонкостенных конструкций.
Присутствие кислорода в нестабилизированных сталях, обусловливающее достаточно высокое содержание оксидных включений (2,5-3 балла), слабо или практически не деформирующихся как при низких, так и при высоких температурах, снижает технологичность при горячей обработке давлением, вызывает снижение прочностных и пластических свойств и потерю герметичности тонкостенных конструкций при операциях холодной пластической деформации [41, 42].
Достаточно высокое содержание серы в нестабилизированных сталях в пределах 0,02-0,03 % приводит к образованию легкоплавких и хрупких сульфидов, расположенных вдоль направления проката или ковки. Эти включения вызывают негазо-плотность тонкостенных конструкций, расплавляясь при операциях термической обработки, снижают технологичность стали, вызывая образование межзеренных