Високоякостни немагнитни азотсъдържащи стомани - Студопедия
Установено е, че допълнителното легиране на аустенитни неръждаеми стомани с азот имаположителен ефект върху устойчивостта на пълзене на тези стомани до температури от 1000 °C [1-4]. Това се обяснява с факта, че при повишени температуривтвърдяването на твърдия разтвор поради въвеждането на азот е по-ефективно от втвърдяването поради въглерод, а кинетиката на образуването и утаяването на включвания, образувани от азотни съединения, е много по-бавна от кинетиката на образуването и утаяването на карбиди в традиционните ("обикновени") аустенитни неръждаеми стомани от 08X16H11M3 (316) и 10X18H9 (304) типове. По-бавната кинетика на образуване на нитридни утайки води до повишена устойчивост на пълзене и по-трудно начално напукване в аустенитни азотсъдържащи неръждаеми стомани. Ефектът от различни комбинации от азот (0,011, 0,1, 0,2)% тегл. върху скоростта на деформация на пълзене при въглеродно съдържание от (0,008, 0,03, 0,07) тегл.%. изследвани в [1], фиг. 3.1.
Описаният по-горе механизъм на въздействие на азота върху процесите на пълзене в аустенитни неръждаеми стомани също осигурява повишаване на дългосрочната якост. В [8] е показано, че увеличаването на съдържанието на азот от 0,02 до 0,12 тегл. в Cr-Ni аустенитна стомана с 2,5% молибден увеличава своята дълготрайна якост при температура от 550 °C (база за изпитване 10 4 часа), намалявайки скоростта на пълзене. Дългосрочната пластичност също остава висока, фиг. 3.5, фиг. 3.6. Благоприятният ефект на азота върху втвърдяването на стомана 304L по време на тестове за дълготрайна якост за 1000 часа при 649, 732, 816 ° C е показано на фиг. 3,7 [9]. В същото време, при изпитване за дълготрайна якост, втвърдяването е най-ефективно, когато се легира с азот до 0,12-0,14% тегловнипри по-високо съдържание на азот относителната му ефективност намалява [10].
Азотът обикновено има положителен ефект върху устойчивостта на счупване при умора на аустенитни неръждаеми стомани [11, 12, 13, 14]. Известно е, че свойствата на умора на тези стомани зависят от два основни параметъра, определени от структурата на стоманата. Първо, от по-равномерна пластична деформация за цикъл на натоварване, тъй като локализираната пластична деформация насърчава по-лесното образуване на пукнатини [11, 12]. Второ, върху устойчивостта на разпространение на пукнатини при натоварване, включително ранния етап, когато пукнатината е начална [13]. Легирането с азот подобрява и двата параметъра, което води до удължаване на началния етап на образуване на пукнатини, образуване на допълнителни равнини на приплъзване на дислокации в твърдия разтвор и по-равномерна пластична деформация по време на взаимодействието на дислокациите с интерстициални азотни атоми, което също допринася за намаляване на степента на локализация на пластичната деформация в аустенита [13, 14].
Следователно, поради по-високата дълготрайна пластичност на легираната с азот стомана 316LN в сравнение със стомана 316, стоманата 316LN превъзхожда стоманата 316 по отношение на устойчивост на умора при нисък цикъл, вкл. и при условия на пълзене, фиг. 3.8[8]. Имайки по-високи характеристики на дълготрайна якост, пластичност и умора при пълзене при нисък цикъл в сравнение със стомана 316, стомана 316LN беше избрана като обещаващ материал за конструкции на съдове на френски бързи реактори [15]. В случая са използвани резултатите от повече от 2000 теста, включително за дългосрочна и циклична якост [16–18]. На фиг. 3.9 и 3.10 показват зависимостите на цикличната и термичната циклична якост на стомана 316LN в температурния диапазон 400-550 ° C[18].
Трябва също да се отбележи, че макар и силно легиран с азот (до
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: