Металловедение и металлография | |
ArticleName | Особенности структурообразования коррозионностойкой стали мартенситного класса марки 09Х16Н4БЛ |
DOI | 10.17580/chm.2025.03.11 |
ArticleAuthor | Л. В. Палаткина, А. П. Куликов, И. А. Щепкин, В. О. Харламов, А. С. Жармухамбетов |
ArticleAuthorData | Институт металлургии и машиностроения, АО «НПО «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» Росатома, Москва, Россия Л. В. Палаткина, ведущий научный сотрудник лаборатории электроплавки, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: lv.palatkina@yandex.ru
Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия
Институт металлургии и машиностроения, АО «НПО «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» Росатома, Москва, Россия1 ; Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Россия2 |
Abstract | Показано, что при прочих равных условиях выплавка литейной коррозионностойкой хромоникелевой стали мартенситного класса в открытой индукционной печи с раскислением на выпуске расплава редкоземельными металлами и цирконием обеспечивает низкие значения общей загрязненности неметаллическими включениями плавки на уровне 0,98·10–4, определенной по методу «Л2» ГОСТ 1778–2022. При этом в составе неметаллических включений суммарное содержание редкоземельных (La, Ce, Nd) и поверхностно-активных элементов (В, Zr, S) достигает 75 % (мас.), а сами включения проявляют повышенную склонность к коалесценции. Обнаруженные при электронно-микроскопических и металлографических исследованиях строчки карбидной фазы длиной от 4,3 до 78,4 мкм, расположенные в затвердевающих на последних этапах кристаллизации зонах междуветвий, относятся к первичным и вторичным карбидам ниобия, образующимся соответственно при введении в расплав ниобия и в результате протекания на завершающем этапе затвердевания эвтектической реакции. Качественные закономерности дендритной ликвации компонентов для высоколегированных мартенситных сталей еще не найдены, однако для исследованных в работе составов установлено, что Сr, Ni, Сu, Si, Мо и Мn при кристаллизации ликвируют прямо и обогащают зоны междуветвий, формируя твердый раствор с повышенным содержанием карбидообразующих элементов. При этом на этапе дендритной кристаллизации из-за адсорбции действующих аддитивно поверхностно-активных элементов (S, Sn, В, Pb, Sе, Sb), суммарный объем которых превысил 0,09 % (мас.), образуется непреодолимая преграда для реализации выравнивающего состав диффузионного перераспределения элементов между осями дендритных ветвей и междендритным пространством и, как следствие, наблюдаемая еще большая гетерогенизация структуры при любых термических воздействиях. Металлографические исследования литых образцов выявили в их объеме аномальные «белые» зоны с повышенным, относительно зоны штатной кристаллизации, содержанием всех легирующих элементов. В закристаллизовавшихся на последних этапах объемах междуветвий «белых» зон зафиксировано интерметаллидное соединение на основе системы Fe – Cr – Mo (среднего состава % (мас.): 49,61 Fe; 27,33 Cr; 16,41 Mo; 2,59 Mn; 2,08 Si; 1,29 V; 0,69 Nb) с включениями ультрадисперсных кубических первичных карбидов ниобия в объеме. Показано, что ниобий, в отличие от остальных элементов, в «белой» зоне проявляет обратную ликвацию, т. е. при кристаллизации накапливается в дендритах, однако в зоне штатной кристаллизации ниобий ликвирует прямо, обогащая междуветвия. |
keywords | Литейная коррозионностойкая сталь мартенситного класса, оси дендритных ветвей, междендритное пространство, ликвация, карбид ниобия, интерметаллидное соединение |
References | 1. Nießen F. Рhase transformations in supermartensitic stainless steels : Doctoral thesis. Technical University of Denmark department of mechanical engineering section of materials and surface engineering, 2018. — 291 р. 16. Cao S., Zhao J.-Cheng. Application of dual-anneal diffusion multiples to the effective study of phase diagrams and phase transformations in the Fe-Cr-Ni system // Acta Mater. 2015. Vol. 88. P. 196–206. DOI: 10.1016/j.actamat.2014.12.027 |
Language of full-text | russian |
Full content | Buy |