Кристаллографические особенности сдвигового превращения в мартенситных и мартенситно-ферритных нержавеющих сталях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом ориентационной микроскопии (EBSD) после закалки исследована микроструктура нержавеющих сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов. Стали содержали 15 мас.% Cr, Ni и Nb и отличались дополнительным легированием Cu или Mo. C использованием спектров отклонений межфазных α/γ-границ от ориентационных соотношений (ОС), а также процедуры восстановления исходного аустенитного зерна по ОС, установлено, что мартенситное превращение, протекающее в обеих сталях, реализуется с выполнением ОС, наиболее близких к ОС Курдюмова–Закса или ОС: (112)γ||(113)α; [111]γ||[110]α. Показано, что зерна δ-феррита, присутствующие в стали мартенситно-ферритного класса до и после закалки, находятся с аустенитом в тех же ОС, что, по-видимому, является следствием зарождения мартенситных кристаллов на межфазной границе δ-феррит/аустенит. Также показано, что с помощью ориентационной микроскопии можно с достаточно высокой точностью оценивать зеренную аустенитную структуру нержавеющих сталей при высоких температурах, по структуре, формирующейся в результате сдвигового превращения.

Об авторах

М. Л. Лобанов

УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.l.lobanov@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

А. А. Гусев

ООО «Исследовательский центр ТМК»

Email: m.l.lobanov@urfu.ru
Россия, Большой б-р, 5, Москва, 121205

Л. А. Лобанова

УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; ООО «Исследовательский центр ТМК»

Email: m.l.lobanov@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; ул. Р. Люксембург, 49, Екатеринбург, 620026

В. Ю. Ярков

УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; АО «Институт реакторных материалов»

Email: m.l.lobanov@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; Заречный, п/о 29, 624250

Список литературы

  1. Kimura M., Tamari T., Shimamoto K. High Cr Stainless Steel OCTG with High Strength and Superior Corrosion Resistance // JFE GIHO. 2005. № 9. P. 7–12.
  2. Odnobokova M.V., Kipelova A.Yu., Belyakov A.N., Kaibyshev R.O. Mechanical behavior and brittle-viscous transition in highchromium martensitic steel // Phys. Met. Metal. 2016. V. 117 (4). P. 390–398.
  3. Hu X., Song Y., Yan D., Rong L. Aging characteristics and properties of Fe–16Cr–2.5Mo–1.0Cu damping alloy // Mater. Sci. Eng. 2018. A. 734. P. 184–191.
  4. Akhmed’yanov A.M., Rushchits S.V., Smirnov M.A. Hot deformation of martensitic and supermartensitic stainless steels // International Conference on Industrial Engineering-2016, Materials Science Forum 870 (Trans Tech Publications, Switzerland). 2016. P. 259–264.
  5. Nakada N., Ito H., Matsuoka Y., Tsuchiyama T., Takaki S. Deformation-induced martensitic transformation behavior in cold-rolled and cold-drawn type 316 stainless steels // Acta Mater. 2010. V. 58. № 3. P. 895–903.
  6. Cho L., Seo E.J., Bruno C., De Cooman B.C. Near Ac3 austenitized ultra-fine-grained quenching and partitioning (Q&P) steel // Scripta Mater. 2016. V. 123. P. 69–72.
  7. Kurdjumow G., Sachs G. Über den Mechanismus der Stahlhärtung // Zeitschrift für Phys. 1930. V. 64. P. 325–343.
  8. Nishiyama Z. X-ray Investigation of the Mechanism of the Transformation from Face-Centered Cubic Lattice to Body-Centered Cubic // Sci. Rep. Tohoku Univ. 1934. V. 23. P. 637–664.
  9. Wassermann G. Über Den Mechanismus Der α-γ-Umwandlung Des Eisens. Verlag Stahleisen, Düsseldorf. 1935. 7.
  10. Greninger A.B., Troiano A.R. Kinetics of the Austenite → Martensite Transformation in Steel // Metall. Trans. 1940. V. 28. P. 537–562.
  11. Kraposhin V., Jakovleva I., Karkina L., Nuzhny G., Zubkova T., Talis A. Microtwinning as a common mechanism for the martensitic and pearlitic transformations // J. Alloys Compounds. 2013. V. 577S. P. 30–36.
  12. Гундырев В.М., Зельдович В.И., Счастливцев В.М. Ориентационные соотношения и механизм мартенситного превращения в среднеуглеродистой стали с пакетным мартенситом // Изв. РАН. Сер. физическая. 2017. Т. 81. № 11. С. 1435–1441.
  13. Гундырев В.М., Зельдович В.И. Кристаллографический анализ мартенситного ГЦК → ОЦТ-превращения в высокоуглеродистой стали // ФММ. 2014. Т. 115. № 10. С. 1035.
  14. Гундырев В.М., Зельдович В.И. Релаксационный поворот при мартенситном превращении в сплавах с термоупругим и нетермоупругим мартенситом // ФММ. 2023. Т. 124. № 4. С. 409–414.
  15. Лобанов М.Л., Пастухов В.И., Редикульцев А.А. Влияние специальных границ на γ→α-превращение в аустенитной нержавеющей стали // ФММ. 2021. Т. 122. № 4. С. 424–430.
  16. Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. Москва: Металлургиздат, 2012. 696 с.
  17. Maitland T., Sitzman S. Electron Backscatter Diffraction (EBSD) Technique and Materials Characterization Examples / Scanning Microscopy for Nanotechnology. Zhou W., Wang Z.L. (Eds.). 2007. 522 p.
  18. Nolze G., Winkelmann A., Cios G., Tokarski T. Tetragonality mapping of martensite in a high-carbon steel by EBSD // Materials Characterization. 2021. V. 175. P. 1044–5803. 111040.
  19. Adachi Y., Ojima M., Morooka S., Tomota Y. Hierarchical 3D/4D characterization on deformation behavior of austenitic and pearlitic steels // Materials Science Forum. 2010. P. 638–642.
  20. Meishuai L., Yudong Z., Wang X., Beausir B., Zhao X., Zuo L., Esling C. Crystal defect associated selection of phase transformation orientation relationships (ORs) // Acta Mater. 2018. V. 152. P. 315–326.
  21. Алексеев В.И., Юсупов В.С., Лазаренко Г.Ю. Механизм влияния молибдена и меди на антикоррозионные свойства стали // Перспективные материалы. 2009. № 6. С. 21–29.
  22. Алексеев В.И., Юсупов В.С., Лазаренко Г.Ю. Роль меди как легирующего элемента в стали для повышения ее антикоррозионных свойств в атмосферных условиях // Перспективные материалы. 2010. № 4. С. 95–101.
  23. Chenna Krishna S., Pant B., Jha A., George K.M., Gangwar N.K. Microstructure and properties of 15Cr–5Ni–1Mo–1W martensitic stainless steel // Steel Research International. 2015. V. 86. № 1. P. 51–58.
  24. Kumar A.V., Gupta R.K., Narahari Р., Amruth M., Ramkumar P., Narahari P. Development and characterization of 15Cr–5Ni–1W martensitic precipitation hardening stainless steel for aerospace applications // Mater. Sci. Forum. 2015. V. 830–831. P. 15–18.
  25. Потак Я.М. Высокопрочные стали. Москва: Металлургия, 1972. 208 с.
  26. Mariani F.E., Takeya G.S., Casteletti L.C., Lombardi A.N., Totten G.E. Heat treatment of precipitation-hardening stainless steels alloyed with niobium // Mater. Perfor. Characteriz. 2016. V. 5. № 1. P. 38–46.
  27. Wang Z., Li H., Shen Q., Liu W., Zhanyong W. Nano-precipitates evolution and their effects on mechanical properties of 17-4 precipitation-hardening stainless steel // Acta Mater. 2018. V. 156. P. 158–171.
  28. Пумпянский Д.А., Пышминцев И.Ю., Битюков С.М., Алиева Е.С., Гусев А.А., Михайлов С.Б., Лобанов М.Л. Особенности фазовых превращений в сталях мартенситного класса для высокопрочных коррозионностойких труб нефтяного сортамента // Металлург. 2021. № 11. С. 35–42.
  29. Лобанов М.Л., Русаков Г.М., Редикульцев А.А., Беликов С.В., Карабаналов М.С., Струина Е.Р., Гервасьев А.М. Исследование специальных разориентаций в реечном мартенсите низкоуглеродистой стали методом ориентационной микроскопии // ФММ. 2016. Т. 117. № 3. С. 266–271.
  30. Сухомлин Г.Д. Большеугловые низкоэнергетические границы в мартенситных структурах доэвтектоидных сталей // Металлофиз. новейшие технол. 2013. Т. 35. № 8. С. 1109–1122.
  31. Lobanov M.L., Zorina M.A., Karabanalov M.S., Urtsev N.V., Redikultsev A.A. Phase Transformation Crystallography in Pipeline HSLA Steel after TMCP // Metals. 2023. V. 13 (6). 1121.
  32. Ram F., Zaefferer S., Jäpel T., Raabe D. Error Analysis of the Crystal Orientations and Disorientations Obtained by the Classical Electron Backscatter Diffraction Technique // J. Appl. Crystal. 2015. V. 48. P. 797–813.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать