Исследование и разработка сталей и сплавов с высокими функциональными и физико-механическими свойствами для эксплуатации в условиях низких климатических температур

Объектом исследования являются стали различного уровня легирования (среднеуглеродистые легированные, аустенитные высоколегированные азотсодержащие), а также сплавы с эффектом памяти формы на основе никелида титана.Цель работы – разработка сталей и сплавов с высокими функциональными и физико-механическими свойствами для эксплуатации в условиях низких климатических температур и Крайнего Севера.В процессе работы проводились комплексные исследования структуры и механических свойств сталей различного уровня легирования (среднеуглеродистых легированных, аустенитных высоколегированных азотсодержащих), а также сплавов с эффектом памяти формы на основе никелида титана, предназначенных для эксплуатации в условиях низких климатических температур, в том числе в условиях Крайнего Севера.Исследовано влияние термического цикла нагрева под карбонитрацию на ударную вязкость и характер разрушения при отрицательных температурах среднеуглеродистых легированных сталей. Показано, что нагрев при карбонитрации сталей 40Г2 и 30ХГСА способствует заметному снижению ударной вязкости при отрицательных температурах. Выявлены марки сталей, которые в наибольшей степени сохраняют запас вязкости при отрицательных температурах как в исходном состоянии, так и после карбонитрации – стали 38ХМА и 40ХН2МА. Эти стали рекомендованы для изготовления замковых соединении бурильных труб, применяемых в условиях Крайнего Севера.Исследованы особенности структуры корпусной аустенитной азотсодержащей стали 04Х20Н6Г11М2АФБ после высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) при деформации с разными скоростями (0.1 с-1, 1 с-1 и 10 с-1) в интервале температур (900-1100) °С. Определено изменение среднего размера зерен, их разориентации, текстуры и твердости.Показано, что ультрамелкозернистые сплавы с эффектом памяти формы на основе никелида титана обладают высокой прочностью и пластичностью и могут быть предназначены для использования в условиях низких температур.