Научные основы управления микромеханизмами пластичности и разрушения однофазных и гетерофазных высокоазотистых хромомарганцевых аустенитных сталей, итоговый отчет за 2017-2019 гг.

Цель работы - разработка научных основ модифицирования структуры аустенитных высокоазотистых сталей и формирования в них однофазных и гетерофазных состояний с заданными параметрами прочности и пластичности. Решение этой фундаментальной научной проблемы невозможно без выявления механизмов деформации и разрушения, а также закономерностей деформационного упрочнения аустенитных хромомарганцевых сталей с высокой концентрацией атомов азота (более 0,5 мас.%) при различного рода воздействиях. От решения этой проблемы зависит прогресс в развитии теории деформационного упрочнения и разработки критериев формирования структурных состояний, обеспечивающих оптимальное сочетание прочностных и пластических характеристик в сплавах на основе железа.В результате исследования получена информация о влиянии концентрации ванадия на структуру, механические свойства и механизмы разрушения высокоазотистых сталей в широком интервале температур (от 77 до 1273 К). Показано, что легирование ванадием частично подавляет явление вязко-хрупкого перехода в высокоазотистых сталях при криогенных температурах деформации. Экспериментально подобраны режимы термомеханических обработок, позволяющих сформировать в ванадийсодержащих высокоазотистых сталях гетерофазные состояния, демонстрирующие сверхпластические свойства в широком интервале температур и скоростей деформации. Проведены комплексные исследования кинетики и механизмов дисперсионного твердения в высокоазотистых сталях с различным содержанием ванадия в зависимости от температуры и продолжительности старения. На основе комплексных электронно-микроскопических исследований выявлено влияние дисперсионного твердения на механизмы деформации и деформационное упрочнение высокоазотистых сталей, насыщенных водородом. Показано, что высокоазотистые стали легированные алюминием представляют собой композиционные материалы на основе феррита с частицами AlN, которые обладают высокими значениями предела текучести, но обладают низкими пластическими характеристиками и не поддаются термомеханической обработке.