Разработка процессов и методов повышения прочности и физико-химических характеристик конструкционных материалов энергетики

Представлены предварительные результаты исследования нового никель-хромового коррозионностойкого сплава «Раствор-Н», призванного заменить импортный сплав G-35, который в настоящее время используется для изготовления корпусов химических реакторов. В виду ограниченного количества выплавленного материала для изучения его структуры и свойств широко использован фотометрический анализ структурных изображений (ФАСИ). По результатам проведенных исследований предполагается выбрать оптимальное структурное состояние сплава, обладающее наибольшим сопротивлением коррозии в интервале температур 600 - 650оС. В настоящее время коррозионные испытания проводятся в лаборатории предполагаемого заказчика. Исследовано влияния режимов отпуска на кинетику фазовых превращений, дислокационную структуру, акустико-эмиссионные (АЭ) и механические свойства высокопрочной аустенитно-мартенситной стали с повышенным содержанием мартенсита деформации в приповерхностных слоях. Проведено исследование влияние электролитно-плазменной полировки (ЭПП) на комплекс механических свойств тонколистовой аустенитно-мартенситной трип-стали ВНС9-Ш. Материалом исследования была холоднокатаная лента толщиной 0,273 мм аустенитно-мартенситной трип-стали ВНС9-Ш (23Х15Н5АМ3-Ш). Структура стали представляла собой смесь мартенсита деформации и нагартованного аустенита. Количество мартенсита деформации в поверхностном слое ленты составляло 68,5%. Объемное содержание мартенсита в ленте было не более 30%. Определение механических и усталостных характеристик проводили с помощью малошумной механической машины Instron-3382 и сервогидравлической испытательной машины Instron-8801. Образцы для испытаний на статическое растяжение и усталость имели форму двойной лопатки с размером рабочей части 20х25 мм и радиусом перехода к более широкой части 50 мм. Исследование акустическо-эмиссионных характеристик образцов трип-стали ВНС9-Ш проводили с использованием АЭ диагностической системы СДС1008, обеспечивающей регистрацию амплитудных, энергетических и спектральных характеристик сигналов АЭ в частотном диапазоне 50-1000 кГц. Рентгенофазовый анализ был проведен с использованием рентгеновского дифрактометра Ultima IV фирмы Rigaku снабженного высокоскоростным детектором D/teX. В работе показано, что при температуре отпуска свыше 450 0С наблюдается процесс обратного мартенситного превращения в аустенит и происходит резкое снижение прочностных характеристик градиентной трип-стали ВНС9-Ш. Изучена кинетика структурных изменений и фазовых превращений после отпуска при различных температурах, происходящих в трип-стали по данным АЭ контроля. Показано, что электролитно-плазменная полировка градиентной трип - стали ВНС9-Ш снижает количество мартенсита в поверхностном слое с 65 до 31%, однако уровень статических механических свойств изменяется незначительно; электролитно-плазменная полировка образцов приводит к повышению интенсивности образования мартенсита деформации в процессе статического растяжения по сравнению с исходным состоянием, а также к повышению предела усталости в условиях повторного растяжения (с 900 до 1000 МПа), но несколько снижает долговечность до разрушения. С использованием рентгенофазового анализа и метода акустической эмиссии показано, что в процессе циклического деформирования образцов из стали ВНС9-Ш наблюдается добавочное образование мартенсита деформации, а уровень напряжений пределов усталости исходного материала и после проведения электролитно-плазменной полировки образцов определяется процессами микротекучести.