Разработка научных основ создания новых высокопрочных конструкционных материалов на основе аустенитных сталей с высокой концентрацией атомов внедрения для эксплуатации в условиях низких климатических температур (итоговый, 2021)

Цель работы – установление механизмов деформации и разрушения аустенитных хромомарганцевых ванадийсодержащих сталей Fe-(18-22)Cr–(22-28)Mn–1,5V–(0.6-0.7)C–(0.8-1.0)N (мас.%) с совместным углерод-азот твердорастворным упрочнением (C+N>1,0 мас.%) и дисперсионным твердением и выявление структурных параметров, определяющих повышенные механические свойства таких сталей. Эта фундаментальная задача подразумевает широкий спектр экспериментальных и теоретических исследований, в частности, направленных на установление возможности создания новых высокопрочных сталей с высокой концентрацией примесей внедрения, в которых за счет выбора системы легирования и концентрации легирующих компонентов будут достигнуты такие структурно-фазовые состояния и будут реализованы такие механизмы деформации, которые обеспечат высокий уровень прочностных свойств, запас пластичности и вязкость разрушения в широком температурном интервале, включая криогенные температуры. В результате проведения исследования получена информация о влиянии температуры термообработки на фазовый состав, структуру, механические свойства и разрушение хромомарганцевых сталей с высоким содержанием атомов внедрения (C+N>1,0 мас.%). Исследованы особенности температурной и скоростной зависимости механических свойств таких сталей, исследованы явления статического и динамического деформационного старения. Экспериментально подобраны термообработки для хромомарганцевых сталей с высоким содержанием примесей внедрения (C+N>1,0 мас. %), которые обеспечивают оптимальное сочетание прочностных и пластических характеристик материалов за счет образования аустенитной структуры с высоким твердорастворным упрочнением и крупными некогерентными карбонитридами на основе ванадия и хрома (не растворяющимися при выдержке под закалку) без образования зернограничных карбидов. Обработанные таким образом стали с высоким содержанием атомов внедрения характеризуются высокими прочностными свойствами и разрушаются без признаков хрупкого излома в диапазоне температур от 60 до -60 ºС.