УДК 539.4

 

В работе проведено исследование влияния электролитического насыщения водородом на закономерности пластического течения, прочностные свойства, пластичность и механизмы разрушения аустенитных нержавеющих сталей 01Х17Н13М3, 12Х18Н10Т и 17Х18Н9 с разной энергией дефекта упаковки. В исследуемых сталях методами теплого прессования со сменой оси деформации и термомеханической обработки, включающей холодную прокатку и отжиги, была сформирована ультрамелкозернистая структура различной морфологии - ультрамелкозернистая (субмикрокристаллическая), разориентированная зеренно-субзеренная и смешанная (зеренная и субзеренная) структура субмикронного масштаба. Прочностные свойства сталей после теплого прессования и прокатки с отжигами в 3.5-6.0 раз превышают свойства закаленных сталей с крупнокристаллической структурой. Электролитическое насыщение водородом исследуемых сталей со структурой субмикронного масштаба способствует снижению условного предела текучести независимо от размера зерна/субзерна, характера структуры, состава стали и ее энергии дефекта упаковки. Формирование высокодефектной зеренно-субзеренной структуры с высокой плотностью дислокаций подавляет эффекты водородной хрупкости в сталях 01Х17Н13М3 и 12Х18Н10Т, в которых не образуется или образуется малая объемная доля α^.-мартенсита деформации при растяжении. Отпуск высокодефектной структуры и формирование большой доли высокоугловых разориентировок в стабильной стали 01Х17Н13М3 способствует усилению эффекта водородного охрупчивания образцов по сравнению с теми, которые обладают зеренно-субзеренной структурой с высокой плотностью дислокаций и малоугловых границ. Самые большие эффекты водородного охрупчивания характерны для ультрамелкозернистых (субмикрокристаллических) сталей 12Х18Н10Т и 17Х18Н9 с преимущественно зеренной структурой, которые испытывают γ → α^. фазовое превращение при деформации.

Ключевые слова: нержавеющие стали, водородное охрупчивание, разрушение, ультрамелкозернистая структура, растяжение, γ → α^.-мартенситное превращение

DOI 10.24411/1683-805X-2018-12011

 

Е.Г. Астафурова, Е.В. Мельников, С.В. Астафуров, И.В. Раточка, И.П. Мишин, Г.Г. Майер, В.А. Москвина, Г.Н. Захаров, А.И. Смирнов, В.А. Батаев  Закономерности водородного охрупчивания аустенитных нержавеющих сталей с ультрамелкозернистой структурой разной морфологии // Физ. мезомех. - 2018. - Т. 21. - № 2. - С. 103-117