Исследование стойкости к межкристаллитной коррозии азотсодержащей стали с различным содержанием ванадия и ниобия

Главная » Литература » Тезисы » Исследование стойкости к межкристаллитной коррозии азотсодержащей стали с различным содержанием ванадия и ниобия
Автор: Мушникова С.Ю., Карпова А.Г.
Год издания: 2016

ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» Санкт-Петербург

Несмотря на высокую стойкость нержавеющих сталей аустенитного класса к коррозионному разрушению, одной из серьезных причин, ограничивающих срок службы изделий из этих сталей, является склонность к межкристаллитной коррозии (МКК). МКК представляет особую опасность для сварных конструкций, так как термообработка деталей больших размеров практически невозможна. Для устранения явления межкристаллитной коррозии нержавеющие стали, помимо снижения содержания углерода до 0,02%, могут подвергаются стабилизации легирующими элементами (титаном, ниобием, ванадием), обладающими большим сродством к углероду при образовании специальных карбидов, чем хром. Учитывая специфику азотсодержащих сталей, а именно опасность связывания всего количества титана в нерастворимые нитриды ещё при кристаллизации слитков, в качестве основных элементов-стабилизаторов против МКК рассматриваются ниобий и ванадий. Кроме того, Nb и V положительно влияют на механические свойства азотсодержащей стали, то есть способствуют повышению прочности за счет увеличения растворимости азота в стали и предотвращают рост зерна при нагреве под закалку.

Целью работы являлось выявление влияния ниобия и ванадия в азотсодержащей аустенитной стали 04Х20Н6Г11М2АФБ, разрабатываемой в ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», на склонность к межкристаллитной коррозии с определением оптимального их содержания не только для обеспечения стойкости к МКК, но и получения требуемого комплекса механических свойств.

Для проведения исследований в научно-экспериментальном опытном производстве ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» было проведено несколько плавок с переменным содержанием ванадия и ниобия. Слитки подвергались горячей деформации при ковке и прокатке. Для испытаний на МКК заготовки подвергались провоцирующему нагреву при различных температурах от 600 до 850°С с выдержкой 1 и 10 часов.

Испытания на МКК выполнялись в неокислительной среде - кипящем растворе сернокислой меди и серной кислоты с добавлением медной стружки в течение 15 часов (ГОСТ 6032, метод А). Согласно [1] потенциал пассивации границ зерен для стойких к МКК сталей находился ниже окислительно-восстановительного потенциала раствора. В случаях межкристаллитной коррозии происходило восстановление Cu2+→Cu+, уменьшение отношения Cu2+:Cu+ и снижение редокс-потенциала раствора ниже потенциала пассивации границ сенсибилизированных зерен.

В результате проведенных исследований показано, что ванадий можно рассматривать в качестве дополнительного элемента-стабилизатора против МКК, частично заменяя им ниобий. Для исследуемой стали определено, что стабилизирующее действие ванадия против МКК в 2,5 раза ниже действия ниобия. 

Литература

1. Чигал В. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей. «Химия», 1969. 232 с.