Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Структурные состояния стали 316L в зоне сварного шва

В. Ю. Ярков, В. И. Пастухов, О. А. Голосов, Ю. И. Цупрун, А. А. Осинцева

Аннотация


Исследована структура сварного соединения из нержавеющей стали 316L методами сканирующей электронной микроскопии, включая микрозондовый рентгеноспектральный анализ и дифракцию обратно рассеянных электронов (EBSD). Выявлено образование двухфазной структуры в области сварного шва стали 316L, включающей высокотемпературный δ-феррит и аустенит. Показано, что кристаллизация аустенита и феррита происходит в направлении <100>, параллельному теплоотводу. Наличие высокотемпературного δ-феррита в стали приводит к неравномерному распределению легирующих элементов (Cr, Ni, Mo), а также к появлению межфазных границ, что может снижать коррозионную стойкость сварного соединения.

Ключевые слова


аустенитные нержавеющие стали; сварной шов; зона термического влияния; δ-феррит; фазовые превращения; ориентационная микроскопия (EBSD)

Полный текст:

PDF

Литература


Бескоровайных Н. М., Калин Б. А., Платонов П. А., Чернов И. И. Конструкционные материалы ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1995. 704 с.

Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. 390 с.

Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 416 с.

Вершина А. К., Свидунович Н. А., Куис Д. В. Состав, структура, свойства сплавов на основе железа. Минск: БГТУ, 2009. 92 с.

Энтин Р. И. Превращения аустенита в стали. М.: Металлургиздат, 1960. 253 с.

Kraus G. Steel: Processing, structure and performance // ASM International. 2005. P. 613.

Fruehan R. The Making, Shaping and Treating of Steel // The AISE Steel Foundation. 1998. P. 767.

Zheng G., Kelleher B., Cao G., Anderson M. Corrosion of 316 stainless steel in high temperature molten Li2BeF4 (FLiBe) salt // Journal of Nuclear Materials A. 2015. V. 261. P. 143 – 150.

Santa-Aho S., Kiviluoma M., Jokiaho T. Additive manu¬fac¬tured 316l stainless-steel samples: microstructure, residual stress and corrosion characteristics after post-processing // Metals. 2021. V. 11(2). P. 1 – 16.

Cruz V., Chao Q., Birbilis N. Electrochemical studies on the effect of residual stress on the corrosion of 316L manufactured by selective laser melting // Corrosion Science. 2019. V. 164. P. 1 – 33.

Solomon N., Solomom I. Effect of deformation-induced phase transformation on AISI316 stainless steel corrosion resistance // U.P.B. Sci. Bull. 2021. V. 72. P. 197 – 206.

Prasad M. A., Dharmalingam G., Sachin S. Microstructural evaluation of gas nitrided AISI 316 LN austenitic stainless steel // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 68. P. 1887 – 1890.

Ralls A., Daroonparvar M., Sikdar S. Tribological and corro¬sion behavior of high pressure cold sprayed duplex 316L stain¬less steel // Tribology Internetional. 2022. V. 169. P. 107471.

Khosrovaninezhad H., Shamanian M., Rezaeian A. Insight into the effect of weld pitch on the microstructure-properties rela¬tionships of St37/AISI316 steels dissimilar welds processed by friction stir welding // Materials Charac¬teri¬zation. 2021. V. 177. P. 1 – 15.

Prabakaran M. P., Kannan G. R. Optimization of laser welding process parameters in dissimilar joint of stainless steel AISI316/AISI1018 low carbon steel to attain the maxi¬mum level of mechanical properties through // Opt. Laser Technol. 2019. V. 112. P. 314 – 322.

Khodadadi A., Shamanian M., Karimzadeh F. Microstructure and mechanical properties of dissimilar friction stir spot welding between St37 steel and 304 stainless steel // Eng. Perform. 2017. V. 26. P. 2847 – 2858.

Березовская В. В., Березовский А. В. Коррозионно-стойкие стали и сплавы: учебное пособие. Екатеринбург: УрФУ, 2019. 244 с.

Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. Коррозия и защита металлов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 336 с.

Rodrigues T., Shen J., Escobar D., Duarte V. Effect of heat treatments on 316 stainless steel parts fabricated by wire and arc additive manufacturing: Microstructure and synchrotron x-ray diffraction analysis // Additive Manufacturing. 2021. V. 48. P. 102428.

He Q., Pan F., Wang D., Liu H. Microstructure and properties of 316L stainless steel foils for pressure sensor of pressurized water reactor // Nucl. Eng. Technol. 2021. V. 53. P. 172 – 177.

Villaret F., Boulnat X., Aubryc P., Zollinger J. Modelling of delta ferrite to austenite phase transformation kinetics in mar¬tensitic steels: Application to rapid cooling in additive manu¬facturing // Materialia. 2021. V. 18. P. 1 – 9.

Shukla R., Ghosh S. K., Chakrabarti D., Chatterjee S. Micro¬struc¬ture, texture, property relationship in thermo-me¬cha¬nically processed ultra-low carbon micro alloyed steel for pipe line application // Materials Science and Engineering. 2013. V. 587. P. 201 – 208.

Бабаскин Ю. З. Структура и свойства литой стали. Киев: Наукова Думка, 1980. 240 с.

Зорина М. А., Лобанов М. Л., Макарова Е. А., Русаков Г. М. Текстура первичной рекристаллизации в ГЦК-металле с низкой энергией дефекта упаковки // МиТОМ. 2018. № 5(755). С. 55 – 63.

Лобанов М. Л., Пастухов В. И., Редикульцев А. А. Кристаллографические особенности распада d-фазы в аустенитной коррозионно-стойкой стали // МиТОМ. 2020. № 7(781). С. 5 – 11.

Лобанов М. Л., Пастухов В. И., Редикульцев А. А. Влияние специальных границ на g ® a-превращение в аустенитной нержавеющей стали // Физика металлов и металловедение. 2021. Т. 122, № 4. С. 424 – 430.

Kurdjumow G., Sachs G. Über den Mechanismus der Stalhärtung // Zeitschrift für Phys. 1930. V. 64. P. 325 – 343.

M. Liu, Yu. Zhang, X. Wang, B. Beausir. Crystal defect associated selection of phase transformation orientation rela¬tion¬ships (ORs) // Acta Materialia. 2018. V. 152. P. 315 – 326.

Lobanov M. L., Zorina M. A., Reznik P. L., Pastukhov V. I. Spe¬cific features of crystallographic texture formation in bcc-fcc transformation in extruded brass // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 882. P. 160 – 231.

Kitahara H., Ueji R., Tsuji N., Minamino Y. Crystallographic features of lath martensite in low-carbon steel // Acta Mate¬rialia. 2006. V. 54. P. 1279 – 1288.

Nakada N., Ito H., Matsuoka Y. Deformation-induced martensitic transformation behavior in cold-rolled and cold-drawn type 316 stainless steels // Acta Materialia. 2010. V. 58. P. 895 – 903.

Pastukhov V. I., Kozlov A. V., Lobanov M. L. Crystallographic pe¬cu¬liarities of shear a – g transformation in austenitic stain¬less steel in the high temperature area // Trans. Tech. Publi¬cations. Solid State Phenomena. 2018. V. 284. P. 253 – 258.

Лобанова Л. А., Лобанов М. Л. Оптимизация химического состава супермартенситной нержавеющей стали с использованием термодинамических расчетов // Вестник Южно-Уральского университета. Серия: Металлургия, 2022. Т. 22, № 2. С. 14 – 22.

Suwas S., Ray R. K. Crystallographic Texture of Materials // Springer. 2014. P. 260.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.7.64-68

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024