Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Коррозионно-стойкие стали и никелевые сплавы. Обзор и результаты экспериментов

А. Ю. Жиляков, Д. В. Пырин, Д. С. Попкова, О. Ю. Корниенко, С. В. Беликов

Аннотация


Проведен обзор результатов исследований современных коррозионно-стойких сталей и сплавов. Рассмотрены основные тенденции разработок способов улучшения их комплекса свойств. Представлены основные научные результаты кафедры термообработки и физики металлов Уральского федерального университета в области исследования коррозионно-стойких сталей и сплавов на основе никеля и железа. Рассмотрены направления дальнейших исследований.


Ключевые слова


коррозия; деформация; термическая обработка; коррозионно-стойкие стали; аддитивные технологии; дефекты кристаллической структуры

Полный текст:

PDF

Литература


Химушин Ф. Ф. Нержавеющие стали: учебник. М.: Металлургия, 1967. 798 с.

Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1969. 448 с.

ASM Handbook, Volume 13B, Corrosion: Materials.

Кочергин В. П. Высокотемпературная коррозия переходных металлов в ионных расплавах // Соровский образовательный журнал. 1997. № 8. С. 60 – 65.

Томашов Н. Д., Тугаринов Н. И. Коррозия металлов в расплавленных солях // Защита и коррозия сталей: сб. статей / под ред. Н. Д. Томашова. M.: МАШГИЗ, 1959. С. 89 – 109.

Красильникова Н. А., Смирнов М. В., Озеряная И. Н. Взаимодействие металлического хрома с расплавленными хлоридами натрия и калия и их эквимолярной смесью // Труды Института электрохимии Урал. Фил. АН СССР: Электрохимия расплавленных солевых и твердых электролитов, Вып. 18. Свердловск, 1972. С. 119 – 121.

Озеряная И. Н., Смирнов М. В. Особенности коррозии металлов в расплавленных галогенидах и карбонатах / В сб.: Высокотемпературная коррозия и методы защиты от нее. М.: Наука, 1973. С. 76 – 83.

Ouyang F.-Y., Chang C.-H., You B.-C. et al. Effect of moisture on corrosion of Ni-based alloys in molten alkali fluoride FLiNaK salt environments // J. Nucl. Mater. 2013. V. 437. P. 201 – 207.

Cho S.-H., Park S.-B., Lee J.-H. et al. Cyclic corrosion behavior of Ni-based superalloys in hot lithium molten salt // Oxid. Met. 2012. V. 78. P. 153 – 165.

Liu M., Zheng J., Lu Y. et al. Investigation on corrosion behavior of Ni-based alloys in molten fluoride salt using synchrotron radiation techniques // J. Nucl. Mater. 2013. V. 440. P. 124 – 128.

Суренков А. И., Игнатьев В. В., Абалин С. С. и др. Коррозионная и механическая стойкость никелевых сплавов в расплавленных солевых ядерных реакторах // Атомная энергия. 2018. Т. 124, № 1. C. 34 – 39.

Tawancy H. M. Long-term ageing characteristics of some commercial nickel-chromium-molybdenum alloys // J. Mater. Sci. 1981. V. 16. P. 2883 – 2889.

Kriaa A., Hamdi N., Sidhom H. Assessment of intergranular corrosion of heat treated austenitic stainless steel (AISI 316L Grade) by electron microscopy and electrochemical tests // Prot. Met. 2008. V. 44, Is. 5. P. 506 – 513.

Jang A. Y., Lee H. W. Influence of Sigma phase on pitting resistance depending on solidification mode in AISI 316L weld metal // Metall. Mater. Trans. A. 2012. V. 43A. P. 1736 – 1741.

Prohaska M., Mori G., Grill R. et al. Investigations on susceptibility to intergranular corrosion of thermo-mechanically rolled corrosion-resistant materials 316L and Alloy 825 // Mater. Corros. 2013. V. 64, Is. 4. P. 290 – 299.

Lua X.-C., Li S., Jiang X. Effects of о-phase in stainless steels on corrosive wear behavior in sulfuric acid // Wear. 2001. V. 251. P. 1234 – 1238.

Zhilyakov A. Y., Belikov S. V., Abramov A. V. et al. Reserves of elevation of strength and corrosion resistance of commercial Ni – Cr – Mo alloys in high-temperature ionic liquids due to creation of austenitic-intermetallic structure // Met. Sci. Heat Treat. 2020. V. 61. P. 798 – 803.

Новиков И. И. Теория термической обработки металлов: учебник. М.: Металлургия, 1986. 392 с.

Peguet L., Malki B., Baroux B. Influence of cold working on the pitting corrosion resistance of stainless steels // Corros. Sci. 2007. V. 49. P. 1933 – 1948.

Чувильдеев В. Н., Мелехин Н. В., Нохрин А. В. и др. О возможности одновременного повышения прочности и коррозионной стойкости в нано- и микрокристаллических титановых сплавах // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. URL: www.science-education.ru/106-7930

Tekin K. C., Malayoglu U. Assessing the tribocorrosion performance of three different nickel-based superalloys // Tribol. Lett. 2010. V. 37. P. 563 – 572.

Li S.-X., He Y.-N., Yu S.-R., Zhang P.-Y. Evaluation of the effect of grain size on chromium carbide precipitation and intergranular corrosion of 316L stainless steel // Corros. Sci. 2013. V. 66. P. 211 – 216.

Pradhan S. K., Bhuyan P., Mandal S. Influence of the individual microstructural features on pitting corrosion in type 304 austenitic stainless steel // Corros. Sci. 2019. V. 158. 108091.

Marrow T. J., Babout L., Jivkov A. P. et al. Three dimensional observations and modelling of intergranular stress corrosion cracking in austenitic stainless steel // J. Nucl. Mater. 2006. V. 352. P. 62 – 74.

Tan L., Sridharan K., Allen T. R. et al. Microstructure tailoring for property improvements by grain boundary engineering // J. Nucl. Mater. 2008. V. 374. P. 270 – 280.

Wang C. Y., Han H., Wickramaratne D. et al. Diffusion of tellurium at nickel grain boundaries: a first-principles study // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 8421 – 8428.

Bhuyan P., Reddy K. V., Pradhan S. K. et al. A potential insight into the serration behaviour of S3n (n £ 3) boundaries in Alloy 617 // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 248. 122919.

Kim H. P., Choi M. J., Kim S. W. et al. Effects of grain boundary morphologies on stress corrosion cracking of Alloy 600 // Arch. Metall. Mater. 2017. V. 62, Is. 2B. P. 1415 – 1419.

Shimada M., Kokawa H., Wang Z. J. et al. Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twininduced grain boundary engineering // Acta Mater. 2002. V. 50. P. 2331 – 2341.

Kaithwas C. K., Bhuyan P., Mandal S. Assessing the potential of sparsely nucleated recrystallized grains to lead grain boundary engineering during extending annealing in Alloy 600H // Mater. Charact. 2020. V. 168. 110538.

Kumar M., Schwartz A. J., King W. E. Microstructural evolution during grain boundary engineering of low to medium stacking fault energy fcc materials // Acta Mater. 2002. V. 50. P. 2599 – 2612.

Arafin M. A., Szpunar J. A. A new understanding of intergranular stress corrosion cracking resistance of pipeline steel through grain boundary character and crystallographic texture studies // Corros. Sci. 2009. V. 51. 119 – 128.

Shahryari A., Szpunar J. A., Omanovic S. The influence of crystallographic orientation distribution on 316LVM stainless steel pitting behavior // Corros. Sci. 2009. V. 51. P. 677 – 682.

Zhang L., Szpunar J. A., Basu R. et al. Influence of cold deformation on the corrosion behavior of Ni — Fe – Cr Alloy 028 // J. Alloys Compd. 2014. V. 616. P. 235 – 242.

Du D., Dong A., Shu D. et al. Influence of build orientation on microstructure, mechanical and corrosion behavior of Inconel 718 processed by selective laser melting // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 760. P. 469 – 480.

Kong D., Ni X., Dong C. et al. Heat treatment effect on the microstructure and corrosion behavior of 316L stainless steel fabricated by selective laser melting for proton exchange membrane fuel cells // Electrochim. Acta. 2018. V. 276, Is. 4. P. 293 – 303.

Жиляков А. Ю. Формирование структуры сплавов систем Ni – Cr – Mo и Fe – Ni – Cr – Mo при деформационном и термическом воздействии с целью повышения их коррозионной стойкости в ионных жидкостях: дис. ... канд. техн. наук. Екатеринбург, 2014. 157 с.

Popov A. A., Bannikova A. S., Belikov S. V. Precipitation of the sigma phase in high-alloy austenitic chromium-nickel-molybdenum alloys // Phys. Metals Metallogr. 2009. V. 108, Is. 6. P. 586 – 592.

Belikov S. V., Zhilyakov A. Y., Popov A. A. et al. Special features of formation of excess phases during aging of corrosion-resistant high-alloy austenitic alloys based on Fe and Ni // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 56, Is. 11 – 12. P. 637 – 645.

Zhilyakov A. Y., Belikov S. V., Polovov I. B. et al. The heating rate influence on the elastic modulus temperature dependence of a corrosion-resistant nickel alloy // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 680. 012020.

Zhilyakov A. Y., Belikov S. V., Gibadullina A. F. et al. Relation between short-range and long-range ordering and physical properties of corrosion-resistant alloys of the Ni – Cr – Mo system // Met. Sci. Heat Treat. 2020. V. 61. P. 792 – 797.

Zorina M. A., Karabanalov M. S., Terenya G. A., Zhilyakov A. Y. Structural and textural state of a corrosion-resistant superalloys Ni – Cr – Mo system after deformation / In: KnE Engineering, XIX International scientific-technical conference “The Ural school-seminar of metal scientists-young researchers”, 2019. P. 281 – 287.

Zorina M. A., Zhilyakov A. Yu., Karabanalov M. S. Crystallographic textures of strain and recrystallization in a superalloy of the Ni – Cr – Mo system // Met. Sci. Heat Treat. 2020. V. 62. P. 469 – 474.

Zhilyakov A. Y., Popov A. A., Belikov S. V. et al. A study of the effect of temperature modes of melting on the special features of structural and phase transformations in corrosion-resistant alloy ÉK77 under annealing and aging // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 57, Is. 7 – 8. P. 32 – 38.

Zhilyakov A. Y., Belikov S. V., Burmasov S. P., Gudov A. G. Phase composition influence on melt viscosity and ingot structure formation features in EK77 alloy // Mater. Sci. Forum. 2017. V. 907. P. 43 – 49.

Каманцев И. С., Логинов Ю. Н., Беликов С. В. и др. Особенности разрушения ячеистых структур, полученных лазерным селективным сплавлением // DReAM. 2020. Вып. 4. С. 35 – 47.

Popkova D. S., Ruslanov I. M., Zhilyakov A. Y., Belikov S. V. The effect of the selective laser melting mode on second phases precipitation in 316L steel during subsequent heat treatment // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2021. V. 1029, Is. 1. 012053.

Abramov A. V., Karpov V. V., Zhilyakov A. Yu. et al. Corrosion of corrosion-resistant and high-temperature nickel-based alloys in chloroaluminate melts // ECS Trans. 2014. V. 64, Is. 4. P. 217 – 226.

Karpov V. V., Abramov A. V., Zhilyakov A. Yu. et al. High-temperature corrosion of metals in the salt and metallic melts containing rare earths // AIP Conf. Proc.: Phys. Technol. Innovation (PTI-2016): Proceedings of the III Int. Young Researchers’ Conf. 2016. V. 1767. 020011.

Polovov I. B., Abramov A. V., Karpov V. V. et al. Corrosion of nickel-based superalloys in molten chloroaluminates // ECS Trans. 2017. V. 77, Is. 11. P. 753 – 766.

Polovov I. B., Abramov A. V., Dedov K. V. et al. Corrosion of austenitic steels and their components in uranium-containing chloride melts // ECS Trans. 2017. V. 77, Is. 11. P. 847 – 855.

Abramov A. V., Karpov V. V., Zhilyakov A. Yu. et al. Corrosion resistance of nickel-based alloys in salt and metal melts containing REE // AIP Conf. Proc.: Phys. Technol. Innovation (PTI-2017): Proceedings of the IV Int. Young Researchers’ Conf. 2017. V. 1886. 020029.

Dedov K. V., Raguzina E. V., Abramov A. V. et al. Corrosion behavior of EP-823 type steel in uranium containing chloride melts // AIP Conf. Proc.: Phys. Technol. Innovation (PTI-2017): Proceedings of the V Int. Young Researchers’ Conf. 2018. V. 1. 020017.

Karpov V. A., Abramov A. V., Dedov K. V. et al. Corrosion of various types of stainless steel in chloroaluminate melts // Russ. Metall. (Met.). 2019. V. 2019, Is. 2. P. 190 – 193.

Polovov I. B., Gibadullina A. F., Alimgulov R. R. et al. The effect of microstructure on the corrosion resistance of VDMâ alloy C-4 in molten salts // J. Alloys Compd. 2019. V. 810. 151758.

Polovov I. B., Abramov A. V., Alimgulov R. R. et al. Corrosion of metallic materials in the molten FLiNaK // ECS Trans. 2020. V. 98, Is. 10. P. 453 – 462.

Alimgulov R. R., Abramov A. V., Trubcheninova A. N. et al. Corrosion of metallic materials in 3LiCl – 2KCl and (3LiCl – 2KCl) – UCl3 // ECS Trans. 2020. V. 98, Is. 10. P. 307 – 315.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.9.51-57

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026