Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние способа литья на фазовый состав жаропрочных аустенитных сплавов на основе системы Fe - 25 % Cr - 35 % Ni

С. Ю. Кондратьев

Аннотация


Методами световой и электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа исследованы микроструктура и фазовый состав сплава HP40NbTi, полученного различными способами литья. Изучено влияние скорости охлаждения расплава в интервале 1 - 1000 К/с в процессе кристаллизации на химическую неоднородность и количественное соотношение карбидов хрома и ниобия в структуре литого сплава. Показано, что наибольшая степень химической микронеоднородности фаз в сплаве формируется при скорости охлаждения расплава 100 - 300 К/с, что соответствует условиям кристаллизации при сварке и наплавке.

Ключевые слова


жаропрочный сплав HP40NbTi; скорость кристаллизации расплава; микроструктура; фазовый состав; химическая неоднородность

Полный текст:

PDF

Литература


Garbiak M., Jasinski W., Piekarski B. Materials for reformer furnace tubes. History of evolution // Arch. Foundry Eng. 2011. V. 11, Is. 2. P. 47 - 52.

Borjali S., Allahkaram S. R., Khosravi H. Effects of working temperature and carbon diffusion on the microstructure of high pressure heat-resistant stainless steel tubes used in pyrolysis furnaces during service condition // Mater. Des. 2012. V. 34. P. 65 - 73.

Tawancy H. M., Ul-Hamid A., Mohammed A. I., Abbas N. M. Effect of materials selection and design on the performance of an engineering product - An example from petrochemical industry // Mater. Des. 2007. V. 28, Is. 2. P. 686 - 703.

Piekarski B., Kubicki J. Creep-resistant austenitic cast steel // Arch. Foundry Eng. 2008. V. 8, Is. 2. P. 115 - 120.

De Almeida L. H., Ribeiro A. F., Le May I. Microstructural characterization of modified 25Cr - 35Ni centrifugally cast steel furnace tubes // Mater. Char. 2003. V. 49, Is. 3. P. 219 - 229.

Рудской А. И., Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю. и др. Особенности структуры и длительная прочность литого жаропрочного сплава 45Х26Н33С2Б2 // МиТОМ. 2013. № 4(694). С. 42 - 47@@Rudskoy A. I., Oryshchenko A. S., Kondrat'ev S. Yu. et al. Special features of structure and long-term strength of cast refractory alloy 45Kh26N33S2B2 // Met. Sci. Heat Treat. 2013. V. 55, Is. 3 - 4. P. 209 - 215.

Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Особенности структурных изменений в жаропрочном сплаве 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb при температурах эксплуатации. Сообщение 1. Литое состояние // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2012. № 1(142). С. 155 - 163.

Kenik E. A., Maziasz P. J., Swindeman R. W. et al. Structure and phase stability in cast modified-HP austenite after long-term ageing // Scr. Mater. 2003. V. 49, Is. 2. P. 117 - 122.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Трансформация структуры жаропрочного сплава 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb при длительной высокотемпературной выдержке // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 7 - 14@@Rudskoy A. I., Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P. et al. Transformation of the structure of refractory alloy 0.45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb during a long-term high-temperature hold // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, Is. 9 - 10. P. 517 - 525.

Guo J., Cheng C., Li H. et al. Microstructural analysis of Cr35Ni45Nb heat-resistant steel after a five-year service in pyrolysis furnace // Eng. Fail. Anal. 2017. V. 79. P. 625 - 633.

Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Особенности структурных изменений в жаропрочном сплаве 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb при температурах эксплуатации. Сообщение 2. Влияние высокотемпературной выдержки // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2012. № 1-1(147). С. 217 - 228.

Рудской А. И., Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 1 // МиТОМ. 2014. № 1(703). С. 3 - 8@@Rudskoy A. I., Oryshchenko A. S., Kondrat'ev S. Yu. et al. Mechanisms and kinetics of phase transformations in refractory alloy 45Kh26N33S2B2 in long-term high-temperature holds. Part 1 // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 56, No. 1 - 2. P. 3 - 8.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 2 // МиТОМ. 2014. № 3(705). С. 12 - 19@@Rudskoy A. I., Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P. et al. Mechanism and kinetics of phase transformations in refractory alloy 45Kh26N33S2B2 under long-term high-temperature holds. Part 2 // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 56, No. 3 - 4. P. 124 - 130.

Alvino A., Lega D., Giacobbe F. et al. Damage characterization in two reformer heater tubes after nearly 10 years of service at different operative and maintenance conditions // Eng. Fail. Anal. 2010. V. 17, Is. 7 - 8. P. 1526 - 1541.

Рудской А. И., Анастасиади Г. П., Орыщенко А. С. и др. Особенности структурных изменений в жаропрочном сплаве 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb при температурах эксплуатации. Сообщение. Механизм и кинетика фазовых превращений // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2012. № 3-2(154). С. 143 - 150.

Dewar M. P., Gerlich A. P. Correlation between experimental and calculated phase fractions in aged 20Cr32Ni1Nb austenitic stainless steels containing nitrogen // Metall. Mater. Trans. A. 2013. V. 44, Is. 2. P. 627 - 639.

Рудской А. И., Анастасиади Г. П., Кондратьев С. Ю. и др. Влияние фактора числа электронных вакансий на кинетику образования, роста и растворения фаз при длительных высокотемпературных выдержках жаропрочного сплава 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb // ФММ. 2014. Т. 115. № 1. С. 3 - 13@@Rudskoi A. I., Anastasiadi G. P., Kondrat'ev S. Yu. et al. Effect of electron factor (number of electron holes) on kinetics of nucleation, growth, and dissolution of phases during long-term high-temperature holdings of 0.45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb superalloy // Phys. Met. Metall. 2014. V. 115, No. 1. P. 1 - 11.

Kondrat'ev S. Y., Anastasiadi G. P., Petrov S. N., Ptashnik A. V. Kinetics of the formation of intermetallic phases in HP-type heat-resistant alloys at long-term high-temperature exposure // Metall. Mater. Trans. A. 2017. V. 48, Is. 1. P. 482 - 492.

Кондратьев С. Ю., Пташник А. В., Анастасиади Г. П., Петров С. Н. Анализ превращений карбидных фаз в сплаве 25Cr35Ni методом количественной электронной микроскопии // МиТОМ. 2015. № 7(721). С. 36 - 43@@Kondrat'ev S. Yu., Ptashnik A. V., Anastasiadi G. P., Petrov S. N. Analysis of transformations of carbide phases in alloy 25Cr35Ni by the method of quantitative electron microscopy // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 57, No. 7 - 8. P. 402 - 409.

Behъlovб M., Liptбk M., Grga P. et al.Comparison of microstructures developed during solidification of undercooled tool steel in levitation and on a substrate //j. Phys.: Conf. Ser. 2009. V. 144. Art. 012099.

Paradis P.-F., Ishikawa T., Watanabe Y., Okada J. Hybrid processing combining electrostatic levitation and laser heating: Application to terrestrial analogues of asteroid materials // Adv. Opt. Technol. 2011. V. 2011. Art. 454829.

Анастасиади Г. П. Формирование химической микронеоднородности в литейных сплавах. Санкт-Петербург: Политехника, 1992. 146 с.

Shen L., Gong J., Qin X. Experimental investigation and numerical simulation of carburization layer evolution of Cr25Ni35Nb and Cr35Ni45Nb steel // Rev. Adv. Mater. Sci. 2013. V. 33. P. 142 - 147.

Rothman S. J., Nowicki L. J., Murch G. E. Self-diffusion in austenitic Fe - Cr - Ni alloys //j. Phys. F: Metal Phys. 1980. V. 10, Is. 3. P. 383 - 398.

Anastasiadi G. P., Kolchina R. V., Smirnova L. N. Effect of cooling rate and heat treatment on the chemical microinhomogeneity of steel 09Kh16N4BL // Met. Sci. Heat Treat. 1985. V. 27, Is. 9. P. 678 - 680.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.4.3-9

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025