Исследование микроструктуры метастабильной аустенитной хромомарганцевой стали 14Х15Г9НД методами оптической и электронной микроскопии

Современная металлография — комплекс качественных и количественных методов исследования структуры — широко применяется для анализа микроструктуры металлических сплавов. В работе представлены результаты исследования микроструктуры аустенитной хромомарганцевой стали 14Х15Г9НД методами оптической и электронной микроскопии. Используя существующие методики, были выбраны реактив и способ травления, наиболее подходящие для данной марки стали и позволяющие идентифицировать ее основные структурно-фазовые составляющие (аустенит, двойники, полосы скольжения). Результаты оптической и растровой микроскопии образцов, деформированных с разной степенью холодной пластической деформации, сравнивали между собой. Установлено, что для качественного выявления микроструктуры стали следует использовать электрохимическое травление в водном растворе хромового ангидрида. Были также определены оптимальные параметры плотности тока и напряжения. Полученные результаты могут быть использованы при оптической микроскопии хромомарганцевых сталей, а также при более полном исследовании их дислокационных структур методом растровой микроскопии.

1. Большаков В. И., Сухомлин Г. Д., Лаухин Д. В. Атлас структур металлов и сплавов. — Днепропетровск: ПГАСА, 2010. — 174 с.

2. Андрушевич А. А. Атлас микроструктур черных и цветных металлов: учебное наглядное пособие. — Минск: БГАТУ, 2012. — 100 с.

3. Гуляев А. П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.

4. Гончар А. В., Клюшников А. А., Мишакин В. В. Влияние пластического деформирования и последующей термообработки на акустические и электромагнитные свойства стали 12Х18Н10Т / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 2. С. 23 – 28. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-2-23-28

5. Morikawa T., Higashida K. Deformation microstructure and texture in a cold-rolled austenitic steel with low stacking-fault energy / Materials transactions. 2010. Vol. 51. N 4. P. 620 – 624. DOI: 10.2320/matertrans.MG200901

6. Morikawa T., Senba D., Higashida K., Onodera R. Micro shear bands in cold-rolled austenitic stainless steel / Materials Transactions, JIM. 1999. Vol. 40. N 9. P. 891 – 894. DOI: 10.2320/matertrans1989.40.891

7. Fujita H., Mori T. A formation mechanism of mechanical twins in FCC Metals / Scriptametallurgica. 1975. Vol. 9. N 6. P. 631 – 636. DOI: 10.1016/0036-9748(75)90476-7

8. Lee T.-H., Oh C., Kim S.-J., Takaki S. Deformation twinning in high-nitrogen austenitic stainless steel / Acta Mater. 2007. Vol. 55. N 11. P. 3649 – 3662. DOI: 10.1016/j.actamat.2007.02.023

9. Снежной Г. В., Ольшанецкий В. Е., Снежной В. Л. Об особенностях образования и трансформации ε-мартенсита при пластической деформации аустенитных хромоникелевых сталей / Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2016. № 2. С. 43 – 49.

10. Ольшанецкий В. Е., Снежной Г. В. О формировании двух типов мартенситных фаз при пластической деформации аустенитной хромоникелевой стали / Физика и техника высоких давлений. 2013. Т. 23. № 2. С. 78 – 87.

11. Dobatkin S. V., Rybalchenko O. V., Enikeev N. A., et al. Formation of fully austenitic ultrafine-grained high strength state in metastable Cr-Ni-Ti stainless steel by severe plastic deformation / Mater. Lett. 2016. Vol. 166. P. 276 – 279. DOI: 10.1016/j.matlet.2015.12.094

12. Ольшанецкий В. Е., Снежной Г. В., Снежной В. Л. Особенности формирования мартенситных фаз в аустените при пластической деформации хромоникелевых сталей / Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 3. С. 32 – 39.

13. Shakhova I., Dudko V., Belyakov A., et al. Effect of large strain cold rolling and subsequent annealing on microstructure and mechanical properties of an austenitic stainless steel / Mater. Sci. Eng. A. 2012. Vol. 545. P. 176 – 186. DOI: 10.1016/j.msea.2012.02.101

14. Huang C., Yang G., Gao Y., et al. Investigation on the nucleation mechanism of deformation-induced martensite in an austenitic stainless steel under severe plastic deformation / J. Mater. Res. 2007. Vol. 22. N 3. P. 724 – 729. DOI: 10.1557/JMR.2007.0094

15. Krupp U., West C., Christ H. Deformation-induced martensite formation during cyclic deformation of metastable austenitic steel: Influence of temperature and carbon content / Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 481. P. 713 – 717.

16. Krupp U., Roth I. On the Mechanism of Martensite Formation during Short Fatigue Crack Propagation in Austenitic Stainless Steel: Experimental Identification and Modelling Concept / 13th International Conference on Fracture. — Beijing, China, 2013. DOI: 10.1016/j.msea.2006.12.211

17. Верещагин В. П., Горелов Е. Н. Геометрическое обоснование моделей однородного деформационного преобразования кристаллических решеток, допускающего инвариантную плоскость. — Екатеринбург: РГППУ, 2003. — 135 с.

18. Коваленко В. С. Металлографические реактивы: справочник. — М.: Металлургия, 1981. — 120 с.

19. Беккерт М., Клемм Х. Способы металлографического травления: справочник. — М.: Металлургия, 1988. — 400 с.

20. Панченко Е. В. Лаборатория металлографии. — М.: Металлургия, 1965. — 441 с.

21. Фетисов Г. П., Карпман М. Г., и др. Материаловедение и технология металлов. — М.: Высшая школа, 2002. — 638 с.