Влияние пластического деформирования и последующей термообработки на акустические и электромагнитные свойства стали 12Х18Н10Т

Представлены результаты исследования влияния пластического деформирования и последующей термической обработки на акустические и электромагнитные свойства стали 12Х18Н10Т. Широко используемая в промышленности криогенная коррозионно-стойкая сталь аустенитного класса 12Х18Н10Т интересна тем, что при пластическом деформировании в ней образуется мартенситная фаза, которая существенным образом меняет электромагнитные, упругие и прочностные свойства материала. Формирование новой фазы в совокупности с процессом пластического деформирования влияет на кристаллографическую текстуру става, что отражается на поведении такого параметра, как акустическая анизотропия. Изменение магнитных свойств при появлении ферромагнитной фазы мартенсита в матрице парамагнитного аустенита фиксировали с помощью вихретокового ферритометра. Установили, что на начальной стадии пластического деформирования (одноосного растяжения) значение параметра акустической анизотропии уменьшается. Возможно, это связано с тем, что на изменение текстуры в большей степени влияет процесс деформирования аустенита, чем образование α'-мартенсита. При дальнейшем деформировании материала образование новой фазы протекает более интенсивно и ее влияние на кристаллографическую текстуру начинает преобладать, что сказывается на увеличении параметра акустической анизотропии. Также выявили, что отжиг предварительно деформированной нержавеющей стали 12Х18Н10Т при температурах 350, 600, 700 и 1050 °С уменьшает параметр акустической анизотропии и содержание магнитной фазы. При температуре 600 °С акустическая анизотропия материала падает до нуля, а при 1050 °С происходит полный распад мартенситной фазы и текстура определяется только фазой аустенита.

1. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векелер Ю. Г. Специальные стали, — М.: МИСИС, 1999. — 408 с.

2. Singh J. Influence of deformation on the transformation of austenitic stainless steels / Journal of Materials Science. 1985. Vol. 20. E 3157 - 3166.

3. Powell G. W., Marshall E. R., Backofen W. A. Strain Hardening of Austenitic Stainless Steel / Trans, of the ASM. 1958. Vol. 50. E 478 - 497.

4. Heeker S. S., Stout M. G., Staudhammer К. P., et al. Effects of strain state and strain rate on deformation induced transformation in 304 stainless steel: part I. Magnetic measurements and mechanical behavior f Metall. Trans. A. 1982. Vol. 13. E 619 - 626.

5. Padilha A. F., Rios P. R. Decomposition of austenite in stainless steel / ISIJ International. 2002. Vol. 42. E 325 - 337.

6. Huang G., Matlock D,, Krauss G. Martensite formation, strain rate sensitivity and deformation behavior of Type 304 Austenitic Steel Sheet / Metall. Trans. A. 1989. Vol. 20A. E 1239 -1246.

7. Talonen J,, Nenonen E, Pape G., et al. Effect of strain rate on the strain-induced у —> a' martensite transformation and mechanical properties of austenitic stainless steels / Metall. Mater. Trans. A. 2005. Vol. 36A. E 421 - 432.

8. Lichtenfeld J. A., Mataya M. C., Van Tyne C. J. Effect of Strain Rate on Stress-Strain Behavior of Alloy 309 and 304L Austenitic Stainless Steel / Metall. Mater. Trans. A. 2006. Vol. 37. E 147 - 161.

9. Angel T. Formation of Martensite in Austenitic Stainless Steels / JJSI. 1954. Vol. 177. E 165 - 174.

10. Byun T., Hashimoto N., Farrell K. Temperature dependence of strain hardening and plastic instability behaviors in austenitic stainless steels / Acta Mater. 2004. Vol. 52. E 3889 - 3899.

11. Talonen J., Hannien H. Damping properties of austenitic stainless steels containing strain-induced martensite / Metall. Mater. Trans. A. 2004. Vol. 35. E 2401 - 2406.

12. Choi J.-Y., Jin W. Strain induced martensite formation and its effect on strain hardening behavior in the cold drawn 304 austenitic stainless steels / Scripta Mater. 1997. Vol. 36. E 99 - 104.

13. Lecroisey F., Pineau A. Martensitic transformations induced by plastic deformation in the Fe - Ni - Cr - C system / Metall Trans. 1972. Vol. 3. E 387 - 396.

14. Olson G., Cohen M. Kinetics of strain-induced martensitic nucleation / Metall. Trans. A. 1975. Vol. 6A. E 791 - 795.

15. Barbier D., Gey N., Allain S., et al. Analysis of the tensile behavior of a TWIF steel based on the texture and microstructure evolutions / Mater. Sci. Eng. A. 2009. Vol. 500. E 196 - 206.

16. Petit B,, Gey N., Cherkaoui M., et al, Deformation behavior and microstrueture/texture evolution of an annealed 304 AISI stainless steel sheet. Experimental and micromechanical modeling / International Journal of Plasticity. 2007. Vol. 23(2). E 323 - 341.

17. Mishakin V V, Klyushnikov V. A., Gonchar A. V Relation between the deformation energy and the Poisson ratio during cyclic loading of austenitic steel / Technical Physics. 2015. Vol. 60. P 665 - 668.

18. Горкунов Э. С., Задворкин С. M., Митропольская С. Ю. и др. Изменение магнитных свойств метастабильной аустенитной стали при упругопластическом деформировании / МиТОМ. 2009. № 9. С. 15 - 21.

19. Ригмант М. Б., Гладковекий С. В., Горкунов Э. С. и др. О возможности магнитного неразрушающего контроля упругопластических деформаций в сталях с метастабильным аустенитом / Контроль. Диагностика. 2000. № 9. С. 62 - 63.

20. Ригмант М. Б., Ничипурук А. П., Худяков Б. А. и др. Приборы для магнитного фазового анализа изделий из аустенитных коррозионно-стойких сталей / Дефектоскопия. 2005. №11. С. 3-14.

21. Корх М. К., Ригмант М. Б., Давыдов Д. И. и др. Определение фазового состава трехфазных хромоникелевых сталей по магнитным свойствам / Дефектоскопия. 2015. № 12. С. 20-31.

22. Gonchar А. V, Mishakin V V, Klyushnikov V A., et al. Variation of Elastic Characteristics of Metastable Austenite Steel under Cycling Straining / Technical Physics. 2017. Vol. 62. N4. E 537-541.

23. Sayers С. M. Ultrasonic velocities in anisotropic polycrystalline aggregates / Appl. Phys. 1982. Vol. 15. E 2157 - 2167.

24. Mishakin V V, Klyushnikov V. A., Kassina N. V. Research on the fracture process of steels by the acoustic method and the pitch net method / Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2009. Vol. 38. E 443 - 447.

25. Мишакин В. В., Гончар А. В., Курашкин К. В. и др. Исследование разрушения при статическом нагружении сварных соединений акустическим методом / Тяжелое машиностроение. 2009. № 7. С. 27 - 30.

26. Allen D., Sayers С. The Measurement of Residual Stress in Textured Steel Using an Ultrasonic Velocity Combinations Technique / Ultrasonics. 1984. Vol. 22. E 179 - 188.

27. Пазылов Ш. T., Оморов H. А., Рудаев Я. И. О деформационной анизотропии алюминиевых сплавов / Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки. 2010. Т. 15. № 3-1. С. 974 - 975.