автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Структурообразование, фазовые превращения и свойства безуглеродистой высокопрочной коррозионностойкой аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ

На правах рукописи

Ь'У'

ОЗЕРЕЦ Наталья Николаевна

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА БЕЗУГЛЕРОДИСТОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 03Х13Н10К5М2ЮТ

Специальность 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

(11111 |ПИ1

003 1В9229

Екатеринбург - 2008

Работа выполнена на кафедре металловедения ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет — УПИ»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Мальцева Людмила Алексеевна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Потехин Борис Алексеевич

доктор физико-математических наук, профессор Пущин Владимир Григорьевич

Ведущая организация Институт металлургии УрО РАН

Защита диссертации состоится 30 мая 2008 года в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212 285.04 в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» по адресу г Екатеринбург, ул Мира, д. 19, ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», Металлургический факультет, ауд Мт-329.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре (заверенный печатью организации) просим направлять по адресу. 620002, г. Екатеринбург, ул Мира, д 19, ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», ученому секретарю университета, тел (343) 375-45-74, факс (343) 374-38-84

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ Автореферат разослан 28 апреля 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного Совета

Шилов В А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Перспективным направлением при изготовлении стержневого и лезвийного медицинского инструмента является использование безуглеродистых коррозионностойких мартенситностареющих и аустенитных сталей, обладающих высокой технологичностью, позволяющей применять высокие суммарные деформации при производстве тонкой и тончайшей проволоки и большим приростом прочностных свойств при последеформационном старении Анализ отечественного и зарубежного опыта применения сталей для изготовления медицинских инструментов показал, что не все они отвечают функциональным и эксплуатационным характеристикам медицинских инструментов Кроме того, расширился сортамент медицинских инструментов, который требует опробования новых марок сталей. Применяемые в настоящее время для изготовления медицинского инструмента коррозионностойкие стали мартенситного класса 20X13, 30X13, 40X13 и аустенитного класса 12Х18Н10Т уже не могут в полной мере соответствовать растущим требованиям Они имеют недостаточно высокий уровень механических свойств и коррозионной стойкости, а также не обладают хорошей технологичностью, особенно при изготовлении проволоки тонких сечений В связи с этим представляется актуальным решение задачи по разработке составов и технологий термопластической обработки высокопрочной коррозионностойкой аустенитной стали, обладающей чрезвычайно высокой пластичностью и технологичностью, что позволило существенно сократить число технологических переделов и получить в структуре деформированной стали практически 90% ОЦК-фазы. Дополнительный существенный прирост прочностных свойств достигался на стадии последеформационного старения

Актуальной задачей исследования являлось также разработка поверхностного упрочнения, значительно повышающего твердость и износостойкость инструмента после закалочного старения

Цель работы: изучение влияния термомеханической обработки на фазовый состав, структуру и физико-механические свойства коррозионностойкой высокопрочной аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ, а также разработка технологических режимов обработки данной стали, применительно к стержневому медицинскому инструменту и упругим элементам.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи

1 Исследование структурообразования, фазового состава и физико-механических свойств безуглеродистой коррозионностойкой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ на разных этапах обработки: закалки, деформации и старения.

2 Изучение причины высокой пластичности и технологичности исследуемой ^ стали при холодной пластической деформации волочением. /

3 Изучение характера и морфологии упрочняющей интерметаллидной фазы при старении и влиянии ее на физико-механические свойства исследуемой стали

4 Исследование особенностей формирования структуры и свойств в приповерхностном слое после лазерной обработки исследуемой стали.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней исследованы фазовые превращения и струюурообразование разработанной стали в широком интервале температур Показано, что достижение высокопрочного состояния в данной стали осуществляется за счет различных механизмов:

• собственно пластической деформации, как скольжением, так и микродвойникованием;

• влияние ТРИП эффекта, позволяющего применять высокие суммарные степени деформации и, как следствие этого, получать измельченную кристаллическую структуру мартенсита деформации до нанокристаллического уровня,

• последеформационного дисперсионного твердения с выделением интерметаллидных фаз из ОЦК-фазы

Определено, что фазой ответственной за упрочнение при старении является №А1. Установлено, что лазерная обработка с оплавлением приводит к существенному увеличению твердости поверхностного слоя, вследствие образования 6-феррита, с имеющейся в нем интерметаллидной фазой №А1

Практическая значимость настоящей работы связана с разработкой технологии получения высокопрочной проволоки из безуглеродистой метастабильной аустенитной стали, которая позволила существенно сократить число технологических переделов, а также повысить служебные характеристики упругих элементов, работающих в широком интервале температур и качество стержневого медицинского инструмента для микрохирургии Полученный из исследуемой стали медицинский микроинструмент позволит избавиться от импортных поставок и перейти на более дешевый отечественный инструмент, имеющий не только меньшую стоимость, но и более высокие технологические и функциональные свойства

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на 14 международных, 5 всероссийских научно-технических конференциях, семинарах и школах: международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций (Москва, 2005); X международном семинаре «Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов «ДСМСМС-2005» (Екатеринбург, 2005), III международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (Тюмень, 2005), XVIII и XIX Уральской школе металловедов-термистов

(Тольятти, 2006, Екатеринбург, 2008), XVI международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006), международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов» посвященной памяти академика Г.В Курдюмова» (Черноголовка, 2006), Международной молодежной научной конференции «XIV Туполевские чтения» (Казань, 2006), VII и VIII международной научно-технической конференции «Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых» (Екатеринбург, 2006 и 2007), XVII Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2007); III международной школе «Физическое материаловедение». «Наноматериалы технического и медицинского назначения» (Тольятти, 2007), XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург, 2005); Всероссийской научной конференции «Наука Технологии Инновации» (Новосибирск, 2006), III Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» (Москва МИСиС, 2006), Всероссийской научно-технической конференции «Наука - производство -технологии - экология» (Киров, 2006).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликована 31 научная работа, из них- 3 - статьи в ведущих рецензируемых журналах по перечню ВАК; 13 - статьи в сборниках научных трудов, 15 - работы, опубликованные в сборниках докладов и тезисов международных и всероссийских конференций

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения Работа изложена на 123 страницах, содержит 45 рисунков, 6 таблиц и библиографический список из 110 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, определены цели исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проанализированы литературные данные по разработке составов коррозионностойких сталей аустенитного класса, о влиянии легирующих элементов на их физико-механические свойства, о особенностях получения высокопрочной коррозионностойкой проволоки. На основании проведенного анализа сформулированы задачи данного исследования.

Во второй главе приводятся химический состав, режимы выплавки и термомеханической обработки опытной коррозионностойкой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ с метастабильным аустенитом

Структуру, фазовый состав и свойства стали изучали с помощью различных методов Механические испытания проводили как на проволочных, так и на стандартных образцах в соответствии с требованиями ГОСТ 1579-93, ГОСТ 11701-84, ГОСТ 1497-84, ГОСТ 14963-78, ГОСТ 10446-80, ГОСТ 3565-80. Твердость измеряли с помощью приборов Роквелла и Виккерса (ГОСТ 2999-75,

ГОСТ 9013-59). Микротвердость измеряли на автоматическом твердомере серии PC фирмы «Leco» с программируемым шагом и нагрузкой 0,001 кг, а также на твердомере ПМТ-3. Микроструктурные исследования проводили на оптическом микроскопе Neophot. Электронно-микроскопические исследования проводили на микроскопах ЭМВ-ЮОЛ и JAM200-CX Рентгеноструктурный анализ проводили на дифрактометре ДРОН-2 при кобальтовом излучении Высокотемпературный рентгеноструктурный анализ проводили на дифрактометре ДРОН-ЗМ при медном Ко излучении. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) проводили на растровом электронном микроанализаторе «СатеЬах» фирмы Ситеса (Франция). Дилатометрические исследования проводили на дилатометре системы Шевенара с использование измерительной головки нормальной чувствительности «SN». Дифференциально-термический анализ проводили на термоанализаторе «Du Pont-990» с применением базового модуля DTA-1600 Магнитные свойства определяли на установке типа магнитные весы Фарадея и на магнитометре Штейнберга Коррозионные исследования проводили электрохимическим методом в 3 % - NaCl и 20 % -H2S04 при комнатной температуре Лазерную обработку поверхности проводили на образцах размером 10x10x55 мм на лазере непрерывного действия ЛТ1-2.

В третьей главе решалась задача изучения фазовых превращений, структурных изменений и физико-механических свойств безуглеродистой коррозионностойкой аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ в зависимости от режимов термомеханической обработки

Показано, что микроструктура стали 03Х13Н10К5М2ЮТ после закалки от температур 800 1300° С практически состоит из 100 % аустенита (рис. 1). Микроструктура стали - обычная для аустенитных сталей, содержит зерна полиэдрической формы с большим числом двойников отжига, и чем выше температура, тем крупнее зерно аустенита Фазовый рентгеноструктурный анализ подтверждает, что после закалки от всех исследуемых температур основной фазой является аустенит, но с повышением температуры нагрева до 1200° С и выше в структуре появляется ОЦК фаза (5-феррит). Можно отметить также присутствие небольшого количества (следы) интерметаллидных фаз типа Ni3Al и /-фазы (CrNiMoTi) в закаленной стали от температур 800.. 1100° С

На выделение в аустените при температурах 800.900° С некоторого количества высокотемпературной интерметашшдной фазы указывает появление высокотемпературного минимума периода кристаллической решетки аустенита при температуре 900° С (рис. 2) Уменьшение периода ау связано с выделением Х-фазы, содержащей элементы с большим атомным радиусом (Mo, Ti). Дальнейшее повышении температуры нагрева под закалку от 900 до 1200° С приводит к растворению высокотемпературной интерметаллидной фазы и росту периода кристаллической решетки аустенита

Рис. 1. Микроструктура стали ОЗХ1ЗН10К5М2ЮТ закаленной от различных температур аустенитизации: а -800° С (вода); б- 1000° С (вода); в- 1200° С (вода); г - 1000° С (жидкий азот); д - 1300° С(вода)

Следовательно, повышенная прочность после низкотемпературной закалки связана с присутствием в у-твердом растворе включений высокотемпературной интерметаллидной фазы (рис. 3), растворение которой с повышением температуры нагрева под закалку до 1000..1100° С приводит к образованию однородного у-твердого раствора, при этом несколько понижается прочность и повышается пластичность закаленной стали. Дальнейшее повышение температуры до 1300° С приводит к повышению твердости вследствие появления в структуре стали некоторого количества 5-феррита (рис. 1,с>), возникающего в результате растворения интерметаллидных фаз и обогащения матрицы ферритообразующими элементами (Сг, Мо, Тл, А1 и т. д.).

Микрорентгеноспектральный анализ (МРСА) образца, закаленного от ] 000° С, указывает на равномерное распределение элементов Ре, Сг, №, Со, Мо, А1, "П, что свидетельствует о химически однородной структуре (рис. 4).

Высокотемпературная рентгенография образцов, нагретых до температуры 1000° С, показала однако наличие в структуре исследуемой стали не только у-твердого раствора, но и небольшого количества (следы) интерметаллидных фаз №3А1 и %-фазы.

1300

Температура, °С

Рис. 2. Влияние температуры нагрева под закатку на период кристаллической решетки аустенита

а

б

800

900 1000 1100 Температура, °С

1200 1300

900 1000 1200 Температура, °С

Рис. 3. Влияние температуры нагрева под закалку на механические свойства стали 03Х1ЗН10К5М2ЮТ: а - прочность и пластичность; б - твердость по Виккерсу

На электронных микрофотографиях наблюдается наличие плоских скоплений дислокаций, двойников отжига,

свидетельствующих о достаточно низкой энергии дефектов упаковки аустенита (рис. 5, а, б), а также существование прослоек 5-феррита в аустенитной матрице уже после закалки от 1000° С в воду (рис. 5, в, г). Причем в участках 8-феррита наблюдаются ультрадисперсные выделения фаз, которые расшифровываются как №А1.

Обработка холодом не привела к появлению мартенсита охлаждения (рис. 1,г), т.е. аустенит исследуемой стали является термически стабильным в широком интервале температур от минус 196 до 1200°С.

Таким образом, с точки зрения выбора температуры нагрева под закалку для

дальнейшего проведения пластической деформации наилучшей является закалка в интервале температур 1000.. 1100° С в воду. Выбор оптимальной температуры нагрева под закалку обусловлен, с одной стороны, растворением охрупчивающих высокотемпературных интерметаллидных фаз и получением однородной аустенитной структуры, а с другой - отсутствием интенсивного роста зерна. Механические свойства исследуемой стали после закалки составляют: с8 = 540 МПа, а„,2 = 245 МПа, 5 = 63%, м/ = 83%, твердость 140 НУ, микротвердость 210 НУ.

Рис. 4. Результаты МРСА, закаленного от 1000° С образца

20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Температура, °С

Рис. 6. Дифференциально-термический анализ закаленной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ

Рис. 5. Структура закаленной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ: а, б, в, г- светлопольное изображение; д - микродифракция; е - схема расшифровки

Для изучения температурных интервалов фазовых и структурных превращений, происходящих при нагреве в стали 03Х13Н10К5М2ЮТ был проведен дифференциально-термический анализ (ДТА). На кривых нагрева образца (рис. 6), закаленного от 1000° С наблюдаются два экзотермических максимума, связанных с различными стадиями выделения интерметаллидных фаз. дт,°с

Высокотемпературное рентгеноструктурное исследование образца при температуре 600° С показало также наличие некоторого количества интерметаллидной фазы №3А1, интервалами выделения которой из аустенита, по-видимому, является интервал температур 400..650° С (см. рис. 6).

Для выявления роли выделяющейся интерметаллидной фазы №3А1 было проведено старение закаленной от 1000° С исследуемой стали в интервале

300

400 500

Температура, °С

Рис 7 Зависимость твердости стали от температуры старения

температур 300.600° С. Процесс упрочнения при старении закаленной стали протекает слабо, прирост твердости (рис. 7) при максимальном старении составляет только «15 20 HV (по Виккерсу), оптимальной температурой старения является 500 .550° С

Процессы старения аустенита вызывают изменение и физических свойств исследуемой стали. На рис. 8 показано изменение удельного электросопротивления при старении. Падение электросопротивления наблюдается после старения выше 200° С На кривых электросопротивления появляются два минимума, при 450 и 650° С, что указывает на сложность и многостадийность процессов распада у-твердого раствора, на что также указывают данные ДТА (см. рис. 6).

Рис 8. Изменение удельного

электросопротивления закаленной стали при старении

Температура, °С

Выделение интерметаллидной фазы №3А1 сопровождается незначительным уменьшением периода кристаллической решетки аустенита при нагреве стали до температур 500..650°С (рис 9) Выше температуры 650° С период начинает расти, что связано с обратным растворением интерметаллидной фазы, на которое накладывается выделение другой более высокотемпературной фазы, возможно Х-фазы (см рис. 6) Следует отметить, что обе интерметаллидные фазы не приводят к значимому упрочнению при старении, количество их незначительное и поэтому не являются упрочняющими.

Исследование микроструктуры закаленных и состаренных образцов не показали видимых изменений микроструктуры вплоть до температуры 750° С (рис. 10, а-г). Однако заметно увеличивается по сравнению с закаленным состоянием дефектность структуры (см рис. 5, а, б и рис 10, д) Результаты электронно-микроструктурного анализа тонкой структуры указывают на рост плотности дислокаций Подобное усиление дефектности структуры закаленной стали в процессе длительного старения обусловлено распадом пересыщенного

у-твердого раствора. При этом происходит не только концентрационное изменение в аустените, о чем свидетельствует уменьшение периода решетки, но и возрастание дефектности структуры вследствие увеличения плотности дислокаций из-за размерного несоответствия решеток выделения и матрицы. И если в аустените не наблюдаются ярко выраженных выделений, то в участках 8-феррита наблюдаются мелкодисперсные выделения, по-видимому, интерметаллидной фазы. На электроннограммах видно (рис. 10, е, ж), что выделяющаяся из 5-феррита интерметаллидная фаза обладает сверхструктурой и расшифровывается как №А1.

0,3601 g 0.3600

Е

3 0,3599 0,3598

350 400 450 500 550 600 650 700 Температура, °С

Рис. 9. Влияние температуры старения на период кристаллической решетки аустенита закаленной стали

[320]n¡ai [125]níai

Рис. 10. Микроструктура стали 03Х13Н10К5М2ЮТ: а, д-ж -закалка 1000° С + старение 500° С (1ч); б- закалка 1200° С + старение 500° С (1 ч); в - закалка 1000° С + старение 600° С (1 ч); г - закалка 1000° С + старение 750° С (1ч); д, е - светлопольное изображение; ж - темнопольное изображение в рефлексе (001)^Аь з - микродифракция; и - схема расшифровки

Таким образом, как показали проведенные исследования, сталь 03Х13Н10К5М2ЮТ относится к числу сплавов, в которых термообработкой не удается получить глубокого пересыщения твердого раствора и поэтому обычное старение закаленной стали происходит вяло. По этой причине для достижения высокопрочного состояния в исследуемой стали целесообразно использовать термомеханическую обработку

Исследуемая сталь после закалки от 1000° С в воду была протянута с диаметра 14,3 на диаметр 2,77 мм. Предполагалось тянуть до потери пластичности, однако даже при высокой степени холодной пластической деформации (е = 3,27) не наблюдалось резкого падения пластичности, характеристики относительного удлинения 6 и относительного сужения х|/ оставались на достаточно высоком уровне. Увеличение степени холодной пластической деформации до е = 2,32 позволило получить высокие значения прочности (а„= 1500 МПа), при этом прирост прочности составил 960 МПа (рис 11, а, б), а также твердости (425 НУ), при этом прирост твердости составил -280 НУ (рис 11, г)

Как показали данные рентгеноструктурного анализа (рис 11, в) аустенит при холодной пластической деформации претерпевает мартенситное превращение и при деформации е = 2,32 количество мартенсита составляет « 90 %

0 8 1,2 1,6 21п<иа,

Рис 11. Влияние холодной пластической деформации и старения на изменение свойств закаленной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ. а - прочностные свойства, б - пластические свойства; в - фазовый состав, г - твердость

Для выяснения влияния величины деформации на структуру исследуемой стали были проведены микроструктурные исследования деформированных проволочных образцов. При умеренных обжатиях Рис. 12. Микроструктура стали 03Х13Н10К5М2ЮТ (15..30 %) в отдельных зернах после закалки и деформации на е = 0,52 (а) появляются полосы сколь-и е = 2,32 (б) жения, а при большей дефор-

мации происходит изменение формы зерен - из равноосных они все более становятся волокнистыми, вытянутыми вдоль оси волочения (рис. 12).

Электронно-микроструктурные исследования метастабильной аустенитной стали позволили установить следующее: при малых степенях обжатия »30% (е = 0,39) на фоне однородно распределенных дислокаций появляются многочисленные дефекты упаковки и двойники. Они располагаются сначала по одной системе сдвига {111} <112>, а затем, с увеличением степени деформации -по двум и более системам (рис. 13, а, г). Возможно, кроме микродвойников, в структуре деформированной проволоки (s « 30 %) присутствует наравне с у-фазой и Е-мартенсит (см. рис. 13, б). С увеличением степени суммарного обжатия до 69% (е = 1,15) и выше (рис.13, д-и) в структуре появляется а-мартенсит, количество которого увеличивается с увеличением степени холодной пластической деформации. При степени суммарной деформации 88 % (е = 2,17) наблюдается появление кольцевых дифракционных колец вследствие мелкозернистости структуры с рефлексами как ОЦК, так и ГЦК фаз. При деформации «94 % (е = 2,32) имеем субмикроскопический размер кристаллов мартенсита » 100 нм и меньше (рис. 13, и).

Таким образом, обнаруживаемая в стали чрезвычайно высокая пластичность обусловлена совместным действием равномерного скольжения, микродвойникования и мартенситных превращений с оптимальной интенсивностью, обеспечивающей образование субмикрокристаллов мартенсита.

В табл. 1 приведены механические свойства, полученные при растяжении проволоки исследуемой стали после указанных выше степеней холодной пластической деформации.

Упрочнение исследуемой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ также обусловлено одновременным и сложным влиянием ряда факторов: усиление дефектности структуры у-твердого раствора, вследствие наклепа; мартенситное превращение, причем его роль может заключаться не только в облегчении протекания пластической деформации и вследствие этого устранения локальных пиковых напряжений, но и в непосредственном участии в структурном упрочнении

благодаря образованию дисперсных кристаллов мартенсита. Следует отметить чрезвычайно высокую технологичность данной стали, которую удалось протянуть с очень высокими суммарными деформациями без промежуточных смягчающих отжигов.

а б в

Рис. 13. Структура стали 03Х13Н10К5М2ЮТ: а-в - деформация е = 0,39 (е = 30 %); б - темнопольное изображение в рефлексе 8-фазы (12.4)е; в - микродифракция и схема расшифровки; г - деформация е = 0,52 (в = 41 %); д - деформация е = 1,15 (е = 69 %); е - деформация е = 1,60 (е = 80 %); ж - деформация е = 2,17 (е = 88 %), темнопольное изображение в рефлексе а-фазы (110)ц; з, и - деформациия е = 2,32 (94 %); и - темнопольное изображение в рефлексе а-фазы (110)а;

Таблица 1

Изменение механических свойств стали 03Х13Н10К5М2ЮТ при волочении

Обработка ов, МПа СО,2, МПа Размер кристаллов

Закалка 1000° С 540 245 63 83 50-60 мкм

3+деформация е = 0,52 760 660 10 80 25-40 мкм

3+деформация е = 1,15 1050 940 8 73 400-800 нм

3+деформация е = 1,60 1220 1080 6 70 300-500 нм

3+деформация е = 2,17 1480 1200 4 70 20-100-200 нм

3+деформация е = 2,32 1500 1300 3 70 20-100 нм

Таким образом, при деформации е = 2,32 на диаметре 3,0 мм механические свойства стали составляют ст„= 1500 МПа, 1300 МПа, у = 70 %, 8 = 3 %, твердость 420 HV, микротвердость 300 HV

С целью определения температурно-временных условий выделения при старении упрочняющих фаз проводилось изучение влияния температуры последеформационного нагрева на изменение механических свойств, фазового состава и структуры исследуемой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ. На рис 11 (пунктирные кривые) видно, что чем больше количество мартенсита, образовавшего в процессе деформирования (волочения), тем выше прирост прочностных свойств при старении, при сохранении достаточно высоких характеристик пластичности (5 = 3% и у = 45 %).

На рис. 14 приведено изменение твердости закаленной и деформированной (е = 2,32) стали при старении. В интервале температур 300..5000 С происходит повышение твердости (прирост составляет 120 HV), связанное с протеканием старения в О ЦК-фазе Ранее проведенными исследованиями было показано, что аустенитная сталь 03Х13Н10К5М2ЮТ в закаленном состоянии практически не старится, следовательно выделение упрочняющей интерметаллидной фазы происходит из ОЦК-фазы (мартенсита деформации), которая при нагреве выше температуры 550° С испытывает обратное а-»у превращение Этому превращению соответствует эндотермиический пик на кривых ДТА (рис. 15) Если первый пик (экзотермический) в интервале температур 380. 550°С связан с процессами выделения упрочняющей фазы, то второй пик (тоже экзотермический) в интервале температур 650 .850°С связан с процессами выделения высокотемпературной интерметаллидной фазы, приводящей к нежелательному упрочнению и охрупчиванию исследуемой стали, дт, °с

Температура, °С

Рис 14. Изменение твердости закаленной и деформированной (е = 2,32) стали при старении

-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

20 100 200 300 400 500 600 700 800 300 1000

Температура, °С

Рис 15 Дифференциально-термический анализ деформированной (е = 2,32) стали

03Х13НЮК5М2ЮТ

Изменение удельного электросопротивления при старении деформированной стали носит классический характер (рис 16) Понижение и последующий рост электросопротивления связаны с изменением состава твердого раствора за счет выделения и последующего растворения метастабильных (по отношению к температуре старения) интерметаллидных фаз Сравнение изменения электросопротивления при старении закаленной и деформированной исследуемой стали (см рис 8 и рис 16) показало, что холодная пластическая деформация приводит к увеличению удельного электросопротивления, а наиболее интенсивное падение при старении наблюдается в предварительно деформированной стали, что обусловлено распадом пересыщенного а-твердого раствора и большей объемной долей выделяющейся интерметаллидной фазы

На рис 17 приведена зависимость изменения периода кристаллической решетки мартенсита деформированной (е = 2,32) проволоки от температуры старения Распад пересыщенного твердого раствора сопровождается уменьшением периода аа. Эта характеристика достигает минимальных значений при температурах на 50° С выше температуры наибольшего упрочнения при старении Температура, при которой период аа достигает минимума, соответствует стадии перестаривания и является температурой метастабильного равновесия между матрицей и частицами интерметаллидных фаз

На рис 18 приведены результаты МРСА из которых видно, что в деформированной и состаренной матрице наблюдается неравномерное распределение легирующих элементов, в частности, на некоторых участках сканограммы наблюдаются совпадающие пики повышенных концентраций одновременно Ре, Сг, N1, А1, что свидетельствует о выделении из мартенсита деформации сложной интерметаллидной фазы

0 2850 -----

0 100 200 300 400 500 600 700

Температура, °С

О 200 400 600 800

Температура, °С

Рис 16 Изменение удельного электросопротивления деформированной стали при старении

Рис 17 Изменение периода крииаллической решежи сх-фазы при старении

* v J V

Ио/\ ' V ■'. ... _ .. .. _ _

Рис. 18. Результаты MPC A деформированного и состаренного при 500° С (1 ч) образца

Электронно-микроструктурное исследование тонкой структуры исследуемой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ после различных режимов оптимального и высокотемпературного старения предварительно деформированных образцов показало следующее (рис. 19). Структурные составляющие деформированной и состаренной стали представляют собой ОЦК и ГЦК фазу. Основным механизмом старения в интервале температур 500..6500 С является гетерогенное выделение интер-металлидной фазы из ОЦК-твердого раствора. В структуре деформированной и состаренной на 500° С метастабильной аустенитной стали на электронных фотографиях наблюдается контраст типа ряби, обусловленный, по-видимому, появлением высокодисперсных частиц (рис. 19, а-в).

**

i *

Ч ♦ k iinca

SasSS.

100™,

Рис. 19. Структура стали 03Х13НЮК5М2ЮТ после закалки от 1000° С в воду, деформации е = 2,32 и старения: а-в - при 500° С (1 ч); г-е - при 500° С (1 ч) + 650° С (2 ч); б, д- темнопольное изображение в рефлексе а-фазы (110)а; в, е- микродифракция

10О«,,

Увеличение температуры и времени старения (650° С, 2 ч) приводит к некоторому росту размеров выделяющихся частиц. На ранних стадиях старения частицы имеют форму, близкую к сферической. После старения при 650° С в течение 2 ч деформированных образцов на электронограммах появляются рефлексы принадлежащие уже подросшим частицам интерметаллидной фазы типа Ni AI (рис. 19, г-е).

Таким образом, имеющиеся данные позволяют сделать вывод, что наличие мартенсита оказывается эффективным для достижения высокопрочного состояния в нестабильной аустенитной стали не только за счет упрочнения вследствие использования пластического деформирования, но и в результате ' проведения последующего последеформационного старения. Механические свойства исследуемой стали после закалки (от 1000° С в воду), деформации е = 2,32 и старения (500° С, 1 ч) составляют: ст„ = 2480 МПа, ст0.:= 1900 МПа, \\i = 45 %, твердость 580 HV.

В четвертой главе рассмотрено влияние лазерной обработки на фазовый состав и механические свойства исследуемой стали. На рис. 20 приведена структура поверхностного слоя стали 03Х13Н10К5М2ЮТ после лазерной обработки с оплавлением. Лазерная обработка приводит к образованию на поверхности однофазной зоны 5-феррита, имеющей наиболее высокие значения микротвердости (~ 600 HV). Столь высокая микротвердость 5-феррита обусловлена не только его пересыщением легирующими элементами, значительным фазовым и термическим наклепом, получаемым в результате высоких скоростей нагрева и охлаждения, но вследствие наличия в нем упорядоченной интерметаллидной фазы типа NiAl.

Рис. 20. Микроструктура поверхностного слоя стали 03Х13Н10К5М2ЮТ после лазерной обработки с оплавлением

. Зона однофазного б-феррита переходит в зону, состоящую из 8-феррита и аустенита, и затем однородного аустенита.

Таким образом, лазерную закалку можно применять для поверхностного упрочнения изделий из аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ.

В пятой главе приведены результаты коррозионных испытаний исследуемой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ

Испытания на общую коррозию стали 03Х13Н10К5М2ЮТ показали, что на всех этапах переработки сталь не склонна к общей коррозии (средняя скорость коррозии не превышала 0,004 г/м2ч).

Проведены коррозионные исследования аустенитной стали 03Х13НЮК5М2ЮТ после различных видов ТМО в водном растворе серной кислоты (20 %-раствор НгвО^ при комнатной температуре электрохимическим методом, позволяющим получать данные, характеризующие механизм протекания коррозионного процесса, определить контролирующий фактор и скорость растворения металла. После закалки сталь имеет структуру однородного у-твердого раствора. Анодные поляризационные кривые закаленной исследуемой стали характеризуют его как материал, склонный к пассивации Нестабильность структурного состояния, полученного в результате холодной пластической деформации отражается и на анодных поляризационных кривых, область пассивации уменьшается В результате заключительной термической обработки -старения, происходит формирование высокопрочного состояния за счет выделения интерметаллидной фазы МА1 На проляризационных кривых наблюдается увеличение зоны пассивности, более положительный стационарный потенциал, наименьший ток начала пассивации и полной пассивации. После заключительной термической обработки исследуемой стали наблюдается сочетание высокой прочности и высокой коррозионной стойкости

Сравнительные коррозионные испытания исследуемой безуглеродистой коррозионностойкой стали 03Х13Н10К5М2ЮТ и промышленной коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т показали, что исследуемая сталь после заключительной термической обработки (закалка + деформация + старение), не уступает по коррозионной стойкости промышленной коррозионностойкой стали.

Изготовление различного медицинского инструмента и его испытание проводили в ПТО «Медтехника» г Казань. Были изготовлены и опробованы микроиглы для офтальмологии, атравматические иглы, микротросики для эндоскопии и другие виды медицинского инструмента. Проведение технологического цикла по изготовлению проволоки конечного диаметра (0,15 мм) из исследуемой аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ позволили существенно сократить число смягчающих термических обработок и тем самым сократить затраты на переработку проволоки.

Проведение полупромышленных стендовых и клинических испытаний мединструмента из разработанной стали показали его высокое качество, функциональные свойства, во многих случаях превосходящие свойства медицинского инструмента, изготовленного из типовых коррозионностойких сталей 40X13 и 12Х18Н10Т.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

Проведенное исследование безуглеродистой метастабильной аустенитной

стали 03Х13Н10К5М2ЮТ позволило сделать следующие выводы:

1 Аустенит исследуемой стали является термически стабильным в широком интервале температур от минус 196 до 1200° С.

2 С точки зрения дальнейшей технологической обработки наилучшей температурой нагрева под закалку является температура 1000.1100° С. Механические свойства при этом составляют: ов = 540 МПа, о0,2 = 245 МПа, 5 = 65 %, ц/ = 85 %. Понижение температуры нагрева под закалку до 800. 850° С ведет к повышению прочности и снижению ресурса пластических свойств, вследствие присутствия в у-твердом растворе охрупчивающих высокотемпературных интерметаллидных фаз. Повышение температуры до 1200° С приводит к росту зерна и появлению 5-феррита.

3 Упрочнение при старении закаленной аустенитной стали незначительное. Прирост твердости при старении 500° С (1 ч) составляет ~ 20 HV.

4 Аустенит исследуемой стали является деформационно-нестабильным и практически полностью превращается в мартенсит деформации при холодной пластической деформации (е » 2,32). Прирост прочностных свойств при этом достигает 960 МПа при достаточно хорошей пластичности.

5 Показано, что обнаруживаемая в стали чрезвычайно высокая пластичность обусловлена совместным действием равномерного скольжения, микродвойникования и мартенситных превращений с оптимальной интенсивностью, обеспечивающей образование субмикрокристаллов мартенсита (20-100 нм)

6 Старение деформированной стали вызывает дополнительное повышение механических свойств, которое связано с процессами распада пересыщенного ОЦК-твердого раствора (мартенсита деформации). Величина значений прочностных свойств зависит от степени деформации. После закалки, деформации е = 2,32 и старения ст„ = 2480 МПа, с0,2 = 1900 МПа, \|/ = 45 % на диаметре проволоки 3 мм, ов = 2850 МПа, > 50 % на диаметре - 0,15 мм

7 Установлено, что фазой, ответственной за упрочнение при старении деформированной исследуемой стали, является интерметаллидная фаза типа NiAl

8 Исследовано влияние лазерной обработки на структуру и свойства исследуемой аустенитной стали 03Х13НЮК5М2ЮТ Установлено1 поверхностный слой зоны термического влияния состоит из 6-феррита, имеющего очень высокие значения микротвердости 550..600 НУ, в то время как микротвердость аустенитной сердцевины составляет 250 HV, В 5-феррите обнаружены дисперсные выделения упорядоченной интермегаллидной фазы типа NiAl.

Отработана технология получения высокопрочной проволоки для медицинского стержневого инструмента, обладающей высокой технологичностью, что позволило сократить число промежуточных термических операций при производстве проволоки. Изготовлена опытная партия, проведены успешные промышленные испытания в ПТО «Медтехника», г. Казань

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Мальцева, JIА Особенности формирования структуры и свойств при термопластической обработке безуглеродистой аустенитной коррозионно-стойкой стали ОЗХ13Н8К5М2Юо,8Т / ЛА Мальцева, H H Озерец, С В Грачев, ТВ Мальцева, О.Я Завьялова//Материаловедение - 2007 -№ 5. - С 38-41

2 Мальцева, ЛА Термопластическая обработка безуглеродистой высокопрочной коррозионностойкой стали 03Х13Н8К5М2ЮТ / Л А Мальцева, С В Грачев, ТВ. Мальцева, H H Озерец, АД Линхард // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ «Металлургия и образование на Урале» - Екатеринбург, 2005 - № 13 (65) -С 183-184.

3 Мальцева, Л А Структура, состав и свойства безуглеродистых высокопрочных коррозионностойких сталей / Л.А Мальцева, Т В Мальцева, H H Озерец, Е А Вязникова, А В Мисарь // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ «Металлургия и образование на Урале». - Екатеринбург, 2005 -№13 (65). - С 185-186

4 Озерец, H H Влияние термопластической обработки на механические свойства и фазовый состав безуглеродистой высокопрочной аустенитной стали 03Х13Н8К5М2Юо,8Т / H H Озерец, Л А. Мальцева H VIII отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ' с б науч тр - Екатеринбург, 2005. - Ч. 1. -С 322

5 Озерец, H H Закономерности формирования микроструктуры и свойств безуглеродистых коррозионно-стойких сталей / H H Озерец, Л А. Мальцева И IX отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ сб. науч. тр -Екатеринбург, 2005 -Ч 4.-С 48-49

6 Мальцева, JI А Способы упрочнения безуглеродистых высокопрочных коррозионностойких сталей на Fe-Cr-Ni основе / Л А Мальцева, С В Грачев, ТВ Мальцева, H H Озерец, ДБ Михеев // 4-я международная научная конференция «Прочность и разрушение материалов и конструкций» мат-лы. Приложение № I к журналу Российской Академии Естествознания «Современные наукоемкие технологии» - Москва, 2005. - С. 11-13

7 Грачев, С В Теплостойкие, коррозионно-стойкие пружинные стали / C.B. Грачев, Л А. Мальцева, Т В. Мальцева, H H. Озерец, О-Я Завьялова // III международная научно-техническая конференция «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» мат-лы - Тюмень, 2005 - С. 7-8.

8 Озерец, H H Влияние термопластической обработки на фазовый состав, структуру и свойства стали 03Х13Н11К5М4ТЮ / H.H. Озерец, Т В Мальцева, Л А Мальцева // Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука Технологии Инновации» мат-лы - Новосибирск, 2006 -С. 190-192

9. Мальцева, Л А Струьпура и свойства аустенитно-ферритных сталей в зависимости от параметров термической и термопластической обработок / Л Л Мальцева, С В Грачев, ТВ Мальцева, Н.Н Озерец // Всероссийская научно-техническая конференция «Наука - производство - технологии - экология» мат-лы - Киров, 2006 -Т 5 -С 97-101 10 Озерец, НН. Исследование структуры поверхностных слоев безуглеродистых коррозионно-стойких сталей после лазерной обработки / H H. Озерец,

АД Линхард, Л.А Мальцева, ТВ Мальцева // VII Международная научно-техническая конференция «Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых» мат-лы - Екатеринбург, 2006 - С 68

11. Озерец, Н.Н Влияние структурного состояния на прочностные свойства стали 03X13H10K5M2K>o,8T/HH. Озерец, ОЛ Завьялова, Л А Мальцева //XI отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сб науч тр Екатеринбург,2006 - 4 2 -С.213-214

12 Мальцева, J1A Структура, свойства и коррозионная стойкость стали ОЗХ13Н8К5М2Юо,8Т/ЛА Мальцева,Н.Н Озерец,НГ Россина,РР Сагутдинов// XVII Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные 90-летию со дня рождения профессора А Н. Орлова мат-лы. - Санкт-Петербург, 2007 - 4 2.-С 209

13 Озерец, НН Эволюция структуры и свойств при деформации высокопрочной нержавеющей стали медицинского назначения / НН Озерец, Л А Мальцева, ИИ Косицына, В А, Завалишин // III Международная школа «Физическое материаловедение» «Наноматериалы технического и медицинского назначения» мат-лы. - Тольятти, 2007 -С 59-61

14 Озерец, Н Н Применение высокопрочных безуглеродистых коррозионно-стойких сталей в качестве композитов / Н.Н Озерец, О Я Завьялова, Л А. Мальцева, С В Грачев, Т В Мальцева // Международная молодежная научная конференция «XIV Туполевские чтения» мат-лы -Казань,2006 -С 183-184

15 Озерец, НН Прочность и пластичность проволоки из безуглеродистой коррозионностойкой стали 03Х13Н8К5М2ЮТ / Н.Н Озерец, ЕА Туева, Л А Мальцева, ТВ Мальцева // VIII Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов-молодых ученых, сб. науч тр -Екатеринбург, 2007 -С 211-212.

16 Озерец, НН Исследование структурных и фазовых превращений при старении стали 03X1ЗН8К5М2ЮТ / НН. Озерец, Л А Мальцева, ТВ Мальцева, В.А Завалишин, В А Шарапова // XIX Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Д Садовского мат-лы -Екатеринбург,2008 -С 87

17 Озерец, НН Структура и механические свойства высокопрочных безуглеродистых коррозионно-стойких сталей после больших деформаций / Н Н Озерец, М Н. Шмелева, Л.А Мальцева // Конференция «Студент и научно - технический прогресс» сб. тез - Екатеринбург, 2004 - С 26-27.

18 Озерец, Н Н Высокопрочные теплостойкие безуглеродистые стали для проволоки и ленты / Н Н. Озерец, И И Гильфанова, Л.А. Мальцева // Студенческая научная конференция «Студент и научно-технический прогресс»- сб тез - Екатеринбург, 2005 -С 31

19 Мальцева, Л А. Изменение структуры и свойств безуглеродистых коррозионностойких сталей при больших деформациях и старении / Л А Мальцева, С В Грачев, ТВ Мальцева, Завьялова ОЛ., H.H. Озерец // X международный семинар «Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов «ДСМСМС-2005» сб тез. - Екатеринбург, 2005. - С 151-152

20 Грачев, С В Влияние термопластических обработок на фазовый состав и структурообразование безуглеродистых коррозионностойких сталей / С.В Грачев, Л.А Мальцева, Т.В. Мальцева, Н Н. Озерец // XVII Российская научно-техническая конференция с международным участием «Неразрушающий контроль и диагностика» сб.тез.-Екатеринбург,2005.-С 68

21 Мальцева, Л А Влияние лазерной обработки на формирование структуры безуглеродистых коррозионно-стойких сталей на Fe-Cr-Ni основе / Л А Мальцева, ТВ Мальцева, НН. Озерец, АД Линхард, ОЛ Завьялова, АД Мисарь // II

международная школа «Физическое материаловедение». XVIII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» сб тез - Тольятти, 2006. - С 181

22 Мальцева, Л А Безуглеродистые коррозионно-стойкие стали для производства проволоки / Л А Мальцева, С В Грачев, ТВ Мальцева, НН Озерец, МИ Рубцова, Е А Вязникова // II международная школа «Физическое материаловедение» XVIII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» сб тез. - Тольятти, 2006 -С 198

23 Мальцева, Л А Фазовые структурные превращения в безуглеродистых коррозионно-стойких стареющих сталях / Л А Мальцева, С В Грачев, Т В Мальцева, Н Н Озерец, И И Гильфанова // II международная школа «Физическое материаловедение» XVIII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов»: сб. тез - Тольятти, 2006 - С 199

24 Мальцева, Л А Влияние деформации и низкотемпературного старения на свойства аустенитных и аустенитно-ферритных сталей / Л.А Мальцева, С В Грачев, Т В Мальцева, Н Н Озерец, О А Завьялова // Ш-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур» сб тез - Москва МИСиС, 2006 - С 38

25 Мальцева, Л А Влияние интенсивных внешних воздействий на структуру и свойства безуглеродистых коррозионно-стойких сталей / Л А Мальцева, С В Грачев, ТВ Мальцева, НН. Озерец, А В Мисарь // XVI Международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» сб тез - Самара, 2006 - С 149

26 Мальцева, Л А Формирование структуры и свойств при термопластической обработке безуглеродистой аустенитной коррозионностойкой стали 03Х13Н8К5М2Юо,8Т / Л.А. Мальцева, НН Озерец, С В Грачев, Т.В Мальцева, О .Я Завьялова // Четвертая международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов» посвященной памяти академика Г В Курдюмова» сб тез -Черноголовка, 2006 - С 131

27 Озерец, Н Н Изменение структуры и свойств безуглеродистой коррозионностойкой аустенитной стали ОЗХ13Н8К5М2Юо,вТ после различных термических обработок / Н Н Озерец, Л А Мальцева // Областной конкурс научно-исследовательских работ студентов ВУЗов и ССУЗов «Научный Олимп». Технические науки II премия, сб. тез - Екатеринбург, 2006 С 5-6

28 Завьялова, ОЛ Влияние термопластических обработок на формирование структуры в метастабильной аустенитной стали / О-Я Завьялова, Л А Мальцева, НН Озерец // Региональная студенческая научная конференция «Студент и научно - технический прогресс» сб тез - Екатеринбург, 2007 г -С 15

29 Попов, НА. Коррозионная стойкость безуглеродистых коррозионно-стойких высокопрочных сталей /НА Попов, Л А Мальцева, Н.Г Россина, Н Н Озерец // Региональная студенческая научная конференция «Студент и научно - технический прогресс» сб тез. - Екатеринбург, 2007 г. - С 14

30 Мальцева, Л А. Влияние структурных превращений на механические свойства стали 03X1ЗН8К5М2ЮТ/Л А Мальцева, НН Озерец, С В Грачев, ТВ Мальцева, ОЛ Завьялова // IV Российская научно-техническая конференция «Физические свойства металлов и сплавов»-сб тез - Екатеринбург, 2007 -С. 199

31 Озерец, НН Влияние термопластической обработки на структурообразование и механические свойства аустенитной стали / НН. Озерец, Л А Мальцева, ЮН Логинов, Т В Мальцева, А В. Левина // V Всероссийская конференция «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» сб тез - Екатеринбург, 2008 -С 206

Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. л. Уч -изд л_Тираж 100_Заказ 122_Цена «С»

Издательство ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 620002, Екатеринбург, ул Мира, 19

Ризография НИЧ ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 620002, Екатеринбург, ул Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

1 СТАЛИ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА.

1.1 Особенности легирования коррозионностойких аустенитных сталей.

1.2 Механизмы упрочнения аустенитных сталей.

1.3 Коррозионностойкие стали аустенитного класса.

1.3.1 Стабильные аустенитные стали.

1.3.2 Нестабильные аустенитные стали.

1.4 Аустенитные стали, содержащие азот.

1.5 Аустенитные стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением.

1.6 Постановка задачи исследования.

2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА

БЕЗУГЛЕРОДИСТОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 03Х13Н10К5М2ЮТ.

3.1 Выбор температурных режимов закалки.

3.2 Влияние пластической деформации на структуру и свойства стали

3.3 Влияние нагружения на изменение механических свойств исследуемой стали.

3.4 Влияние последеформационного старения на структуру и свойства.

4 ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИССЛЕДУЕМОЙ СТАЛИ.

5 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОПЫТНОЙ ПАРТИИ ПРОВОЛОКИ

И МЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 03Х13Н10К5М2ЮТ.

5.1 Коррозионная стойкость исследуемой аустенитной стали

03X1ЗН10К5М2ЮТ.

Создание новой техники и передовой технологии непосредственно связано с развитием и качественным улучшением свойств и служебных характеристик материалов. Среди них особое место занимают стали и сплавы для пружин, упругих элементов и медицинского инструмента. Специфические условия работы большинства упругих элементов, а также стержневого медицинского инструмента требуют применения сталей и сплавов с высоким уровнем прочностных и упругих свойств, достаточной пластичностью и повышенной коррозионной стойкостью.

Основой при разработке коррозионностойких сталей является система Ре-Сг, которую для обеспечения требуемого комплекса свойств дополнительно легируют такими элементами, как №, 14, Мо, Т\ и др.

Для изготовления упругих элементов, пружин и стержневого медицинского инструмента, обладающих рядом специальных свойств (теплостойкость, сопротивление коррозии) широкое применение получили стали аустенитного класса. Особенность этих сталей состоит в том, что они сочетают высокую прочность и повышенную релаксационную стойкость в различном диапазоне температур. Большое значение имеет достаточно хорошая технологичность указанных сталей, позволяющая использовать для их упрочнения термомеханическую обработку с большими суммарными степенями обжатия. В качестве материала для упругих элементов и мединструмента используют коррозионностойкие хромоникелевые аустенитные стали типа 18-8, а также стали мартенситного класса 30X13, 40X13. Однако, несмотря на известные достоинства, указанные стали уже не могут в полной мере соответствовать растущим требованиям, предъявляемым к медицинскому инструменту. Они имеют недостаточно высокий уровень механических свойств и коррозионной стойкости, а также имеют недостаточную технологичность, особенно при изготовлении проволоки тонких и тончайших сечений.

В связи с этим представляется актуальным решение задачи по разработке составов и технологии термомеханической обработки высокопрочной коррозионностойкой безуглеродистой алюминийсодержащей метастабильной аустенитной стали на Ре-Сг-№ основе, обладающей высокой пластичностью и технологичностью, что позволило бы сократить число технологических переделов и получить в структуре деформированной стали мартенсит деформации. Дополнительное повышение прочностных свойств может быть достигнуто в результате последующего старения. Актуальной задачей исследования является также разработка поверхностного упрочнения, значительно повышающего твердость и износостойкость инструмента закаленной стали.

Целью настоящей работы является изучение влияния термомеханической обработки на фазовый состав, структуру и физико-механические свойства коррозионностойкой высокопрочной аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ, а также разработка технологических режимов обработки данной стали, применительно к стержневому медицинскому инструменту и упругим элементам.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней исследованы фазовые превращения и структурообразование разработанной стали в широком интервале температур. Показано, что достижение высокопрочного состояния в данной стали осуществляется за счет различных механизмов:

• собственно пластической деформации, как скольжением, так и микродвойникованием;

• влияние ТРИП эффекта, позволяющего применять высокие суммарные степени деформации и, как следствие этого, получать измельченную кристаллическую структуру мартенсита деформации до нанокристаллического уровня;

• последеформационного старения с выделением интерметаллидных фаз из

ОЦК-фазы.

Определено, что фазой ответственной за упрочнение при старении является №А1.

Установлено, что лазерная обработка с оплавлением приводит к существенному увеличению твердости поверхностного слоя вследствие образования 8-феррита, с имеющейся в нем упорядоченной интерметаллидной фазой №А1.

Практическая значимость настоящей работы связана с разработкой технологии получения высокопрочной проволоки из безуглеродистой метастабильной аустенитной стали, которая позволила существенно сократить число технологических переделов, а также повысить служебные характеристики упругих элементов, работающих в широком интервале температур и качество стержневого медицинского инструмента для микрохирургии. Полученный из исследуемой стали медицинский микроинструмент позволит избавиться от импортных поставок и перейти на более дешевый отечественный инструмент, имеющий не только меньшую стоимость, но и более высокие технологические и функциональные свойства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на 14 международных, 5 всероссийских научно-технических конференциях, семинарах и школах, в их числе:

• 4-я международная научная конференция «Прочность и разрушение материалов и конструкций (Москва, 2005);

• X международный семинар «Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов. ДСМСМС-2005 (Екатеринбург, 2005);

• III международная научно-техническая конференция «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (Тюмень, 2005);

• II международная школа «Физическое материаловедение». XVIII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Тольятти, 2006);

• XVI международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006);

• Четвертая международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов» посвященной памяти академика Г.В. Курдюмова» (Черноголовка, 2006);

• Международная молодежная научная конференция «XIV Туполевские чтения» (Казань, 2006);

• VII и VIII международная научно-техническая конференция «Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых» (Екатеринбург, 2006,2007);

• XVII Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные 90-летию со дня рождения профессора А.Н. Орлова (Санкт-Петербург, 2007);

• III международная школа «Физическое материаловедение». «Наноматериалы технического и медицинского назначения» (Тольятти, 2007);

• XIX Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Д. Садовского (Екатеринбург, 2008); • XVII Российская научно-техническая конференция с международным участием «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург, 2005);

• Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2006);

• Ш-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур» (Москва: МИСиС, 2006);

• Всероссийская научно-техническая конференция «Наука - производство -технологии - экология» (Киров, 2006);

• IV Российская научно-техническая конференция «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2007).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликована 31 научная работа, из них: 3 - статьи в ведущих рецензируемых журналах по перечню ВАК; 13 - статьи в сборниках научных трудов; 15 - работы, опубликованные в сборниках докладов и тезисов международных и всероссийских конференций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Работа изложена на 117 страницах, содержит 46 рисунков, 6 таблиц и библиографический список из 109 источников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе рассмотрены вопросы, связанные с изучением фазового состава, структуры и свойств метастабильной аустенитной стали, находящей широкое применение в технике в качестве изделий, получаемых холодной пластической деформацией, в том числе проволока, микропроволока.

Проведенное исследование безуглеродистой метастабильной аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ позволило сделать следующие выводы:

1. Аустенит исследуемой стали является термически стабильным в широком интервале температур от минус 196 до 1200° С.

2. С точки зрения дальнейшей технологической обработки наилучшей температурой нагрева под закалку является температура 1000. 1100° С. Механические свойства при этом составляют: ав = 540 МПа, 0(3,2 = 245 МПа, 5 = 63 %, \|/ = 83 %. Понижение температуры нагрева под закалку до 800.850° С ведет к повышению прочности и снижению ресурса пластических свойств, вследствие присутствия в у-твердом растворе охрупчивающих высокотемпературных интерметаллидных фаз. Повышение температуры до 1200° С приводит к росту зерна и появлению 5-феррита.

3. Упрочнение при старении закаленной аустенитной стали незначительное. Прирост твердости при старении 500° С (1 ч) составляет ~ 20 НУ.

4. Аустенит исследуемой стали является деформационно-нестабильным и практически полностью превращается в мартенсит деформации при холодной пластической деформации волочением (е «2,32). Прирост прочностных свойств при этом достигает 960. 1100 МПа (в зависимости от конечного диаметра) при достаточно хорошей пластичности.

5. Показано, что обнаруживаемая в стали чрезвычайно высокая пластичность обусловлена совместным действием равномерного скольжения, микродвойникования и мартенситных превращений с оптимальной интенсивностью, обеспечивающей образование субмикрокристаллов (наноструктуры) мартенсита 20-100 нм.

6. Старение деформированной стали вызывает дополнительное повышение механических свойств, которое связано с процессами распада пересыщенного ОЦК-твердого раствора (мартенсита деформации). Величина значений прочностных свойств зависит от степени деформации и от масштабного фактора. После закалки, деформации е = 2,32 и старения при 500° С (1 ч) ав = 2480 МПа, о0,2 = 1900 МПа, = 45 % на диаметре Змм; ав = 2850 МПа, на диаметре 0,15 мм. Пластичность тончайшей проволоки, оцениваемая по разрыву с узлом, остается на достаточно высоком уровне (Рузл >50 %).

7. Установлено, что фазой, ответственной за упрочнение деформированной исследуемой стали при старении, является интерметаллидная фаза типа №А1.

8. Проведены сравнительные испытания на коррозионную стойкость исследуемой стали в сравнении с промышленными коррозионностойкими сталями 12Х18Н10Т и 40X13, которые показали, что исследуемая сталь не уступает по коррозионной стойкости промышленным сталям.

9. Исследовано влияние лазерной обработки на структуру и свойства исследуемой аустенитной стали 03Х13Н10К5М2ЮТ. Установлено: поверхностный слой зоны термического влияния состоит из 5-феррита, имеющего очень высокие значения микротвердости 550.600 НУ, в то время как микротвердость аустенитной сердцевины составляет 250 НУ. В 5-феррите обнаружены дисперсные выделения упорядоченной интерметаллидной фазы типа №А1.

10. Отработана технология получения высокопрочной проволоки для медицинского стержневого инструмента, обладающей высокой технологичностью, что позволило сократить число промежуточных термических операций при производстве проволоки. Изготовлена опытная партия, проведены успешные промышленные испытания в ПТО «Медтехника», г. Казань.

1. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин. -М. : Машиностроение, 1986. -384 с.

2. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие жаростойкие и жаропрочные. Марки. Введен 1975-01-01. - М. : Издательство стандартов, 1994. - 60 с.

3. Ульянин, Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы. Справочник / Е.А. Ульянин. М. : Металлургия, 1991. - 256 с.

4. Гольдштейн, М.И. Специальные стали. — 2-е изд., перераб. и дополн. / М.И. Гольдштейн, C.B. Грачев, Ю.Г. Векслер. М. : МИСИС, 1999. - 408 с.

5. Бабаков, A.A. Коррозионностойкие стали и сплавы / A.A. Бабаков, М.В. Приданцев. М. : Металлургия, 1971. - 319 с.

6. Фетисов, Г.П. Материаловедение и технология металлов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; под ред. Г.П. Фетисова. М. : Высшая школа, 2002. - 638 с.

7. Братухин, А.Г. Высокопрочные коррозионно-стойкие стали современной авиации / А.Г. Братухин и др.. М. : Изд-во МАИ, 2006. — 656 с.

8. Вороненко, Б.И. Современные коррозионно-стойкие аустенитно-ферритные стали (обзор) / Б.И. Вороненко // МиТОМ, 1997, № 10. С. 20-29.

9. Czyzowics, S. Charakterystyka stali odpornych na korozje о strukturze austenityczno-ferrytycznej / S. Czyzowics // Pr. Inst. met. Zelaza, 1984, V. 36, №3-4.-P. 108-116.

10. Потак, Я.М. Высокопрочные стали / Я.М. Потак. M. : Металлургия, 1972.-208 с.

11. Фельдгандлер, Э.Г. Современные коррозионностойкие стали и сплавы для сред различной агрессивности / Э.Г. Фельдгандлер, H.A. Сорокина, Т.В. Свистунова, Ф.Л. Левин // Проблемы современной металлургии: сб. трудов под ред. Н.П. Лякишева, 1983. С. 160-168.

12. Лахтин, Ю.М. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений. — 3-е изд., перераб. и доп. / Ю.М. Лахтин,

13. B.П. Леонтьева. — М. : Машиностроение, 1990. 528 с.

14. Перкас, М.Д. Высокопрочные мартенситностареющие стали / М.Д. Перкас, В.М. Кардонский. М. : Металлургия, 1970. - 224 с.

15. Грачев, C.B. Теплостойкие и коррозионностойкие пружинные стали /

16. C.B. Грачев, В.Р. Бараз. М. : Металлургия, 1989. - 144 с.

17. Сокол, И .Я. Структура и коррозия металлов и сплавов: атлас. Справ, изд. / И.Я. Сокол, Е.А. Ульянин, Э.Г. Фельдгандлер и др. — М. : Металлургия, 1989. - 400 с.

18. Патент 2035524. Россия. Коррозионно-стойкая сталь; опубл. 20.05.1995. кл. С 22 С 38/58.

19. Тарасенко, Л.В. Фазовый состав и упрочнение сталей системы Fe-Cr-Ni-Со-Мо с мартепситно-аустенитной структурой / Л.В. Тарасенко,

20. A.Б. Шалькевич // МиТОМ, 2007, № 4. С. 32-37.

21. Banarjee, B.R. а. о. Metal. Sei. J. 1968, v. 2, p. 76.

22. Путин, В.Г. Электронно-микроскопическое исследование аустенитных стареющих сталей на Fe-Ni-Mn основе с карбидно-интерметаллидным упрочнением / В.Г. Пушин, H.A. Терещенко, P.P. Романова,

23. B.В. Сагарадзе, А.И. Уваров // ФММ, 1984, Т. 57, вып. 2. С. 319-328.

24. Рахштадт, А.Г. Пружинные стали и сплавы. — 3-е изд., перераб. и дополн. / А.Г. Рахштадт. М. : Металлургия, 1982. - 400 с.

25. Бараз, В.Р. Деформационно-стареющие аустенитные стали для упругих элементов / В.Р. Бараз // В кн.: Структура и физико-механические свойства немагнитных сталей. — М. : Наука, 1986. — С. 45-49.

26. Васильев, В.Р. Структурные превращения в сплаве 40КХНМ при деформации и отпуске / В.Р. Васильев, A.M. Глезер, Е.К. Захаров, Ж.П. Пастухова, А.Г. Рахштадт // ФММ, 1979, Т.48, вып. 1. С. 115-122.

27. Васильев, В.Р. Упрочнение пружинного сплава 40КНХМ / В.Р. Васильев, A.M. Глезер, Е.К. Захаров, Ж.П. Пастухова, А.Г. Рахштадт // В кн.: Термическое и термомеханическое упрочнение металлов. М. : МДНТП, 1978.-С. 152-153.

28. Спиридонов, В.Б. Упрочнение хромоникелевых сталей с нестабильным аустенитом / В.Б. Спиридонов, JI.H. Кузьминская, Ю.П. Гордеев // МиТОМ, 1973, № 4. С. 2-9.

29. Демчук, И.С. Наследование мартенситом деформации исходной структуры аустенита / И.С. Демчук, В.И. Крахмалев // МиТОМ, 1979, № 11.-С. 18-19.

30. Спиридонов, В.Б. Упрочнение хромоникелевых сталей при низкотемпературной деформации / В.Б. Спиридонов, Ю.П. Гордеев, Б.Н. Подгорский. МиТОМ, 1976, № 5. - С. 25-30.

31. Грачев, C.B. Влияние температуры аустенитизации на процессы старения мартенситностареющей стали. / C.B. Грачев, JI.A. Мальцева // Металлы, 1992, №3.-С. 84-88.

32. Колпашников, А.И. Высокопрочная нержавеющая проволока / А.И. Колпашников, A.C. Белоусов, В.Ф. Мануйлов. М. : Металлургия, 1971.-184 с.

33. Уваров, А.И. Влияние стабильности аустенита на механические свойства немагнитных стареющих сталей и сплавов / А.И. Уваров // В кн.: Высокопрочные немагнитные стали. — М. : Наука, 1978. С. 192-200.

34. Kawabata, Y. The effect of strength and work hardening characteristics on the head-ability of austenitic stainless steel wires / Y. Kawabata, T. Nishimura, T. Wakamiya, Y. Vamaoka // Iron and Steel Inst. Jap. 1975, 61, № 8. P. 2028-2037.

35. Пушин, В.Г. Влияние старения и пластической деформации на структуру и механические свойства сплава Н15Х5ГЗТЗ с метастабильным аустепитом / В.Г. Пушин, P.P. Романова, A.M. Уваров, А.Н. Барановский // ФММ, 1988, т. 49, вып. 2. С. 372-382.

36. Гуляев, А.П. Пути повышения прочности проволоки из нержавеющих сталей/А.П. Гуляев, В.М. Афонина // МиТОМ, 1971, № 11. С. 5-10.

37. Нижник, С.Б. Диаграммы деформирования и стуктура нержавеющих сталей переходного класса / С.Б. Нижник, Н.И. Черняк // Проблемы прочности, 1974, № 4. С. 70-73.

38. Бернштейн, M.JT. Строение кристаллической решетки мартенсита, полученного деформацией метастабильной аустенитной стали 70Х5Г4 / M.JT. Бернштейн, JI.M. Капуткина, A.M. Глушец, A.M. Панов // ФММ, 1978, Т. 46, вып. 1.-С. 121-131.

39. Утевский, JI.M. О дислокационной структуре деформированного аустенита и её «наследовании» мартенситом / JI.M. Утевский, Ф.Р. Хамитов // МиТОМ, 1966, № 4. С. 4-6.

40. Бараз, В.Р. К вопросу о расслоении высокопрочной проволоки из аустенитных сталей / В.Р. Бараз, А.Н. Богомолов, А.Р. Бараз // Известия вузов. Черная металлургия, 1985, № 4. С. 80-84.

41. Сагарадзе, В.В. Упрочнение аустенитных сталей / В.В. Сагарадзе, А.И. Уваров. -М. : Наука, 1989. 270 с.

42. Уваров, А.И. Влияние холодной деформации на структуру и механические свойства нержавеющих сталей Fe-Ni-Cr-Ti со стабильным и метастабильным аустенитом / А.И. Уваров, В.Г. Пушин // ФММ, 1990, №9.-С. 161-166.

43. Банных, O.A. Дисперсионно-твердеющие немагнитные ванадий-содержащие стали / O.A. Банных, В.М. Блинов. — М. : Наука, 1980. 190 с.

44. Романова, P.P. Структура и механические свойства аустенитных никелевых и марганцевых сталей, упрочняемых карбидом ванадия / P.P. Романова, В.Г. Пушин, А.Н. Уксусников, H.H. Буйнов // ФММ, 1981, Т. 51, вып. 6.-С. 1263-1273.

45. Амигуд, Г.Г. Интерметаллидное упрочнение немагнитных (у+в) Fe-Mn сталей / Г.Г. Амигуд, М.А. Филиппов, М.С. Хадыев, О.Г. Соколов // В кн.: Структура и физико-механические свойства немагнитных сталей. — М. : Наука, 1986.-С. 67-70.

46. Филипов, М.А. Фазовые превращения и упрочнение дисперсионно-твердеющих высоко марганцевых сталей, содержащих е-мартенсит / М.А. Филиппов, М.С. Хадыев, Г.Г. Амигуд и др. // Изв. АН СССР. Металлы, 1982, №5.-С. 175-181.

47. Терещенко, H.A. Стареющие стали со структурой е-мартенсита / H.A. Терещенко, В.В. Сагарадзе, А.И. Уваров, К.А. Малышев // ФММ, 1982, Т. 53, вып. 1.-С. 124-130.

48. Караваева, В.В. Исследование дисперсионного твердения стали ЭИ 702 при помощи испытаний на растяжение /В.В. Караваева, В.Ф. Суховаров // Известия вузов. Физика, 1967, № 7. С. 34-40.

49. Сагарадзе, В.В. Дисперсионно-твердеющая аустенитная сталь для реактивов на быстрых нейтронах / В.В. Сагарадзе, Б.Н. Гощицкий, В.Л. Арбузов, Ю.Н. Зуев // МиТОМ, 2003, № 8. С. 13-19.

50. Сольц, В.А. Влияние Мо на свойства сплава 36НХТЮ (ЭИ 702) / В.А. Сольц, Л.Т. Носань // В кн.: Прецизионные сплавы. М. : Металлургиздат, 1959, №22.-С. 91-104.

51. Grachov, S.V. Thermomechanical treatment of age hardening austenitic steels / S.V. Grachov, V.R. Baras // Ind. Heat., 1980. V. 47. № 10. P. 20-23.

52. Бараз, В.Р. Релаксационная стойкость и сопротивление усталостному разрушению пружинной аустенитной стали / В.Р. Бараз, В.В. Покачалов, C.B. Грачев // Известия вузов. Черная металлургия, 1983, № 6. С. 87-89.

53. Бараз, В.Р. Термомеханическое упрочнение стабильных и метастабильных аустенитных сталей / В.Р. Бараз, C.B. Гладковский, Е.А. Ишина // МиТОМ, 2005, № 12 (606). С. 24-27.

54. Бараз, В.Р. Нержавеющие аустенитные стали для высокопрочных и релаксационных упругих элементов и медицинских инструментов / В.Р. Бараз, C.B. Грачев // МиТОМ, 1982, № 7. с. 54-55.

55. Химушин, Ф.Ф. Нержавеющие стали / Ф.Ф. Химушин. — М. : Металлургия, 1976. 798 с.

56. Бараз, В.Р. Упрочнение проволоки из метастабильных аустенитных сталей при термомеханической обработке / В.Р. Бараз, А.Н. Богомолов, А.Н. Маханьков и др. // В кн.: Термическая обработка и физика металлов. — Свердловск : УПИ, 1984, вып. 9. С. 46-51.

57. Бараз, В.Р. Влияние старения на свойства деформированных нержавеющих аустенитных сталей / В.Р. Бараз, C.B. Грачев, JI.E. Попова, Э.Б. Аджи-Асан // В кн.: Термическая обработка и физика металлов. -Вып. 2. Свердловск: изд. УПИ, 1976. - С. 23-27.

58. Бядретдинова, М.А. Высокопрочные экономнолегированные нержавеющие пружинные сплавы / М.А. Бядретдинова, Е.К. Захаров // Сталь, 1983, №4. -С. 70-71.

59. Faure, H.A. // Stahl und eisen. 1993, V. 113, N 6. S. 103.

60. Костина, M.B. Легированные азотом хромистые коррозионно-стойкие стали нового поколения / М.В. Костина, O.A. Банных, В.М. Блинов, A.A. Дымов // Материаловедение, 2001, № 2. С. 35-44.

61. Базалеева, К.О. Механизмы влияния азота на структуру и свойства сталей (обзор) / К.О. Базалеева // МиТОМ, 2005, № 10 (604). С. 17-24.

62. Рашев, Ц.В. Высокоазотистые стали. Металлургия под давлением / Ц.В. Рашев. София : Издательство Болгарской академии наук «Проф. Марин Дринов», 1995.-268 с.

63. Hofmann H .J. Maschinenmarkt, 1983. Bd. 89. №45. S. 1038-1039.

64. Speidel, M.О. National scientific and technical conference with international participation «IINS 90», Stahl U. Eisen, 1990. P. 128-139.

65. Uggowitzer P.J., Speidel M.O. National scientific and technical conference with international participation «HNS 90», Stahl U. Eisen, 1990. P. 156-160.

66. Stein G. National scientific and technical conference with international participation «HNS 88», Lil, France.

67. Stein G. National scientific and technical conference with international participation «HNS 90», Stahl U. Eisen, 1990. P. 258-268.

68. Bannykh, O.A. Prepicipition hardening of non. magnetic vanadium steels / O.A. Bannykh, V.M. Blinov. Moscow : Nauka, 1980. - 196 c.

69. Рашев, Ц.В. Производство легированной стали / Ц.В. Рашев. М. : Металлургия, 1981. — 246 с.

70. Клековкин, А.А. Нержавеющие стальные армирующие волокна / А.А. Клековкин, А.А. Михеев, А.Ф. Петраков и др. // МиТОМ, 1983, № 2. С. 41-43.

71. Алексеева, Н.Г. Новые экономнолегированные немагнитные стали на хромомарганцевой основе для упругих элементов / Н.Г. Алексеева, JT.B. Барсегьян, В.М. Блинов, А.Г. Рахштадт // В кн.: Высокопрочные аустенитные стали. — М. : Наука, 1987. С. 17-25.

72. Банных, О.А. Высокопрочная экономнолегированная Cr-Mn-Si-N сталь для упругих элементов / О.А. Банных, Н.А. Клековкина, A.M. Углова // В кн.: Структура и физико-механические свойства немагнитных сталей. — М. : Наука, 1986.-С. 49-53.

73. Голованенко, С.А. Коррозионностойкие стали для высокопрочных тросов и проволоки / С.А. Голованенко, JI.A. Писаревский // В кн.: Проблемы современной металлургии. -М. : Металлургия, 1983. С. 153-159.

74. Попов, A.A. Влияние деформации на формирование тонкой структуры аустенитных сталей с карбидным упрочнением / A.A. Попов, В.М. Фарбер // Известия вузов. Черная металлургия, 1975, № 10. — С. 107-111.

75. Тарасенко, JI.B. Процессы фазовой нестабильности в жаропрочных сталях при длительных нагревах / JI.B. Тарасенко, В.И. Титов // МиТОМ, 2005, № 12 (606).-С. 10-15.

76. Тарасенко, JI.B. Структура, состав интерметаллидных фаз и свойства стали 00X11Н10М2Т / Л.В. Тарасенко, Н.В. Звигинцев, В.И. Титов, З.М. Рулина, М.С. Хадыев // ФММ, 1985, Т. 59, вып. 3. С. 551-558.

77. Сокол, И.Я. Двухфазные стали / И .Я. Сокол. — М. : Металлургия, 1964. -215 с.

78. Пат. 2252977 Российская Федерация. Высокопрочная коррозионностойкая аустенитная сталь / Грачев C.B., Мальцева JI.A., Мальцева Т.В., Юрин C.B.; опубл. 27.05.2005. Бюл. № 15. 4 с.

79. Утевский, JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении / JI.M. Утевский. М. : Металлургия, 1973. - 584 с.

80. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. — 3-е изд. / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, JI.H. Расторгуев. М. : МИСИС, 1994.-328 с.

81. Тушинский, Л.И. Методы исследования материалов: структура, свойства, процессы нанесения неорганических покрытий / Л.И. Тушинский, A.B. Плохов, А.О. Токарев, В.И. Синдеев. -М. : Мир, 2004. 384 с.

82. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндландт. М. : Мир, 1978.-526 с.

83. Смирнов, C.B. Метод определения диаграмм упрочнения отдельных структурных составляющих в многокомпонентных системах / C.B. Смирнов, В.П. Швейкин // ФММ, 1995, т. 80, Вып. 1. С. 145-151.

84. Банных O.A. Прямое и обратное упругое последействие пружинной ленты из азотсодержащей стали Х21Г10Н7МБФ / O.A. Банных, C.B. Грачев, Л.А. Мальцева, В.М. Блинов, М.В. Костина, H.H. Озерец // МиТОМ, 2006, № 1. С. 8-11.

85. Хоникомб, Р. Пластическая деформация металлов / Р. Хоникомб. — М. : Мир, 1972.-408 с.

86. Бараз, В.Р. Прочность и релаксационная стойкость пружинных сталей на аустенитной основе. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Владислав Рувимович Бараз. — Свердловск, 1983.

87. Лашко, Н.Ф. Фазовый анализ и структура аустенитных сталей / Н.Ф. Лашко, H.H. Еремин. -М. : Машгиз, 1957. 236 с.

88. Штейнберг, М.М. Упрочнение нержавеющих сталей при деформации, мартенситном превращении и старении / М.М. Штейнберг, Ю.Н. Гойхенберг, М.А. Смирнов, Д.А. Мирзаев // МиТОМ, 1972, № 7. С. 24-27.

89. Ильичев, В.Я. Кинетика фазового превращения мартенситного типа в монокристаллах сплава 000X18Н10 при низких температурах / В.Я. Ильичев, Л.В. Скибина // В кн. : низкотемпературное и вакуумное материаловедение; вып. 3. Харьков, 1973. — С. 56-61.

90. Schumann, H. yerformungsinduzierte Martensitbildung in metastabilen austenitischen Stahlen / H. Schumann // Krist. And Techn., 1975, 10, № 4. -S. 401-411.

91. Külz, B.H. Einige Besichtspunkte zur Kaltumformung metastabiler austenitischer Stahle / B.H. Külz // Neue Hutte, 1980, 25, № 4. S. 149-150.

92. Вишняков, Я.Д. Превращения в металлах с различной энергией дефектов упаковки / Я.Д. Вишняков, Г.С. Фанштейн. М. : Металлургия, 1981. -136 с.

93. Носкова, Н.И. О влиянии дефектов упаковки на образование мартенсита деформации / Н.И. Носкова, К.А. Малышев // ФММ, 1979, Т. 48, № 4. С. 872-876.

94. Чертоусов, В.А. Некоторые особенности фазового состава и структура холоднотянутой проволоки из нержавеющих сталей / В.А. Чертоусов, В.Д. Калугин, И.И. Крымчанский // Сталь, 1970, № 12. С. 1138-1140.

95. Перлин, И.Л. Теория волочения / И.Л. Перлин, М.З. Ерманок. — М.: Металлургия, 1971. 448 с.

96. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов и сплавов / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1979. — 393 с.

97. Бокштейн, С.З. Строение и свойства металлических сплавов / С.З. Бокштейн. -М.: Металлургия, 1971. 496 с.

98. Скибина, Л.В. Влияние фазового превращения мартенситного типа на характер пластической деформации монокристаллов сплава 000X18Н10 при низких температурах / Л.В. Скибина, В.Я. Ильичев, В.А. Лотоцкая // ФММ, 1978, Т. 37, вып. 5. С. 1043-1050.

99. Зельдович, В.И. О дилатометрическом эффекте в текстурованном железоникелевом сплаве при а—>у превращении / В.И. Зельдович, И.П. Сорокин // ФММ, 1966, Т. 21, вып. 2. С. 223-227.

100. Бараз, В.Р. Прочность и релаксационная стойкость пружинных сталей на аустенитной основе: дис. на соискание ученой степени док. техн. наук 05.16.01 / Владислав Рувимович Бараз; Уральский политехнический институт. Свердловск, 1983. - 358 с.

101. Тавадзе, Ф.И. Коррозионная стойкость титановых сплавов / Ф.И. Тавадзе, С.Н. Мандтгаланзе. М.: Металлургия, 1983. — 168 с.