ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ АУСТЕНИТНОЙ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ ДЛЯ АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Abstract

Аустенитную коррозионно-стойкую сталь 08Х18Н10Т (AISI 321), стабилизированную титаном, используют для изготовления оборудования и трубопроводов атомной энергетики. Одним из требований, предъявляемых к трубной продукции для атомных реакторов, является высокое значение предела текучести, измеряемого при температуре 350 °С, в состоянии после окончательной обработки на твердый раствор (аустенитизации) в интервале температур 1020–1080 °C. В статье проведен обзор научной литературы, посвященной способам повышения предела текучести рассматриваемой стали. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что холодная деформация стали 08Х18Н10Т ускоряет выделение дисперсных частиц карбида титана, сдерживающих статическую рекристаллизацию при последующем нагреве. С другой стороны, с повышением степени деформации возрастает движущий стимул рекристаллизации. Поэтому во избежание статической рекристаллизации в процессе аустенитизации и для обеспечения повышенного предела текучести величина предварительной деформации должна быть ограничена так, чтобы рост движущей силы рекристаллизации не перекрыл сдерживающий эффект от выделений дисперсных карбидов. Пластическая деформация стали 08Х18Н10Т в интервале температур 800–900 °C сопровождается динамическим возвратом и обеспечивает более стабильную к нагреву дислокационную структуру, способную задерживать рекристаллизацию в интервале температур аустенитизации. Увеличение размера зерна аустенита дополнительно подавляет статическую рекристаллизацию и процессы разупрочнения при отжиге. Однако в крупнозернистой стали в ходе деформации в интервале температур 800–850 °С возможно выделение карбидов хрома, снижающих сопротивление межкристаллитной коррозии. Стабилизирующий отжиг, выполняемый для повышения стойкости стали против межкристаллитной коррозии, может одновременно увеличивать прочностные характеристики стали 08Х18Н10Т за счет дисперсионного упрочнения, обусловленного выделениями частиц карбидов титана. Эффективным способом повышения прочностных характеристик рассматриваемой стали является сочетание предварительной теплой деформации с последующим стабилизирующим отжигом. В этом случае обеспечивается одновременное действие двух механизмов упрочнения (деформационного и дисперсионного), которые, по литературным данным, приводят к значительному повышению предела текучести, измеренному при температуре 350 °C. Отмечено, что в качестве перспективного материала для атомной энергетики рассматривается сталь 08Х18Н10Т, микролегированная бором в количестве ~0,003 % (мас.). Микродобавки бора не только обеспечивают повышение предела текучести, но и уменьшают склонность стали к межкристаллитной коррозии.