» » Структурные диаграммы хромомарганцевых и хромомарганцевоникелевых сталей
26.10.2015

Сохранение двухфазной структуры после высокотемпературных нагревов является необходимым условием получения высокой пластичности феррито-аустенитных сталей, применяемых, в основном, для сварной аппаратуры. Поэтому наибольший практический интерес могут представлять стали, сохраняющие двухфазность во всем температурном интервале.
В зависимости от химического состава и температуры соотношение структурных составляющих — феррита и аустенита в двухфазных нержавеющих сталях, в том числе и исследованных, изменяется в широком диапазоне
Изучение фазового состава опытных сталей в зависимости от степени легирования (хромом, марганцем, никелем) и температуры (800—1200° С) позволило определить границу двухфазной (α+γ) и однофазной (α) областей в системах железо-хром-марганец и железо-хром-марганец-никель (2%).
На рис. 12 приведены политермические разрезы этих систем при переменном содержании хрома и постоянном (для каждого графика) содержании марганца.
Структурные диаграммы хромомарганцевых и хромомарганцевоникелевых сталей

Сравнение двух систем показывает, что добавка 2% никеля (рис. 12, б) сдвигает границу между областями α+γ и α-фаз в сторону более высоких концентраций хрома. Так, без добавок никеля при комнатной температуре граница двухфазной α+γ-области распространяется до 19% хрома, добавка 2% никеля сдвигает ее почти до 24% хрома.
Марганец в количестве до 8%, в отличие от никеля, не оказывает существенного влияния на положение границ между α- и α+γ-областями по концентрации хрома (рис. 12, а, б). Тем не менее, не следует заключать, что аустенитообразующее действие марганца в этих сталях не проявляется: марганец расширяет α+γ-область в сторону высоких температур. Так, безникелевая сталь, содержащая 18% хрома и 4% марганца, при 1100° C находится в однофазной a-области, увеличение марганца до 8% сохраняет в ней двухфазную структуру при этой температуре.
В присутствии 2% никеля действие марганца проявляется более эффективно. Так, в той же стали (18% хрома и 4% марганца), но с добавкой 2% никеля двухфазная структура сохраняется до 1200° С, а увеличение содержания магранца до 8% расширяет область двухфазных структур как по температуре (выше 1200° С), так и по концентрации хрома (до 20%). При низких температурах марганец не расширяет α+γ-область и не компенсирует, подобно никелю, ферритообразующего действия хрома.
Таким образом, двухфазность в исследованном температурном интервале можно сохранить лишь в хромомарганцевых сталях с добавкой никеля.
Из рассмотрения структурных диаграмм, отображающих фазовое состояние сталей в зависимости от легирования и температуры, следует, что заданному требованию удовлетворяют стали, содержащие 18—20% хрома, 6—8% марганца и 2% никеля.