Новые исследования
 

Одним из перспективных способов повышения функциональных свойств сталей является метод «внутреннего» азотирования. Образующаяся в результате этого процесса зона «внутреннего» азотирования состоит из дисперсных частиц термодинамически стабильных нитридов, распределенных в матрице, которые стабилизируют структуру при повышенных температурах, обеспечивая эффективное упрочнение.

 

На кафедре МиФП разработана и опробована экспериментальная методика упрочнения листовых образцов из ферритной нержавеющей стали 08Х17Т методом высокотемпературного «внутреннего» азотирования. Проведен анализ химического состава азотированных образцов методом газового атомно-эмиссионного анализа, анализ микроструктуры методом оптической и просвечивающей электронной микроскопии, измерение микротвердости (при комнатной температуре) и испытание на растяжение при комнатной и повышенной температурах.

 

Показано, что при высокотемпературном азотировании тонколистовых образцов из сталей 08Х17Т и 15Х25Т обеспечивается эффективное равномерное упрочнение всего объема материала при сохранении удовлетворительного запаса пластичности при температурах испытания от 20 до 700 ºС.

 

Подробнее о результатах исследований в этой области можно ознакомиться в следующих работах:

  1. В.М. Хаткевич, С.А. Никулин, С.О. Рогачев, А.Б. Рожнов, Е.С. Турилина. Упрочнение стали 08Х17Т методом высокотемпературного «внутреннего» азотирования // Сборник трудов VI-ой Евразийской научно-практической конференции "Прочность неоднородных структур" (ПРОСТ 2012), 17-19 апреля 2012 г.–М.: Издательство "Альянс Пресс", 2012.–С. 200.

  2. В.М. Хаткевич, С.А. Никулин, С.О. Рогачев, А.Б. Рожнов, Е.С. Турилина. Механические свойства стали 08Х17Т, упрочненной методом «внутреннего» азотирования // Сборник трудов VI-ой Евразийской научно-практической конференции "Прочность неоднородных структур" (ПРОСТ 2012), 17-19 апреля 2012 г.–М.: Издательство "Альянс Пресс", 2012.–С. 212.

  3. Nikulin S.A., Belomyttsev M.Yu., Khatkevich V.M., Rogachev S.O., Rozhnov A.B. Dispersion strengthening of 0.08 %C-17.0 %Cr-0.8 %Ti steel by "internal" nitriding // Summaries of lectures of 10th International Symposium of Croatian Metallurgical Society "Materials and Metallurgy" (SHMD'2012), 17-21 June 2012, Sibenik, Croatia.–Metallurgija, 2012.–V. 51.–N 3.–P. 403

  4. Турилина Е.С. Упрочнение стали 08Х17Т методом "внутреннего" азотирования // 67-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2012.–С. 28-29.

  5. Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Никулин С.А., Рожнов А.Б. Влияние высокотемпературного «внутреннего» азотирования на структуру и механические свойства стали 08Х17Т // Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга "Механические свойства современных конструкционных материалов". Москва. 10-12 сентября 2012 г./ Сборник материалов.–М, ИМЕТ РАН, 2012.–С. 207-208

  6. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, В.М. Хаткевич, А.Б. Рожнов. Повышение прочности ферритной коррозионностойкой стали методом «внутреннего» азотирования // Всероссийская научно-техническая конференция "Материалы ядерной техники" (МАЯТ-2012), тезисы.–М.: ОАО "ВНИИНМ", 2012.–С. 134

  7. Никулин С.А., Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Рожнов А.Б. Упрочнение ферритной коррозионностойкой стали методом «внутреннего» азотирования // Металловедение и термическая обработка металлов.–2013.–№ 7.–С. 9-12 (S.A. Nikulin, S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, A.B. Rozhnov. Hardening of Ferritic Corrosion-Resistant Steel by the Method of Internal Nitriding // Metal Science and Heat Treatment.–2013.–V. 55.–N 7.–P. 351-354)

  8. S.A. Nikulin, S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, A.B. Rozhnov, T.A. Nechaykina. Effect of heat treatment on the structure and mechanical properties of 0.08%C-17.0%Cr-0.8%Ti steel after "internal" nitriding // Journal of Alloys and Compounds.–2013.–V. 564.–P. 114-116

  9. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, В.М. Хаткевич, А.Б. Рожнов. Возможность повышения жаропрочности ферритной коррозионностойкой стали методом «внутреннего» азотирования // Научная сессия НИЯУ МИФИ-2013. Аннотации докладов. В 3 томах. Т. 1. Инновационные ядерные технологии. Высокие технологии в медицине. М.: НИЯУ МИФИ, 2013.–С. 160

  10. Савичева Р.О. Влияние содержания хрома в ферритной коррозионностойкой стали на структуру и механические свойства после высокотемпературного азотирования // 68-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2013.–С. 40

  11. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, В.М. Хаткевич. Влияние высокотемпературного азотирования на структуру и механические свойства коррозионностойких ферритных сталей // Инновационные материалы и технологии: достижения, проблемы, решения. Школа-семинар по фундаментальным основам создания инновационных материалов и технологий : материалы Междунар. науч.-техн. конф., Комсомольск-на-Амуре, 21-22 июня 2013 г. В 2 ч. Ч. 1 / редкол. : А.М. Шпилёв (отв. ред.) [и др.].–Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2013.–С. 264-265

  12. Никулин С.А., Хаткевич В.М., Рожнов А.Б., Рогачев С.О. Упрочнение тонколистовых образцов из сталей 08Х17Т и 15Х25Т методом сквозного высокотемпературного азотирования // Сборник тезисов докладов 54 Международной конференции «Актуальные проблемы прочности». Екатеринбург: ФГБУН ИФМ УрО РАН. 11-15 ноября 2013 г.–С. 75

  13. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, В.М. Хаткевич, А.Б. Рожнов. Структура и твердость коррозионно-стойких ферритных сталей после высокотемпературного азотирования // Физика металлов и металловедение.–2014.–Т. 115.–№ 2.–С. 198-203 (S.A. Nikulin, S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, A.B. Rozhnov. Structure and Hardness of Corrosion Resistant Ferritic Steels Subjected to High Temperature Nitriding // The Physics of Metals and Metallography.–2014.–V. 115.–N. 2.–P. 186–191)

  14. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.Ф. Терентьев, В.М. Хаткевич, Д.В. Просвирнин, Р.О. Савичева. Влияние внутреннего азотирования на усталостную прочность ферритной коррозионно-стойкой стали // Деформация и разрушение материалов // Деформация и разрушение материалов.–2014.–№ 8.–С. 30-34 (S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, V.F. Terent’ev, V.M. Khatkevich, D.V. Prosvirnin, R.O. Savicheva. Effect of internal nitriding on the fatigue strength of ferritic corrosion-resistant steel // Russian Metallurgy (Metally).–2015–V. 2015.–N. 4.–P. 332-337)

  15. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, Д.В. Просвирнин, В.Ф. Терентьев, В.М. Хаткевич. Усталостная прочность ферритной коррозионностойкой стали 08Х17Т после высокотемпературного «внутреннего» азотирования // Сб. трудов VII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2014. 22-24 апреля 2014 года, Москва, НИТУ «МИСиС». – М.: ПОЧЕРК МАСТЕРА, 2014.–С. 16

  16. С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, А.Б. Рожнов, Р.О. Савичева, С.О. Рогачев. Высокотемпературное внутреннее азотирование ферритных коррозионностойких сталей // Сб. трудов VII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2014. 22-24 апреля 2014 года, Москва, НИТУ «МИСиС». – М.: ПОЧЕРК МАСТЕРА, 2014.–С. 175 

  17. Рогачев С.О., Никулин С.А., Терентьев В.Ф., Просвирнин Д.В., Хаткевич В.М. Повышение статической и циклической прочности ферритной коррозионно-стойкой стали методом "внутреннего" азотирования // Международные Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга "Механические свойства современных конструкционных материалов". Москва. 4-5 сентября 2014 г./ Сборник материалов.–М: ИМЕТ РАН, 2014.–С. 245-246

  18. В.М. Хаткевич, С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, С.О. Рогачев. Механические свойства и характер разрушение ферритных коррозионно-стойких сталей после высокотемпературного азотирования // Металловедение и термическая обработка металлов.–2015.–№ 4–С. 26-31 (V.M. Khatkevich, S.A. Nikulin, A.B. Rozhnov, S.O. Rogachev. Mechanical Properties and Fracture of Ferritic Corrosion-Resistant Steels After High-Temperature Nitriding // Metal Science and Heat Treatment.– 2015.–V. 57.–N. 3-4.–P. 205-209)

  19. Sergey A. Nikulin, Vladimir M. Khatkevich, Stanislav O. Rogachev and Kristina S. Denisenko. Structure, Mechanical Properties, and Fracture Behavior of a Fe-Cr-V Alloy Doped with Nitrogen by High-Temperature Gas-Phase Nitriding // Metallurgical and Materials Transactions A.–2015.–V. 46.–N. 12.–P. 5864-5870

  20. Никулин С.А., Хаткевич В.М., Рогачев С.О. Высокохромистые коррозионностойкие ферритные стали с повышенными прочностными характеристиками // Перспективные материалы и технологии : сборник материалов международного симпозиума, Витебск, 27-29 мая 2015 г. / УО "ВГТУ".–Витебск, 2015.–С. 161-162

  21. Рогачев С.О., Хаткевич В.М, Денисенко К.С. Структура, фазовый состав и механические свойства сплава Fe-20%Cr-5%V легированного азотом из газовой фазы методом высокотемпературного азотирования // Физика прочности и пластичности материалов: сб. тез. XIX Международной конференции / Ответственный редактор А.М. Штеренберг.–Самара: Самар. гос. тех. ун-т, 2015.–С. 197

  22. Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Ожерелков Д.Ю., Моляров А.В. Оценка чувствительности к надрезу объемно азотированной стали 08Х17Т при статическом нагружении тонких листов // VI Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва. 10-13 ноября 2015 г./ Сборник материалов. – М: ИМЕТ РАН, 2015.–С. 104-105

  23. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, Д.Ю. Ожерелков, А.В. Моляров. Оценка чувствительности к надрезу азотированной стали методом акустической эмиссии // Деформация и разрушение материалов.–2016.–№ 11.–С. 25-29 (S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, V.M. Khatkevich, D.Yu. Ozherelkov, A.V. Molyarov. Estimation of the Notch Sensitivity of a Nitrided Steel by Acoustic Emission // Russian Metallurgy (Metally).–2017. –V. 2017.–N. 10.–P. 862–866)

  24. С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, К.С. Денисенко, Т.А. Нечайкина. Структура и механические свойства сплава системы Fe-Cr-V, легированного азотом из газовой фазы методом высокотемпературного азотирования // Физика и химия обработки материалов.–2016.–№ 2.–С. 52-57

  25. Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Сергейчев А.В. Материал на основе азотированной и отожженной нержавеющих сталей, полученный горячим прессованием // «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» : XXIII Уральская школа металловедов-термистов посвященная 100-летию со дня рождения профессора А.А. Попова (Тольятти, 2-6 февраля 2016 года); «Физическое материаловедение» : VII Международная школа с элементами научной школы для молодежи (Тольятти, 31 января - 5 февраля 2016 года) : сборник материалов / отв. ред. А.А. Викарчук, Д.Л. Мерсон. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016.–С. 103-104

  26. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, А.В. Моляров, Д.Ю. Ожерелков. Механические свойства объемно-азотированной коррозионностойкой стали при растяжении тонких листов с надрезом // Сб. трудов VIII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2016. 19-21 апреля 2016 года. – Москва, НИТУ «МИСиС».–С. 67

  27. В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, С.А. Никулин, А.В. Сергейчев. Объемное азотирование стальных изделий большого сечения // Сб. трудов VIII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2016. 19-21 апреля 2016 года. – Москва, НИТУ «МИСиС».–С. 133

  28. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, А. Нурбекова. Эволюция механических свойств объемно-азотированной стали при отпуске в интервале температур 400-700 ºС // Сб. трудов VIII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2016. 19-21 апреля 2016 года. – Москва, НИТУ «МИСиС».–С. 209

  29. Нурбекова А.Н. Эволюция структуры и механических свойств объемно-азотированной стали при нагреве // 71-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2016.–С. 67

  30. Сергейчев А.В. Моделирование процесса пакетной прокатки азотированных стальных листов на комплексе Gleeble 3800 // 71-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2016.–С. 71-72

  31. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич. Изменение структуры и механических свойств объемно-азотированной стали 08Х17Т при отпуске в интервале температур 400-700 ºС // Международные Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга "Механические свойства современных конструкционных материалов". Москва. 6-7 сентября 2016 г./ Сборник материалов.–М, ИМЕТ РАН, 2016.–С. 110-111

  32. Рогачев С.О., Хаткевич В.М, Никулин С.А., Денисенко К.С. Фазовый состав и механические свойства хромистых сталей с ванадием и цирконием после высокотемпературного азотирования // Фазовые превращения и прочность кристаллов: сб. тезисов IX Международной конференции (7-11 ноября 2016, Черноголовка), Черноголовка.–С. 114

  33. V. Khatkevich, S. Nikulin, S. Rogachev, A. Sergeychev. High-temperature internal nitriding of heavy-section steel products // Proceedings of the 5th International Conference "New Achievements in Materials and Environmental Sciences", 7-9 November 2016, Nancy, France, 2016.–P. 19

  34. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич. Эволюция структуры и механические свойства объемно-азотированной коррозионно-стойкой ферритной стали при отпуске в интервале температур 400-700 °С // Физика металлов и металловедение.–2017.–№ 8.–С. 824-828 (S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, V.M. Khatkevich. Evolution of the Structure and Mechanical Properties of a Bulk-Nitrided Corrosion-Resistant Ferritic Steel upon Tempering in the Temperature Range of 400–700°C // Physics of Metals and Metallography.–2017.–V. 118.–N. 8. –P. 782–787)

  35. V. Khatkevich, S. Nikulin, S. Rogachev, A. Sergeychev. High-temperature internal nitriding of heavy-section steel products // Journal of Physics: Conference Series (5th International Conference New Achievements in Materials and Environmental Science (NAMES'16) 7–9 November 2016, Nancy, France).–2017.–V. 879.–P. 012008

  36. Sergey Nikulin, Anatoliy Nikitin, Vladimir Khatkevich and Stanislav Rogachev. Deformation and fracture analysis of nitrided steels by acoustic emission measurement // International Journal of Microstructure and Material Properties.–2017.–V. 12.–N. 3/4.–P. 183-192

  37. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Черетаева А.О. Влияние объемного азотирования на коррозионную стойкость ферритных хромистых сталей // Актуальные проблемы прочности: сборник тезисов LVIII международной конференции, 16-19 мая, 2017 г. - Пермь, 2017.–C. 101

  38. В.М. Хаткевич, С.А. Никулин. Применение акустической эмиссии для анализа деформации и разрушение сталей в различном структурном состоянии // Новые материалы – материалы инновационной энергетики: разработка, методы исследования и применение. Материалы 15-й Международной школы-конференции для молодых ученых и специалистов. Москва, 23 – 27 октября 2017 г., М.: НИЯУ МИФИ, 2017.–С. 175

  39. С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, Б.Е. Беккалиев, В.А. Белов. Стойкость к длительному отжигу ферритных хромистых сталей, подвергнутых высокотемпературному азотированию // Деформация и разрушение материалов.–2018.–№ 10.–С. 36-39 (S.A. Nikulin, V.M. Khatkevich, S.O. Rogachev, B.E. Bekkaliev, V.A. Belov. Long-Term Annealing Resistance of Ferritic Chromium Steels Subjected to High-Temperature Nitriding // Russian Metallurgy (Metally).–2019.–N. 4.–P. 427–430)

  40. В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, С.А. Никулин. Высокотемпературное объёмное азотирование низкоуглеродистых коррозионностойких сталей // Сб. трудов IХ-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2018. 24-26 апреля 2018 года, г. Москва, НИТУ "МИСиС". – М.: ООО «Студио-Принт», 2018.–С. 25

  41. С.О. Рогачев, В.М. Хаткевич, Беккалиев Б.Е. Влияние длительного отжига на механические свойства ферритных хромистых сталей, подвергнутых высокотемпературному азотированию // Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга "Механические свойства современных конструкционных материалов". Москва. 6-7 сентября 2018 г./ Сборник материалов.–М, ИМЕТ РАН, 2018.–С. 126-127

  42. Хаткевич В.М., Рогачев С.О., Никулин С.А. Слоистые композиты на основе азотированной и отожженной высокохромистой коррозионностойкой стали, полученные деформационно-термическими методами // VII Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА». Суздаль. 1-5 октября 2018 г./ Сборник материалов.–М: ИМЕТ РАН, 2018.–С. 139-140

  43. В.М. Хаткевич, С.А. Никулин, С.О. Рогачев, Е.Н. Токмакова. Влияние твердофазного азотирования на формирование структуры и упрочнение сплава типа Fe-Cr-V // Деформация и разрушение материалов.–2019.–№ 6.–С. 17-21

  44. С.О. Рогачев, В.А. Белов, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, А.В. Моляров. Трещиностойкость ферритной коррозионностойкой стали после высокотемпературного азотирования // Деформация и разрушение материалов.–2019.–№ 12.–С. 22-28

  45. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, А.О. Черетаева, Б.Е. Беккалиев. Влияние высокотемпературного азотирования на коррозионную стойкость ферритных хромистых сталей // Физика и химия обработки материалов.–2019.–№ 2.–С. 36-43

  46. Токмакова Е.Н. Исследование влияния отжига на структуру и твердость слоистого композита на основе азотсодержащей стали 08Х17Т и сплава Fe-20Cr-5V // 74-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2019.–С. 242

  47. Никулин С.А., Хаткевич В.М., Рогачев С.О., Токмакова Е.Н. Структура и механические свойства слоистого композита на основе сплава Fe-20Cr-5V и азотсодержащей стали 08Х17Т после горячего прессования и отжига // Физическое материаловедение : IX Международная школа с элементами научной школы для молодежи (Тольятти, 9-13 сентября 2019 года); Актуальные проблемы прочности : LXI Международная конференция, посвященная 90-летию профессора М.А. Криштала (Тольятти, 9-13 сентября 2019 года) : сборник материалов / отв. ред. Д.Л. Мерсон. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2019.–С. 85

  48. В.А. Белов, С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич. Трещиностойкость ферритной стали 08Х17Т после объемного газового азотирования и отпуска // Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов». Москва. 22-25 октября 2019 г. Сборник тезисов. – М: НИТУ «МИСиС», 2019.–С. 58-59 

  49. С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, Е.Н. Токмакова. Дисперсноупрочненный слоистый композит на основе сплава Fe-20Cr-5V и азотсодержащей стали 08Х17Т, полученный деформационно-термической обработкой // Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов». Москва. 22-25 октября 2019 г. Сборник тезисов. – М: НИТУ «МИСиС», 2019.–С. 68

  50. С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев. Механические свойства коррозионностойких ферритных сталей после объемного азотирования и отпуска // Восьмая международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов», посвященная 150-летию открытия Д.И. Менделеевым Периодического закона химических элементов. Третья Международная Школа Молодых Ученых «Актуальные проблемы современного материаловедения». Тезисы докладов. Москва, 5-8 ноября 2019 г.–М., 2019.–С. 167

  51. Никулин С.А., Хаткевич В.М., Рогачев С.О., Токмакова Е.Н. Влияние отжига на структуру и твердость слоистого композита на основе сплава Fe-20Cr-5V и азотсодержащей стали 08Х17Т, полученного горячим прессованием // VIII Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва. 19-22 ноября 2019 г./ Сборник материалов. – М: ИМЕТ РАН, 2019.–С. 449-450

  52. Рогачев С.О., Белов В.А., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Моляров А.В., Нгуен Хоан Суан, Будаченков В.С. Сопротивление разрушению стали 08Х17Т после объемного азотирования и отпуска // VIII Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва. 19-22 ноября 2019 г./ Сборник материалов. – М: ИМЕТ РАН, 2019.–С. 524-526