Abstract
Currently, many technical problems require a comprehensive study of the properties of materials operating in hydrogen-containing environments. The authors investigated the effect of age-hardening on the hydrogen embrittlement and fracture micromechanisms of high-nitrogen austenitic Fe-23Cr-17Mn-0.1C-0.6N (wt. %) steel. For this purpose, using heat treatments, the authors formed in specimens of Fe-23Cr-17Mn-0.1C-0.6N steel the structural phase states characterized by different distribution and content of dispersed phases. The experiment determined that the accumulation of hydrogen atoms occurs predominantly in the grains in solution-treated specimens without dispersed phases. This causes the effects of solid solution hardening and leads to a change in the micromechanism of steel fracture from a ductile dimple fracture in the absence of hydrogen to a transgranular fracture by the quasi-cleavage mechanism in hydrogen-charged specimens. It was established that the discontinuous decomposition of austenite with the formation of Cr 2 N cells and austenite depleted in nitrogen, predominantly along the grain boundaries causes the formation of a large fraction of interphase (austenite/Cr 2 N particles) boundaries. Cells of discontinuous decomposition promote hydrogen accumulation along the grain boundaries and cause brittle intergranular fracture of hydrogen-charged specimens during plastic deformation. The study showed that in specimens with the discontinuous decomposition of austenite both along the grain boundaries and spreading into the grain body, plenty of intragranular interphase boundaries (Cr 2 N plates in austenite) are formed, which causes the formation of a transgranular brittle fracture in the hydrogen-charged specimens.
Highlights
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙОбъектом исследования была выбрана высокоазотистая аустенитная сталь: Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N (мас. %)
Overview: High-nitrogen alloying of stainless steels // Materials Science and Engineering A. 1996
Atom probe tomographic observation of hydrogen trapping at carbides/ferrite interfaces for a high strength steel // Journal of Materials Science and Technology. 2018
Summary
Объектом исследования была выбрана высокоазотистая аустенитная сталь: Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N (мас. %). После старения стали на рентгенограммах С-1 и С-2 образцов линии δ-феррита не выявляются, но наблюдаются отражения от нитридов хрома Cr2N, высокоазитистого аустенита (γN), аустенитной фазы, обедненной атомами внедрения (γN’) и σ-фазы (FeCr) Во-вторых, обусловлено реакцией прерывистого распада зерен γN-аустенита с образованием обедненной по азоту аустенитной фазы γN’ и ячеек (пластин) нитридов Cr2N. На ПЭМ-изображениях видно, что в С-1 образцах наблюдается зарождение ячеек прерывистого распада вдоль границ аустенитных зерен В С-2 образцах происходит формирование мелкозернистой σ-фазы в бывших зернах δ-феррита и рост ячеек прерывистого распада (пластинок Cr2N) в тело зерен В С-1 образцах формирование нитридов хрома Cr2(N,С) преимущественно по границам зерен (по механизму прерывистого распада) способствует упрочнению и сильному охрупчиванию стали (таблица 2). На боковой поверхности наводороженных С-1 образцов наблюдается растрескивание вдоль границ зерен Влияние водорода удается определить только по возникновению транскристаллитных квазисколов вблизи боковых поверхностей образцов вместо элементов ямочного излома (рис. 5 d)
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Vektor nauki Tol'yattinskogo gosudarstvennogo universiteta
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
