Методы и приборы контроля фазового состава, Электрических и магнитных свойств хромоникелевых сталей
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-4-12Ключевые слова:
аустенит, феррит, мартенсит деформации, фазовый анализ, сканирующая зондовая микроскопия, удельное электрическое сопротивление, магнитная проницаемостьАннотация
Данная работа посвящена вопросам фазового анализа и контроля содержания фазовых составляющих в коррозионно-стойких хромоникелевых сталях аустенитного и аустенитно-ферритного классов, широко используемых в различных отраслях современной промышленности и машиностроения. В первой части работы приведены результаты исследований связи между электрическими свойствами и фазовым составом образцов исследуемых сталей в исходном состоянии и после их пластической деформации. С помощью сканирующего зондового микроскопа методами атомно-силовой и электросиловой (метод зонда Кельвина) микроскопии получены изображения поверхности исследуемых образцов. Анализ данных изображений позволяет определить изменения фазового состава аустенитных и аустенитно-ферритных сталей после пластической деформации. Также установлено, что распад фазы аустенита вследствие деформационных воздействий и последующее образование фазы мартенсита деформации приводит к изменению удельного электрического сопротивления образцов, по величине которого можно судить о количестве образующегося мартенсита деформации. Во второй части статьи представлены новые приборные разработки, предназначенные для экспрессного (в том числе неразрушающего) контроля электрических и магнитных свойств сталей на основе аустенита. Своевременный и достоверный контроль этих свойств необходим для проведения качественной и количественной оценки фазового состава изделий как после их изготовления, так и во время эксплуатации.Библиографические ссылки
Филиппов М. А., Литвинов В. С., Немировский Ю. Р. Стали с метастабильным аустенитом. М. : Металлургия, 1988. 255 с.
Курдюмов В. Г., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. М. : Наука, 1977. 236 с.
Коррозионное растрескивание аустенитных и ферритоперлитных сталей / В. В. Сагарадзе, Ю. И. Филиппов, А. Ф. Матвиенко, Б. И. Мирошниченко, В. Е. Лоскутов, В. А. Канайкин. Екатеринбург : УрО РАН, 2004. 228 с.
Fahr D. Stress-and strain-induced formation of martensite and effects on strength and ductility of metastable austenitic stainless steels. Metallurgical Transactions, 1971, vol. 2, no 7, pp. 1883-1892.
Апаев Б. А. Фазовый магнитный анализ сплавов. М. : Металлургия, 1976. 281 с.
Меринов П. Е., Мазепа А. Г. Определение мартенсита деформации в сталях аустенитного класса магнитным методом // Заводская лаборатория, 1997. № 3. С. 47-49.
Меринов П. Е. Магнитная ферритометрия // Неразрушающие методы контроля. Спецификатор различий в национальных стандартах различных стран. Серия: Международная инженерная энциклопедия. 1995. Т. 3. С. 68-128.
Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург : УрО РАН, 1996. 264 с.
Korkh M. K., Korkh Yu. V., Rigmant M. B., Kazantseva N. V., Vinogradova N. I. Using Kelvin probe force microscopy for controlling the phase composition of austenite-martensite chromium-nickel steel. Russian journal of nondestructive testing, 2016, vol. 52, pp. 664-672.
Ogneva M. S., Rigmant M. B., Kazantseva N. V., Davydov D. I., Korkh M. K. Effect of deformation martensite on the electrical and magnetic properties of plastically deformed chromium-nickel steel. Russian journal of nondestructive testing, 2017, vol. 53, pp. 644-651.
Апаев Б. А. Фазовый магнитный анализ сплавов. М. : Металлургия, 1976. 281 с.
Гудремон Э. Специальные стали : в 2 т. М. : Металлургиздат, 1966. Т. 2.
Миронов В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии : учеб. пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений / Российская академия наук; Институт физики микроструктур. Н. Новгород, 2004. 110 с.
Nonnenmacher M., O’Boyle M. P., Wickramasinghe H. K. [Kelvin probe force microscopy]. Applied Physics Letters, 1991, vol. 58, no. 25, pp. 2921-2923.
Melitz W., Shen J., Kummel A. C., Lee S. Kelvin probe force microscopy and its application. Surface Science Reports, 2011, vol. 66, pp. 1-27.
Femenia M., Canalias C., Pana J., Leygraf C. Scanning Kelvin Probe force microscopy and magnetic force microscopy for characterization of duplex stainless steels. Journal of the Electrochemical Society, 2003, vol. 150, no. 6, pp. B274-B281.
Schmutz P., Frankel G. S. [Characterization of AA2024 T3 by scanning Kelvin probe force microscopy]. Journal of the Electrochemical Society, 1998, vol. 145, no. 7, pp. 2285-2295.
Korkh M. K., Korkh Yu. V., Rigmant M. B., Kazantseva N. V., Vinogradova N. I. Using Kelvin probe force microscopy for controlling the phase composition of austenite-martensite chromium-nickel steel. Russian journal of nondestructive testing, 2016, vol. 52, pp. 664-672.
Ogneva M. S., Rigmant M. B., Kazantseva N. V., Davydov D. I., Korkh M. K. Effect of deformation martensite on the electrical and magnetic properties of plastically deformed chromium-nickel steel. Russian journal of nondestructive testing, 2017, vol. 53, pp. 644-651.
Пат. RU U1 РФ, МПК G01N27/72, G01N27/87 № 179750. Устройство для локального контроля содержания ферромагнитных фаз в аустенитных сталях / М. Б. Ригмант, М. К. Корх, А. П. Ничипурук; патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики металлов имени М. Н. Михеева» УрО РАН. Заявл. 20.12.2017; опубл. 23.05.2018, бюл. № 15.
Пат. RU U1 РФ, МПК G01N27/72, G01N27/87 № 179753. Прибор для локального измерения ферромагнитной фазы в аустенитных сталях / М. Б. Ригмант, М. К. Корх, А. П. Ничипурук; патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики металлов имени М. Н. Михеева» УрО РАН. Заявл. 28.12.2017; опубл. 23.05.2018, бюл. № 15.
