Wear resistance of corrosion-resistant austenitic high-nitrogen steels 05KH22AG15N8MF and 02KH22AG10N4MF in a cryogenic environment

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

Wear tests were carried out under dry sliding friction conditions in a cryogenic environment on corrosion-resistant high-nitrogen austenitic steels 05Kh22AG15N8MF (0,50% N) and 02Kh22AG10N4MF (0, 55% N), as well as nitrogen-free steels 08Kh18N9T and 03Kh17N13M2. It was established that in terms of wear resistance at increased (7,5 m/s) sliding speed in a self-mated system, high-nitrogen steels 05Kh22AG15N8MF and 02Kh22AG10N4MF surpass steels 08Kh18N9T and 03Kh17N13M2 due to greater solid solution and strain hardening.

全文:

受限制的访问

作者简介

D. Chernenok

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

E. Blinov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

V. Blinov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

I. Bannykh

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

A. Ashmarin

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

K. Demin

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

I. Lukina

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

M. Samoilova

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Email: me@chernenok.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Блинов, В.М. Износостойкость высокоазотистых немагнитных хромомарганцевых сталей / В.М. Блинов, О.А. Банных, Л.И. Пойменов, Ч.А. Андреев, Д.А. Саръианов // Металлы . 1982. №6. С.142–145. – (Blinov, V.M. Wear resistance of high-nitrogen non-magnetic chromium-manganese steels / V.M. Blinov, O.A. Bannykh, L.I. Poymenov, CH.A. Andreyev, D.A. Sar»ianov // Metally. 1982. V.6. P.142–145.)
  2. Глебов, В.В. Механизмы структурного упрочнения азотсодержащей аустенитной стали типа 05Х22АГ14Н7М / В.В. Глебов, В.М. Блинов, Ф.Ф, Репин // Вестн. Волжской гос. академии водного транспорта. 2017. №52. С.79–87 – (Glebov, V.V. Mechanisms of structural hardening of nitrogen-containing austenitic steel of 05Х22АG14Н7М type / V.V. Glebov, V.M. Blinov, F.F. Repin // Bulletin of Volga State Academy of Water Transport. 2017. V.52. P.79–87)
  3. Блинов, В.М. Влияние термической обработки и пластической деформации на износостойкость при трении скольжения высокопрочных коррозионно-стойких азотсодержащих сталей / В.М. Блинов, О.А. Банных, М.В. Костина, И.А. Афанасьев, Е.В. Блинов // Металлы. 2007. №6. С.57–64. – (Blinov, V.M. Effect of the heat treatment and plastic deformation of high-strength corrosion-resistant nitrogen-bearing steels on their wear resistance during sliding friction / V.M. Blinov, O.A. Bannykh, M.V. Kostina, I.A. Afanasyev, E.V. Blinov // Russian Metallurgy (Metally). 2007. №6. P.492–498.)
  4. Коршунов, Л.Г. Износостойкость и структура поверхностного слоя азотсодержащих нержавеющих аустенитных сталей при трении и абразивном воздействии / Л.Г. Коршунов, Ю.Н. Гойхенберг, Н.А. Терещенко, А.И. Уваров, А.В. Макаров, Н.Л. Черненко // ФММ. 1997. Т.84. №5. С.137–149. – (Korshunov, L.G. Wear resistance and surface structure of nitrogen-containing stainless austenitic steels upon friction and abrasive wear / L.G. Korshunov, N.A. Tereshchenko, A.I. Uvarov, A.V. Makarov, N.L. Chernenko // The Physics of Metals and Metallography. 1997. V.84. №5. P.554–561.)
  5. Севальнев, Г.С. Структурные изменения поверхностных слоев при испытании на изнашивание высокопрочной аустенитной стали ВНС-53 // Г.С. Севальнев, М.Э. Дружинина, Н.М. Вознесенская, Д.Н. Романенко, И.И. Самойлова, Р.У. Кадыров // Металлы. 2023. №4. С.76–81. – (Seval’nev, G.S. Structural changes of surface layers during wear testing of high-strength austenitic steel VNS-53 // G.S. Seval’nev, M.E. Druzhinina, N.M. Voznesenskaya, D.N. Romanenko, I.I. Samoylova, R.U. Kadyrov // Metally. 2023. V.4. P.76–81.)
  6. Qiao, Y.X. Friction and wear behaviors of a high nitrogen austenitic stainless steel Fe-19Cr-15Mn-0,66N / Y.X. Qiao, S.L. Sheng, L.M. Zhang , J. Chen, L.L. Yang , H.L. Zhou , Y.X. Wang , H.B. Li , Z.B. Zheng // J. Mining Met. 2021. V.57(2). P.285–293.
  7. Коршунов, Л. Г. Микроструктура, трибологические и механические свойсвта азотосодержащих нержавеющих аустенитных сталей на хромомарганцевой основе / Л.Г Коршунов, Н.Л. Черненко, Ю.Н. Гойхенберг // Тр. школы-семинара «Фазовые и структурные превращения в сталях «. – Магнитогорск : Магнитогорский дом печати, 2003. С.215–242. – (Korshunov, L.G. Microstructure, tribological and mechanical properties of nitrogen-containing austenitic stainless steels on chromium-manganese basis / L.G. Korshunov, N.L. Chernenko, Yu.N. Goykhenberg // Proceedings of the school-seminar “Phase and structural transformations in steels”. – Magnitogorsk : Magnitogorsk Printing House, 2003. P.215–242.)
  8. Ботвина, Л.Р. Основы фрактодиагностики / Л.Р. Ботвина. – М. : Рекламно-издательский центр «Техносфера», 2022. 394 с. – (Botvina, L.R. Fundamentals of fractodiagnostics / L.R. Botvina. – Moscow : Advertising and Publishing Center “Technosphere”, 2022. 394 p.)
  9. Kennedy, F.E. Development of a new cryogenic tribotester and its application to the study of cryogenic wear of AISI 316 stainless steel / F.E. Kennedy, Y. Youxiong, I. Baker, R.R. White, R.L. Barry, A.Y. Tang, M. Song // Wear. 2022. V.496. P.1–11.
  10. Subramonian, B. Development of a high-speed cryogenic tribometer : Design concept and experimental results / B. Subramonian, B. Bikramjit // Mater. Sci. Eng. A. 2006. V.415. P.72–79.
  11. Пат. 2421538 C1 РФ. МПК C22C 38/58, C21D 1/18, C21D 8/00. Высокопрочная и высоковязкая немагнитная свариваемая сталь / Блинов В.М., Банных И.О., Блинов Е.В., Зверева Т.Н., Ригина Л.Г., Орыщенко А.С., Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю. ; заявитель и патентообладатель Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России). – № 2005135956/02 ; заявл. 21.11.2005 ; опубл. 27.07.2007. – (Pat. 2421538 C1 RF. IPC C22C 38/58, C21D 1/18, C21D 8/00. High-strength and high-viscosity non-magnetic weldable steel / Blinov V.M., Bannykh I.O., Blinov Ye.V., Zvereva T.N., Rigina L.G., Oryshchenko A.S., Malyshevskiy V.A., Kalinin G.YU., Mushnikova S.YU. ; applicant and patentee Ministry of Industry and Trade of Russia. – № 2005135956/02 ; declared 21.11.2005 ; published 27.07.2007.)
  12. Пат. 2303648 РФ. МПК C1 C22C 38/58. Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая сталь / Блинов В.М., Банных И.О., Блинов Е.В., Ильин А.А., Соколов О.Г., Костина М.В., Ригина Л.Г., Зверева Т.Н. ; заявитель и патентообладатель Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН). – № 2009144485/02 ; заявл. 02.12.2009 ; опубл. 20.06.2011. – (Pat. 2303648 RF. IPC C1 C22C 38/58. High-strength non-magnetic corrosion-resistant steel / Blinov V.M., Bannykh I.O., Blinov Ye.V., Il’in A.A., Sokolov O.G., Kostina M.V., Rigina L.G., Zvereva T.N. ; applicant and patentee of the Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences (IMET RAS). – № 2009144485/02 ; declared 02.12.2009 ; published 20.06.2011.)
  13. Миркин, Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Л.И. Миркин. – М. : МГУ, 1975. 383с. – (Mirkin, L.I. Handbook of X-ray structural analysis of polycrystals / L.I. Mirkin. – M. : MGU, 1975. 383 p.)
  14. Панов, Д.О. Структурообразование метастабильной аустенитной стали при холодной пластической деформации методом радиальной ковки / Д.О. Панов, А.И. Смирнов, А.С. Перцев // ФММ. 2019. Т.120. №2. С.198–204. – (Panov, D.O. Structure formation of metastable austenitic steel under cold plastic deformation by radial forging method / D.O. Panov, A.I. Smirnov, A.S. Pertsev // The Physics of Metals and Metallography. 2019. V.120 (2). P.198–204.)
  15. Мильман, Ю.В. Исследование механизма пластической деформации в сильно двойникующихся сплавах с ОЦК-решеткой системы Cr-Mn / Ю.В.Мильман, Г.Г. Курдюмова, И.В. Гончарова //Деформация и разрушение материалов. 2005. №12. С.34–41. – (Mil’man, Yu.V. Investigation of plastic deformation mechanism in strongly twinning alloys with OCC lattice of Cr-Mn system / Yu.V. Mil’man, G.G. Kurdyumova, I.V. Goncharova // Deformation and fracture of materials. 2005. V.12. P.34–41.)
  16. Блинов, В.М. Влияние углерода и азота на энергию дефектов упаковки аустенитных сталей / В.М. Блинов, А.М. Глезер, И.О. Банных, Е.И. Лукин, Е.Н. Блинова, О.А. Банных, Е.В. Блинов, О.П. Черногорова, М.А. Самойлова, Д.В. Черненок // Деформация и разрушение материалов. 2021. №8. С.13–20. – (Blinov, V.M. Effect of carbon and nitrogen on the stacking fault energy in austenitic steels / V.M. Blinov, I.O. Bannykh, E.I. Lukin, E.N. Blinova, O.A. Bannykh, E.V. Blinov, O.P. Chernogorova, M.A. Samoilova, D.V. Chernenok // Russian Metallurgy (Metally). 2022. №4. P.347–354.)
  17. Wang, Y. Excellent ductility of an austenitic stainless steel at a high strength level achieved by a simple process / Y. Wang, Ch. Hu, K. Tian, N. Li, J. Du, X. Shi, Ch. Zheng // Mater. Design. 2024. V.239. P.1–9.
  18. Банных, О.А. Стали для работы при низких температурах / О.А. Банных, Ю.К. Ковнеристый – М.: Металлургия. 1969. 191 с. – (Bannykh, O.A. Steels for low temperature operation / O.A. Bannykh, Yu.K. Kovneristyy. – Moscow: Metallurgy. 1969. 191 p.)

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Installation diagram for carrying out wear tests in a cryogenic environment: 1 – tank with liquid nitrogen; 2 – table; 3 – counterbody; 4 – sample; 5 – thermocouple; 6 – load

下载 (301KB)
索引源数据
3. Fig. 2. X-ray diffraction patterns of the studied steels (a – 08Kh18N9T; b – 03Kh17N13M2; c – 02Kh22AG10N4MF; d – 05Kh22AG15N8MF): 1 – hardening; 2 – wear testing

下载 (1MB)
索引源数据
4. Fig. 3. Micrographs of the surface of corrosion-resistant austenitic steels after wear (scanning electron microscope, ×200): a – 08Kh18N9T; b – 03Kh17N13M2; c – 02Kh22AG10N4MF; d – 05Kh22AG15N8MF

下载 (7MB)
索引源数据
5. Fig. 4. Microcracks and surface relief of austenitic corrosion-resistant steels after wear tests in the contact zone (polished section): a – 08Kh18N9T; b – 03Kh17N13M2; c – 02Kh22AG10N4MF; d – 05Kh22AG15N8MF

下载 (3MB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025