Исследование растворимости карбонитридов в трубных низколегированных малоуглеродистых сталях с Mo И Nb при нагреве под прокатку на основе термодинамических расчетов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе CALPHAD-метода построено термодинамическое описание системы Fe–Mn–Mo–Nb–Si–Ti–C–N и выполнены расчеты растворимости карбонитридов в аустените для низколегированных малоуглеродистых сталей с Mo и Nb. Проанализированы закономерности влияния состава сплава и температуры на состав и количество карбонитридных фаз, а также на концентрацию элементов в твердом растворе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. И. Горбачев

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gorbachev@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

В. В. Попов

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Email: gorbachev@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Д. М. Хабибулин

Исследовательско-технологический центр “Аусферр”

Email: gorbachev@imp.uran.ru
Россия, ул. Ломоносова, 11/1, Магнитогорск, 455000

Н. В. Урцев

Исследовательско-технологический центр “Аусферр”

Email: gorbachev@imp.uran.ru
Россия, ул. Ломоносова, 11/1, Магнитогорск, 455000

Список литературы

  1. Пышминцев И.Ю., Смирнов М.А. Структура и свойства сталей для магистральных трубопроводов. Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2019. 242 с.
  2. Счастливцев В.М., Яковлева И.Л., Салганик В.М. Основные структурные факторы упрочнения низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей после контролируемой прокатки // МиТОМ. 2009. № 1. С. 41–45.
  3. Урцев В.Н., Корнилов В.Л., Шмаков А.В., Краснов М.Л., Стеканов П.А., Платов С.И., Мокшин Е.Д., Урцев Н.В., Счастливцев В.М., Разумов И.К., Горностырев Ю.Н. Формирование структурного состояния высокопрочной низколегированной стали при горячей прокатке и контролируемом охлаждении // ФММ. 2019. Т. 120. № 12. С. 1335–1344.
  4. Danilov S.V., Urtsev N.V., Maslennikov K.B., Urtsev V.N., Lobanov M.L. Influence of structural and textural states of low-carbon steels on the cracking resistance of tube products // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2315. P. 030006.
  5. Lobanov M.L., Khotinov V.A., Urtsev V.N., Danilov S.V., Urtsev N.V., Platov S.I., Stepanov S.I. Tensile Deformation and Fracture Behavior of API-5L X70 LinePipe Steel // Materials. 2022. V. 15. P. 501.
  6. Салганик В.М., Шмаков А.В., Попов В.В. Рациональные режимы контролируемой прокатки на стане 5000 трубной заготовки с пониженной температурой // Сталь. 2009. № 10. С. 47–50.
  7. Лобанов М.Л., Данилов С.В., Струин А.О., Бородина М.Д., Пышминцев И.Ю. Структурная и текстурная наследственность при g↔a-превращениях в малоуглеродистой низколегированной трубной стали // Вестник южноуральского государственного университета. 2016. Т. 16. № 2. С. 46–54.
  8. Платов С.И., Краснов М.Л., Урцев Н.В., Данилов С.В., Лобанов М.Л. Структурно-текстурные состояния штрипсов стали 06Г2МБ после контролируемой термомеханической обработки // МиТОМ. 2020. № 1. С. 56–61.
  9. Lukas H.L., Fries S.G. and Sundman B. Computational Thermodynamics: The Calphad Method. Cambridge University Press, 2007. 324 p.
  10. Hillert M., Staffonsson L.-I. The regular solution model for stoichiometric phases and ionic melts // Acta Chemica Scand. 1970. V. 24. № 10. P. 3618–3626.
  11. Sundman B., Agren J. A regular solution model for phase with several components and sublattices, suitable for computer applications // J. Phys. Chem. of Solids. 1981. V. 42. № 4. P. 297–301.
  12. Горбачев И.И., Попов В.В., Пасынков А.Ю. Термодинамические расчеты карбонитридообразования в малоуглеродистых низколегированных сталях с V, Nb и Ti // ФММ. 2014. Т. 115. № 1. С. 74–81.
  13. Горбачев И.И., Попов В.В., Пасынков А.Ю. Расчеты влияния легирующих добавок (Al, Cr, Mn, Ni, Si) на растворимость карбонитридов в малоуглеродистых низколегированных сталях // ФММ. 2016. Т. 117. № 12. С. 1277–1287.
  14. Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements // Calphad. 1991. V. 15. No. 4. P. 317–425.
  15. Rajkumar V.B., Hari Kumar K.C. Thermodynamic modeling of the Fe–Mo system coupled with experiments and ab initio calculations // J. Alloys Compounds. 2014. V. 611. P. 303–312. https:// doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.05.030.
  16. Hillert M., Qiu C. A reassessment of the Fe–Cr–Mo–C system // JPE. 1992. V. 13. P. 512–521. https://doi.org/10.1007/BF02665764
  17. Qiu C. An analysis of the Cr-Fe-Mo-C system and modification of thermodynamic parameters // ISIJ International. 1992. V. 32. № 10. P. 1117–1127. https:// doi.org/10.2355/isijinternational.32.1117
  18. Andersson J.O., Lange N. An experimental study and a thermodynamic evaluation of the Fe-Cr-Mo system // Metall Trans A. 1988. V. 19. P. 1385–1394. https:// doi.org/10.1007/BF02674012
  19. Andersson J.O. A thermodynamic evaluation of the Fe–Mo–C system // Calphad. 1988. V. 12. № 1. P. 9–23. https://doi.org/10.1016/0364–5916(88)90025–9
  20. Frisk K. A thermodynamic evaluation of the Cr–N, Fe–N, Mo–N and Cr–Mo–N systems // Calphad. 1991 V. 15. № 1. P. 79–106. https:// doi.org/10.1016/0364–5916(91)90028-I
  21. Chung H.-J., Shim J.-H., Lee D.N. Thermodynamic evaluation and calculation of phase equilibria of the Ti–Mo–C–N quaternary system // J. Alloys Compounds. 1999. V. 282. № 1–2. P. 142–148. https:// doi.org/10.1016/S0925–8388(98)00711–7
  22. Zhang C., Peng Y., Zhou P., Zhang W., Du Y. Thermodynamic assessment of the C–Nb–Mo system over the entire composition and temperature ranges // Calphad. 2015. V. 51. P. 104–110. https:// doi.org/10.1016/j.calphad.2015.09.001
  23. Geng T., Li Ch., Zhao X., Xu H., Du Zh., Guo C. Thermodynamic assessment of the Nb–Si–Mo system // Calphad. 2010. V. 34. № 3. P 363–376. https:// doi.org/10.1016/j.calphad.2010.07.003
  24. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2011618874 / IMP Equilibrium. 15.11.2011.
  25. Попов В.В., Горбачев И.И. Анализ растворимости карбидов, нитридов и карбонитридов в сталях методами компьютерной термодинамики. I. Описание термодинамических свойств. Метод расчета // ФММ. 2004. Т. 98. № 4. С. 11–21.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расчетная зависимость доли фаз от температуры для различного содержания Nb в стали 06Г2МБ. Пунктир — 0.3% Nb, штриховая линия — 0.5% Nb, сплошная — 0.7% Nb.

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Расчетная зависимость количества Mo, Nb и Ti в аустените от температуры для различного содержания Nb в стали 06Г2МБ. Пунктир — 0.3% Nb, штриховая линия — 0.5% Nb, сплошная — 0.7% Nb.

Скачать (93KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетная зависимость количества C в аустените от температуры для различного содержания Nb в стали 06Г2МБ. Пунктир — 0.3% Nb, штриховая линия – 0.5% Nb, сплошная — 0.7% Nb.

Скачать (57KB)
Метаданные