НЕЙТРОНДАРМЕН СӘУЛЕЛЕНДІРІЛГЕН AISI 316 LN БОЛАТЫНЫҢ ПИТТИНГ КОРРОЗИЯСЫНА ТӨЗІМДІЛІГІНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫНЫНЫҢ ЖӘНЕ ТЕРМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУДІҢ ӘСЕРІ

Бұл жұмыста легірлеуші элементтердің (азот, марганец, мыс және вольфрам) және ВВР-К реакторындағы нейтрондық сәулеленудің максималды 2·1020 н/см2 флюенсіне дейін сәулеленген және 500–800 ℃ температура аралығындағы провакациялық қыздыруға ұшыраған AISI 316 LN аустенитті болатының питтинг коррозиясына төзімділігіне әсері зерттелді. Марганец AISI 316 LN болатының коррозиялық қасиеттерін айтарлықтай жақсартады, ал мыс пен вольфрамды қосу коррозияға төзімділікті төмендететіні анықталды. 100 ℃ интервалмен 500- ден 800 ℃-қа дейін температурадағы қоздырғыш қыздырулар нитридтер мен хром карбидтерінің түзілуіне байланысты сәулеленбеген күйдегі болаттардың коррозияға төзімділігін нашарлататыны, ал мыс қосу сенсетизация дәрежесін төмендететіні көрсетілген. Алынған нәтижелерге сәйкес, нейтрондардың 2·1020 н/см2 максималды флюенске дейін сәулелендіру, суық илектеуден кейін және провакациялық қыздыруға ұшырамаған болаттардың коррозия жылдамдығының төмендеуіне әкелгені анықталды. Нейтрондармен сәулелендірілген 211 L-213 L болат үлгілерін 700–800 ℃ температурада қыздыру, коррозия жылдамдығының жоғарылауына әкелді, әсіресе мыспен легірленген болаттарда. Нейтрондық сәулелену сенсибилизация әсерін едәуір арттырады.

1. Ningshen S., Kamachi U., Mudali V.K., Mittal, H.S. Khatak Semiconducting and passive film properties of nitrogencontaining type 316LN stainless steels // Corrosion Science. – 2007. –Vol. 49. – No 2.– P. 481–496. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.05.041

2. Yakata K., Fukaya Y., Watanabe Y. Contribution of Cathodic Reaction inside crevice on the propagation of crevice corrosion of 304L SS in Chloride Solution // 20th International Conference on Env.Deg. of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors. – 2022. – P. 17321.

3. Eguchi K. Quantitative analysis of initiation site of pitting corrosion on type 304 austenitic stainless steel // Corrosion Science. – 2023 – Vol. 221. – P. 111312. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111312

4. Gonza´lez B.M., et al. The influence of copper addition on the formability of AISI 304 stainless steel // Mater. Sci. Eng. A. – 2003. – Vol. 343. –No 1-2. – P. 51–56. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00362-3

5. LeMay I., Schetky L.M. Copper in Iron and Steel // New York, NY: Wiley. – 1982. – 448 p.

6. Geng H. et al. Effects of copper content on the machinability and corrosion resistance of martensitic stainless steel // J. Mater Sci. – 2008. – Vol.43. – No.1. – P. 83–87. https://doi.org/10.1007/s10853-007-2084-x

7. Hermas A.A., Hassab-Allah I.M. Microstructure, Corrosion and Mechanical Properties of 304 Stainless Steel Containing Copper, Silicon and Nitrogen // J. Materials Science. – 2001. – Vol. 36. – No. 14. – P. 3415–22. https://doi.org/10.1023/A:1017903810763

8. Wallen B., Liljas M., Stenvall P. A new high molybdenum, high nitrogen stainless steel // Materials and Design. – 1992. – Vol. 13. – P. 329–333. https://doi.org/10.1016/0261-3069(92)90002-Y

9. Rondelli G., Vicentini B., Cigada A. Influence of nitrogen and manganese on Localized Corrosion behavior of stainless steels in chloride environments // Materials and Corrosion. – 1995. – Vol. 46. – P. 628. https://doi.org/10.1002/maco.19950461104

10. Svahn F., Mishra P., Edin E., Åkerfeldt P., Antti M.-L. Microstructure and mechanical properties of a modified 316 austenitic stainless steel alloy manufactured by laser powder bed fusion // J. of Materials Research and Technology. – 2024. – Vol. 28. – P.1452–1462. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.12.063

11. Chen G., Du S., Zhou Z. The Effect of Replacing Ni with Mn on the Microstructure and Properties of Al2O3-Forming Austenitic Stainless Steels: A Review // Materials. – 2024. – Vol.17. – No.1.– P.19. https://doi.org/10.3390/ma17010019

12. Мазничевский А.Н. Изучение влияния кремния, азота и микролегирующих добавок бора и РЗМ на коррозионную стойкость и технологическую пластичность сталей аустенитного класса // Дисс. к.т.н. – Челябинск. – 2021. – 142 с.

13. Fu Y. et al. Effects of nitrogen on the passivation of nickelfree high nitrogen and manganese stainless steels in acidic chloride solutions. Electrochimica Acta. – 2009. – Vol. 54. – P. 4005-4014. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.02.02

14. Ha H.Y. et al. Effects of nitrogen on the passivity of Fe20Cr alloy // Corrosion Science. – 2009. – Vol. 51. – P. 48– 53. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2008.10.017.

15. Ma X. P., Wang L.J., Qin B., Liu C.M., Subramanian S.V. Effect of N on microstructure and mechanical properties of 16Cr5Ni1Mo martensitic stainless steel // Materials and Design. – 2012. – Vol.34. – P.74–81. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.07.064

16. Lee J.B., Yoon S.I. Effect on nitrogen alloying on the semiconducting properties of passive films and metastable pitting susceptibility of 316L and 316LN stainless steels // Materials Chemistry and Physics. – 2010. – Vol.122. – P.194–199. https://doi.org/10.1149/1.1939245.

17. Ran Q., Xu Y., Li J., Wan J., Xiao X., Yu H., Jiang L. Effect of heat treatment on transformation-induced plasticity of economical Cr19 duplex stainless steel // Materials and Design. – 2014. – Vol. 56. – P. 959–965. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.12.019

18. Tsuchiyama T., Takebe H., Tsuboi K., Takaki S. Surfacelayer microstructure control for metastable austenitic stainless steel to prevent hydrogen permeation // Scripta Materialia. 2010. – Vol. 62. – P. 731–734. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2010.01.042

19. Sahlaoui H., Makhlouf K., Sidhom H., Philibert J. Effects of aging conditions on the precipitates evolution, chromium depletion and intergranular corrosion susceptibility of AISI 316L: Experimental and modeling results // Materials Sci. and Eng. – 2004. – Vol. 372. – No. 1–2. – P. 98–108. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.12.017

20. Мазничевский А.Н., Гойхенберг Ю.Н., Сприкут Р.В. Исследование коррозионной стойкости аустенитных сталей не легированных и легированных азотом в окислительной и хлоридной средах // Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy. – 2020. – Т. 20. – № 3. – С. 42–51. https://doi.org/10.14529/met200305

21. Мурадян С.О. Структура и свойства литейной коррозионнойстойкой стали, легированной азотом // Дисс. к.т.н. – М. – 2016. – 132 с.

22. Simmons J.W. Overview: high-nitrogen alloying of stainless steels // Materials Sci. and Eng.: A. – 1996. – Vol. 20. – No 2.– P.159–169. https://doi.org/10.1016/0921-5093(95)09991-3

23. Pradhan S.K., Bhuyan P., Mandal S. Influence of the individual microstructural features on pitting corrosion in type 304 austenitic stainless steel // Corrosion Science. – 2019. – Vol. 158. – P. 108091. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108091

24. Lai J.K., Shek C.H., Lo K.H. Stainless Steels: An Introduction and Their Recent Developments // Bentham Science Publishers. – 2012. – 168 p.

25. ASTM G 48-03, Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution (2003).

26. Беккерт М., Клемм Х. Способы металлографического травления // М.: Металлургия. – 1988. – 400 с.

27. Was G.S. Fundamentals of Radiation Materials Science: Metals and Alloys // New York, Springer. – 2007. – 827 p.