Page 34 - Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії
P. 34
34
твердого розчину вуглецю в α-залізі вздовж меж пакетів бейніту виділяються
дрібні високолеговані хромом і молібденом карбіди.
Завдяки високотемпературній експлуатації сталей можливим є дифузійний
перерозподіл вуглецю і елементів легування на відносно великі віддалі, які
4
подекуди сумірні з розміром зерна 20…50 мкм. Так, впродовж (11…15)·10 год
експлуатації внаслідок такого дифузійного перерозподілу елементів на межах
зерен з'являються складнолеговані карбіди та відбувається їх коагуляція. Це
підтверджено у працях [51–52], в яких стверджується, що за високої температури
(545°С) елементи легування і вуглець дифундують, сприяючи утворенню
складнолегованих Mo і Cr карбідів: M 7C 3, M 23C 6 і M 6C. Впродовж експлуатації
майже незмінним залишається лише карбід VC. Послідовність зміни фазового
складу карбідів внаслідок експлуатації подають у вигляді: M 3C + VC + Mo 2C →
M 23C 6 + M 7C 3 + VC + Mo 2C → VC + M 23C 6 + M 7C 3 + M 6C [53–54]. В роботі [46,
55] ідентифіковано виділення карбідів типу M 23C 6 і M 7C 3 на ділянках перліту та
бейніту у вихідній структурі сталі (рис. 1.3 a, б). За результатами хімічного
аналізу встановлено, шо це фази: (Cr, Fe) 23C 6, (Cr, Mn) 23C 6, Сr 7C 3 та (Fe, Mn) 7C 3.
У феритних зернах переважали карбіди типу M 3C, тобто Fe 3C, (Fe, Mn) 3C, (Fe,
Cr) 3C і M 6C, (Fe, Mo) 6C (рис. 1.3 в, г).
Відзначено [46], що в межах ділянок перліту чи бейніту виділяється більша
кількість карбідів, ніж у зернах фериту (рис. 1.3 і рис. 1.4) Причому, у частково
деградованому перліті чи бейніті великі карбіди мали форму пластин, а у зернах
фериту – кулясту форму. Крім того, в перліті чи бейніті найчастіше виділялися
великі леговані Cr карбіди Fe, тоді як у фериті карбіди відзначились вищим
вмістом Mn і Mo (рис. 1.4).
Межі зерен термодинамічно вигідні місця для виділення карбідів. Беручи
до уваги жорсткі температурно-силові умови експлуатації парогонів, зокрема
через маневровий режим роботи та нерівномірність деформацій в різних зонах
гину, когезія між карбідами та матрицею слабшає. Цьому сприяють відмінності
між ними за коефіцієнтами температурного розширення [56]. Внаслідок таких
процесів навколо карбідів утворюються пори, які служать пастками для водню
