Легирование сталей с интерметаллидным упрочнением преследует цель создания высоколегированного железоникелевого аустенита, обладающего склонностью к распаду при старении, для чего Fe−Сr−Ni-основу комплексно легируют элементами, упрочняющими твердый раствор и вызывающими дисперсионное
твердение.
Оказалось, что чем выше содержание Ni, тем выше жаропрочность и технологичнее сталь в металлургическом производстве. Концентрация Ni в сталях этого типа доходит до 35−38 %. Более богатую никелем основу сплава можно легировать дополнительно сложным комплексом и давать легирующие элементы в большом количестве. Обычно для упрочнения вводят 10−30 % Сr, до 7 % Мо, до 6 % W, до 1,3 % Nb, до 0,5 % V, до 3,2 % Ti, до 3,2 % Аl, а также иногда Та и другие элементы.
Из интерметаллидных фаз, используемых для дисперсионного упрочнения сталей, необходимо отметить важнейшие: γ′-фазу типа Ni3Al, β- и η-фазы типа Ni3Ti, фазы Лавеса типа Fe2Mo.
04Х15Н35М2БТЮР (ЭП-150)
После аустенизации (нагрев при 1100 °С, 2 ч + охлаждение в воде) структура стали состоит из аустенитной матрицы (твердый раствор легирующих элементов в γ-Fe) и первичных карбидов или карбонитридов титана и ниобия (Ti, Nb)(C, N). Твердый раствор пересыщен в отношении легирующих элементов, т.е. при низких температурах имеет место метастабильный аустенит. Старение стали характеризуется многостадийностью
структурных превращений, предшествующих выпадению равновесной интерметаллидной γ′-фазы типа Ni3(Ti, Al, Nb). Другой вторичной интерметаллидной фазой является фаза Лавеса (Fe, Cr)2(Mo, Nb). Выпадение γ′-фазы происходит в интервале температур 550−875 °С, причем максимальное количество ее отмечается при 650−750 °С. Фаза Лавеса выделяется в области более высоких температур − в интервале 650−950 °С, максимум ее наблюдается при 850 °С. Соответственно температура растворения γ′-фазы составляет примерно 875 °С, а фазы Лавеса − 950 °С.
