Сталь X2CrNiMoCuN25-6-3 является аустенитно-ферритной нержавеющей сталью с повышенной коррозионной и химической стойкостью. Благодаря своей высокой кислотоустойчивости эта сталь нашла применение в судостроении, а также при производстве оборудования по переработке серной, фосфорной, азотной, уксусной и других кислот. К преимуществам дуплексных сталей относится также их высокая прочность, что позволяет уменьшить вес изделий.Требуемый комплекс физико-механических свойств стали формируется путем ее термической, либо термомеханической обработки, в результате которой происходит переход ферритной фазы в аустенитную. Наиболее устойчивым является состояние микроструктуры, в которой содержится 50 % аустенита и 50 % феррита, что определяет повышенный комплекс свойств дуплексных нержавеющих сталей. Наряду с преимуществами при использовании дуплексных сталей возникает ряд трудностей, к которым, прежде всего, следует отнести возникновение существенной микроструктурной неоднородности при тепловой обработке и склонность к ухудшению свойств.Ухудшение механических свойств стали связано с ее старением, вызванным высоким содержанием азота. Азот в составе дуплексных сталей необходим для подавления образования s-фазы, однако, выделяющиеся по кристаллографическим плоскостям дисперсные включения нитридов железа препятствуют перемещению дислокаций и вызывают охрупчивание металла [1].Формирование микроструктурной неоднородности, как правило, происходит при сварке сталей и особенно заметно в околошовной зоне. Особенностью тепловых процессов обработки большинства высоколегированных сталей является формирование в структуре интерметаллических соединений, негативно влияющих на их прочность и коррозионную стойкость. Температурно-временные режимы формирования фаз Лавеса, s-фазы и c-фазы носят нелинейный характер и зависят от действительного содержания легирующих элементов в стали.Согласно имеющимся данным для высоколегированных сталей характерна 475-градусная хрупкость, которая связана с формированием по границам зерен хрупкойa¢-фазы. Время возникновения этой фазы достаточно мало – формирование происходит уже через 5…6 мин выдержки стали при этой температуре. При температурах 500…650 °С для формирования интерметаллидов требуется время от 1 до 10 ч, а при температурах 700…1000 °С время их возникновения уменьшается до 1…20 мин.Таким образом, при разработке и реализации технологий неразъемного соединения аустенитно-ферритных сталей с использованием источников нагрева, а также при разработке технологий их термической обработки, необходимо знать и учитывать происходящие структурные изменения для получения требуемого комплекса физико-механических свойств.В настоящей работе проведены микроструктурные исследования влияния температуры отжига стали X2CrNiMoCuN25-6-3 на ее структуру и физико-механические свойства. Время изотермической выдержки составляло 15 мин, размеры экспериментальных образцов ‒ 15´8´50 мм.В табл. 1 представлены результаты анализа химического состава изучаемой стали.  1. Химический состав стали X2CrNiMoCuN25-6-3ЭлементCCrNiMnSiMoCuNPSСодержание, %0,02324,6566,2960,9780,3213,5941,6170,2380,0260  Исследование микроструктуры образцов после различных режимов термической обработки осуществлялось с применением металлографического анализа в режиме светлопольного освещения на металлографическом микроскопе ММР-2Р. Подготовка образцов для металлографического анализа осуществлялась путем шлифования, полировки их поверхностей, и последующего выявления микроструктуры. Наиболее широко в металлографии применяют методики химического и электролитического травления [2, 3].Высокая коррозионная и химическая стойкость стали X2CrNiMoCuN25-6-3 делает неэффективным применение большинства реактивов, которые традиционно применялись для нержавеющих сталей. В результате проведенных экспериментальных исследований по оценке эффективности различных способов и составов для металлографического травления изучаемой стали, выбраны реактивы, рецептура которых приведена в табл. 2.  2. Способы и составы травления стали X2CrNiMoCuN25-6-3 №реактиваСпособ травленияВремя травления, минПлотность тока, А/дм2Состав реактива (электролита)1Химическое10¾CuCl2 – 1 г;HCl – 10 мл;C2H5OH – 10 мл;H2O – 10 мл2 Электролитическое10,613,5%-ный  водный раствор HCl350,2Ba(OH)2 – 10 г;H2O – 200 мл На рис. 1 представлены микроструктуры стали X2CrNiMoCuN25-6-3, выявленные путем травления составами, приведенными в табл. 2.   а) б) в)Рис. 1. Микроструктура стали X2CrNiMoCuN25-6-3 (×1025):а – химическое травление реактивом 1; б, в – электролитическое травление реактивами 2 и 3 Характерной особенностью аустенитно-ферритных сталей является то, что формирование аустенитной фазы происходит при резком охлаждении, а присутствие в составе стали азота способствует стабилизации g-фазы. Первоначально структура стали преимущественно ферритная. Согласно диаграмме Шеффлера [4] после термической обработки структура исследуемой стали будет аустенитно-ферритная, причем феррита в ней ~70 %. Травление реактивами 1 и 2, как видно из рис. 1, позволяет выявить границы фаз, однако, не является избирательным по отношению к какой-либо из них. На рис. 1, в показана микроструктура, полученная путем травления в электролите, представляющем собой водный раствор гидроксида бария. Как видно, данный раствор пригоден для избирательного травления фаз. При его использовании происходит вытравливание аустенитной фазы (темные участки), а ферритная контрастно проявляется на ее фоне в виде белых участков.Таким образом, на основе изучения действия различных реактивов на аустенитно-ферритную сталь X2CrNiMoCuN25-6-3, выбран наиболее эффективный способ выявления ее структуры, который используется в дальнейших исследованиях образцов, подвергнутых различным тепловым воздействиям.Согласно СТО 22452139-001-2014 «Сварка сосудов, аппаратов и трубопроводов из дуплексных сталей» для обеспечения стойкости к коррозионному растрескиванию, сварные соединения из дуплексных сталей подвергаются термической обработке в виде отжига для снятия напряжений с последующим охлаждением в воде или на воздухе. При этом для уточнения рекомендуемых режимов термообработки рекомендуется обращаться к производителю конкретной марки стали или его официальному представителю.С целью выяснения механизма влияния режима термической обработки стали X2CrNiMoCuN25-6-3 на изменение ее микроструктуры авторами проведен комплекс исследований, при котором специально подготовленные образцы подвергались нагреву до температур 600, 800, 1050 °С в лабораторной муфельной печи СНОЛ 6/11, выдержке 15 мин и охлаждению в воде. На рис. 2 представлены микроструктуры образцов при увеличении 500 крат. Светлые области на микроструктурах – феррит, темные – аустенит.Анализ микроструктур (см. рис. 2) показывает, что изотермическая выдержка при температуре 600 °С (рис. 2, б) с последующим охлаждением в воде не изменяет структуру стали, которая изначально (рис. 2, а) является ферритной [4]. При нагреве до температуры 800 °С, выдержке и охлаждении в воде в структуре (рис. 2, в) начинает выделяться вторичный аустенит. Наряду с выделением из ферритной фазы аустенита, в ней происходит интенсивное формирование интерметаллидов (s-фазы, c-фазы и фаз Лавеса), которые на рис. 2, в имеют серый оттенок. Наличие данных фаз в микроструктуре ведет к охрупчиванию стали. Предотвратить образование интерметаллидов позволяет повышение температуры нагрева до 1050 °С (рис. 2, г). При этом происходит наиболее полное превращение ферритной фазы в аустенитную. После резкого охлаждения в структуре устанавливается практически равное количество ферритной и аустенитной фаз.   а) б) в) г)Рис. 2. Микроструктура стали X2CrNiMoCuN25-6-3 без термообработки (а), после отжига при температурах 600 °С (б), 800 °С (в), 1050 °С (г)Выводы 1. В результате проведенных исследований определена эффективность различных способов и составов для выявления микроструктуры дуплексной стали X2CrNiMoCuN25-6-3 и выбрано электролитическое травление в5 %-ном растворе гидроксида бария. 2. Выбранная методика выявления структуры применена при проведении металлографических исследований образцов стали после различных режимов ее термической обработки. Доказано, что при нагреве стали до температуры 1050 °С, выдержке и охлаждении в воде формируется структура с равным количеством феррита и аустенита, что позволяет сформировать оптимальный комплекс физико-механических свойств стали (ударная вязкость, прочность), недостижимый при использовании аустенитных, мартенситных или ферритных нержавеющих сталей, а также получить коррозионную стойкость наивысшую, по сравнению с однофазными сталями.