Распределение содержания титана

На 1-м образце обнаружены области начальной стадии разрушения поверхности - диффузия титана и нарушение целостности металла - межкристаллитное разрушение. Титан, кристаллизуясь в процессе восстановления на стенках реактора, диффундирует в глубь металла, так как обладает высокой диффузионной подвижностью, насыщаясь одновременно элементами, входящими в состав материала реактора.

Губка, находящаяся вблизи стенки и на дне реактора, содержит примесей значительно больше, чем губка, находящаяся в центральных зонах из-за двухстороннего диффузионного массопсрсноса. Загрязнение у дна реактора и у стенок происходит в результате диффузии примесей в титан, а также в результате осаждения на поверхности титана той массы примесей, которые образуется при растворении стали в магнии (в первую очередь никеля и железа).

При изучении второго образца от поверхности вглубь, до глубины 2250 мкм, обнаружены сильные изменения в составе металла. На глубине до 1925 мкм зарегистрирована структурно-изменённая зона, выявленная также тепловым травлением. Эта зона испещрена мелкодисперсными соединениями титана (на графиках распределения видны высокие пики). В областях, окружающих соединения, содержание титана приближается к фоновому, что связано с перераспределением титана.

Распределение содержания титана можно объяснить тем, что в процессе восстановления и сепарации титан, диффундируя в сталь, дополнительно насыщает её поверхность до 2 % и затем проникает в слой с крупнозернистой аустенитной структурой на глубину до 4 мм и более (наиболее ярко видно на глубине до 2 мм). При последующих теплосменах в результате старения в крупнозернистом слое металла образуется дополнительное количество выделяющихся карбонитридных включений, которые упрочняют сталь, несмотря на значительный рост аустенитного зерна. Так как содержание титана в аустените не может превышать 0,1 - 0,2 %, то весь титан переходит в карбонитриды, которые выделяются по границам зёрен (как раз в тех местах, где начинается межкристаллитная коррозия), также встречаются соединения титана и в зёрнах аустенита.