Analiza mikrostruktury i właściwości mechanicznych stali VM12-SHC po eksploatacji

• Autorzy: Klimaszewska K. , Merda A. , Urbańczyk P. , Golański G.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2018.12.4

Warianty tytułu

EN

Analysis of microstructure and mechanical properties VM12-SHC steel after service

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniom poddano stal VM12-SHC po eksploatacji w temperaturze 545-560°C przy ciśnieniu pary 4,5 MPa po czasie 18 301 godzin. Zakres przeprowadzonych badań obejmował: określenie składu chemicznego zrealizowane za pomocą spektrometru iskrowego SpectroLab K2 oraz analizę mikrostrukturalną wykonaną za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Zakres przeprowadzonych badań mechanicznych obejmował: pomiar twardości metodą Vickers’a, statyczną próbę rozciągania oraz próbę udarności. Analizę wydzieleń przeprowadzono za pomocą metody izolatów węglikowych. Badana stal po eksploatacji charakteryzowała się strukturą martenzytyczną z licznymi wydzieleniami węglików M23C6, fazy Lavesa oraz złożonych azotków CrNbN (faza Z). Przeprowadzone badania mikrostruktury i właściwości mechanicznych stali VM12-SHC wykazały względnie niewielki stopień degradacji badanego materiału, co przełożyło się na zachowane nadal wysokie właściwości mechaniczne badanej stali.

EN

The investigated material was VM12-SHC steel after service at the temperature of 545-560°C and steam pressure of 4.5 MPa after 18 301 hours. The scope of the research included: the study of the chemical composition using a spark spectrometer SpectroLab K2, and microstructural tests by a scanning electron microscope (SEM). The scope of mechanical tests included: the hardness measurement by the Vickers method, the static test of tension and the impact strength test. The analysis of precipitates was performed using the method of carbide isolates. The examined steel after service was characterised by a martensitic structure with numerous precipitations of M23C6 carbides, Laves phase and CrNbN (Z phase). The tests performed on the microstructure and mechanical properties of VM12-SHC steel showed a relatively minor degree of degradation of the examined material, which was reflected in high mechanical properties of the investigated steel.

Słowa kluczowe

PL

żarowytrzymałe stal martenzytyczna; mikrostruktura; właściwości mechaniczne

EN

heat resistant martensitic steel; microstructure; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 85, nr 12
• Strony: 424--426
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Klimaszewska K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Inżynierii Materiałowej ul. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa

autor

Merda A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Inżynierii Materiałowej ul. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa

autor

Urbańczyk P.

• Urząd Dozoru Technicznego, ul. Władysława Przybylaka 8, 41-300 Dąbrowa Górnicza Częstochowa

autor

Golański G.

• Politechnika Częstochowska, Wydział inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Inżynierii Materiałowej ul. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Golański Grzegorz, Cezary Kolan, Joanna Jasak. 2017. „Degradation of microstructure and mechanical properties of high-chromium steels used in the power industry”. Intech OpenCreep : 31-48.
• [2] Golański Grzegorz, Joanna Jasak. 2011. „Rola złożonego azotku Cr(V, Nb)N -fazy Z w wysokochromowych stalach martenzytycznych”. Inżynieria Materiałowa 32 (6) : 917-922.
• [3] Zeman Marian, Sylwester Błacha. 2014. „Spawalne martenzytyczne stale żarowytrzymałe nowej generacji”. Przegląd Spawalnictwa (4) : 51-61.
• [4] Golański Grzegorz, Paweł Urbańczyk, Nowoczesne stale ferrytyczne i austenityczne dla energetyki -charakterystyka, Agenda Wydawnicza SIMP, Warszawa 2018.
• [5] Zieliński Adam. 2016. Trwałość eksploatacyjna żarowytrzymałych stali o osnowie ferrytycznej w warunkach długotrwałego oddziaływania temperatury. Instytut Metalurgii Żelaza, Monografia (7).
• [6] Dobrzański Janusz, Adam Zieliński, Jerzy Pasternak, Adam Hernas. 2010. „Doświadczenia z zastosowania nowych stali do wytwarzania elementów kotłów na parametry nadkrytyczne”. Prace IMŻ (1) : 51-60.
• [7] Brózda Jerzy. 2004. „Stale żarowytrzymałe nowej generacji, ich spawalność i własności złączy spawanych. Część I. Cel stosowania stali żarowytrzymałych nowej generacji, ich charakterystyka i wynikające korzyści”. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa (1) : 41-49.
• [8] Dobrzański Janusz, Jerzy Pasternak. 2009. „Krajowe doświadczenia w zakresie możliwości zastosowania wysokochromowych stali martenzytycznych na elementy krytyczne kotłów o parametrach nadkrytycznych”. Prace IMiUE Politechniki Śląskiej : 153-186.
• [9] PN-EN ISO 6892-1:2016-09 Metale --Próba rozciągania --Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.
• [10] PN-EN ISO 148-1:2017-02 Metale --Próba udarności sposobem Charpy›ego --Część 1: Metoda badania.
• [11] Material Data Sheet MDS 439 – High temperature CrCoWMoVNb – steel with 12%Cr for tubes, 2009.
• [12] Golański Grzegorz, Adam Zieliński. 2011. „VM12 – nowa stal z kobaltem dla energetyki”. Hutnik Wiadomości Hutnicze 78 (3) : 228-232.
• [13] Dobrzański Janusz, Adam Hernas, Jerzy Pasternak, Adam Zieliński. 2007. „Microstructure and mechanical properties characteristics of welded joints made of creep– resistant steel with 12%Cr, V, W and Co additions”. 5th International Conference on Advanced in Material Technology for Fossil Power Plants : 616-626.
• [14] Zielińska-Lipiec Anna, Tadeusz Kozieł, Aleksandra Czyrska-Filemonowicz. 2009. „Zmiany mikrostruktury martenzytycznych stali 12%Cr obniżające ich wytrzymałość na pełzanie”. Materiały i technologie do budowy kotłów nadkrytycznych. Wyd. SITPH : 102-110.
• [15] Wei Yans, Wang Wei, Shan Yiyin, Yang Ke, Sha Wei, 9-12 Heat-Resistant Steels, Engineering Materials, Switzerland 2015.
• [16] Golański Grzegorz, Anna Zielińska – Lipiec, Adam Zieliński, Marek Sroka. 2017. “Effect of long-term service on microstructure and mechanical properties of martensitic 9%Cr steel”. JMEP (26) : 1101-1107.
• [17] Golański Grzegorz, Adam Zieliński, Jacek Słania, Joanna Ja¬sak. 2014. „Mechanical properties of VM12 steel after 30 000 hrs of ageing at 600°C temperature’. Archives of Metallurgy and Materials (59): 1351-1354.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).