Microstructure and properties of 12CR2MOWVTIB steel for power generation application

• Autorzy: Cieszyński K. , Osuch W. , Kaczorowski M. , Czyrska-Filemonowicz A.

Warianty tytułu

PL

Własności i mikrostruktura stali 12CR2MOWVTIB dla zastosowań w energetyce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of microstructural analyses of 12Cr2MoWVTiB steel. Investigations of this steel are performed in Europe for the first time. The low-alloyed, heat-resistant 12Cr2MoWVTiB (GY102) ferritic steel was invented by the Central Iron & Steel Research Institute (CISRI) and developed by Chinese boiler producers to be used mainly on the Chinese energy market. The beginning of implementation of this steel in power plants boiler production goes back to the 50's of the last century. The material proves a good microstructural stability during long tenn service at elevated temperature. The steel was mostly applied as superheater/re-heater tubes in subcritical boilers, where the temperature was lower than 560°C. The 12Cr2MoWVTiB steel was used for boilers construction until 2005. The samples for microstructural investigation were cut from 12Cr2MoWVTiB steel tube manufactured in China. The microstructural investigation was performed using a light microscope, scanning electron microscope and transmission electron microscopes. Microhardness tests were conducted by Hannemann method. The microstructure of the as-received tube consists of ferrite grains with some bainite areas as well as primary MC carbides and secondary precipitates formed during tempering of the steel. Some of the particles precipitated during tempering were identified by electron diffraction as VC and M23C6 carbides. It was found that fine VC carbides nucleate on dislocations inside the grains, while the large M23C6 carbides precipitate at the grain boundaries. Significant differences in the grain size of the tube cross-section influence the microhardness of the tube. The microhardness of the tube interior amounts to 230 HV0.05, whereas microhardness of the outer zone ranges within 170÷190 HV0.05. Further investigations are under implementation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz mikrostrukturalnych stali 12Cr2MoWVTiB. Badania nad tą stalą są wykonywane po raz pierwszy w Europie. Niskostopowa, żaroodpoma stal feriytyczna 12Cr2MoWVTiB (GY102) została opracowana przez Central Iron & Steel Research Institute (CISRI) i przez chińskich producentów kotłów do zastosowań głównie na chińskim rynku energii. Pierwsze zastosowania tej stali w blokach energetycznych sięga lat 50. ubiegłego wieku. Stal ta w czasie długotrwałej eksploatacji w kotłach w podwyższonej temperaturze wykazuje dobrą stabilność mikrostrukturalną. Stal 12Cr2MoWVTiB była stosowana głównie na wężownice przegrzewaczy pary pierwotnej i pary wtómie przegrzanej w kotłach na parametry konwencjonalne, gdzie temperatura pary była niższa niż 560°C. Stal 12Cr2MoWVTiB była używana do budowy kotłów do 2005 roku. Próbki do badań mikrostrukturalnych wycięto z rury w gatunku 12Cr2MoWVTiB wyprodukowanej w Chinach. Do badań mikrostrukturalnych użyto: mikroskopu świetlnego, skaningowego mikroskopu elektronowego oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Badania mikrotwardości przeprowadzono metodą Hannemann'a. Próbki do badań mikrostrukturalnych wycięto z rury gatunku 12Cr2MoWVTiB wyprodukowanej w Chinach. Do badań mikrostrukturalnych użyto mikroskopu świetlnego, skaningowego mikroskopu elektronowego oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Badania mikrotwardości przeprowadzono sposobem Hannemanna. Mikrostruktura rury w stanie dostawy składa się z ziaren feirytu z obszarami bainitu, pierwotnych węglików MC oraz wydzieleń wtómych powstałych podczas hartowania stali. Część wytrąceń powstałych podczas odpuszczania zidentyfikowano na podstawie dyfrakcji elektronów jako węgliki wanadu VC oraz M23C6. Z obserwacji wynika, że węgliki wanadu VC zarodkują na dyslokacjach wewnątrz ziaren, a duże węgliki M23C6 wytrącają się na granicach ziaren. Wpływ na mikrotwardość w przekroju poprzecznym rury ma znaczna różnica w wielkości ziaren. Mikrotwardość w wewnętrznej warstwie ścianki rury wynosiła 230 HV0,05, natomiast w warstwie zewnętrznej zmieniała się w granicach 170÷190 HV0,05.

Słowa kluczowe

EN

water wall; microstructure and properties of 12Cr2MoWVTiB; materials for power generation

PL

ściana szczelna; własności i mikrostruktura stali 12Cr2MoWVTiB; materiały dla energetyki

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 4
• Strony: 257--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cieszyński K.

• RAFAKO S.A., Poland

autor

Osuch W.

• AGH University of Science and Technology, Krakow

autor

Kaczorowski M.

• RAFAKO S.A., Poland

autor

Czyrska-Filemonowicz A.

• AGH University of Science and Technology, Krakow

Bibliografia

• [1] Xie X. et al: Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants. Proceedings from the Sixth Intemational Conference, August. 31, September 3, 2010, Santa Fe, New Mexico, USA, D. Gandy et (eds), ASM Intemational (2010) 30.
• [2] Nowack R., Gotte Ch., Heckmann S.: Qualitatsmanagment bei RWE am Beispiel des Kesselwerkstoffs T24. VGB 11/2011, ISSN: 1435÷3199. 40÷44.
• [3] Stadelmann P.: JEMS Java Electron Microscopy Software, http://cimewww.epfl.ch/people/.