The analysis of the microstructure of welded joints in steel P5 after service

• Autorzy: Merda Agata , Golański Grzegorz , Wieczorek Paweł , Staszałek Kamil

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2020.5/1

Warianty tytułu

PL

Analiza mikrostruktury złącza spawanego stali P5 po eksploatacji

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The material subjected to the tests discussed in the article was a section of a welded joint made of bainitic steel P5. The joint subjected to analysis was sampled from a pipe section exposed to the effect of elevated temperature for more than 96 000 hours. The metallurgical tests revealed a relatively low degree of the degradation of the test joint. The microstructure contained retained bainite and precipitates of various morphology. The identification of precipitates revealed the presence of M₂₃C₆ and M₂C precipitates in the joint. The M₂₃C₆ carbides were observed along the boundaries of former austenite grains. The above-named identification of precipitates also revealed the presence of M₂C and M₂₃C₆ C6 carbides within the grains/laths. The insignificant exhaustion of the joint microstructure might be ascribed to the fact that the joint was subjected to relatively low temperature for a relatively short time.

PL

Badaniu poddano wycinek złącza spawanego bainitycznej stali P5. Analizowane złącze pobrano z wycinka rury po długotrwałej eksploatacji w podwyższonej temperaturze. Przeprowadzone badania metaloznawcze wykazały względnie niewielki stopień degradacji badanego materiału. W mikrostrukturze obserwowano zachowaną bainityczną budowę z wydzieleniami o różnej morfologii. Przeprowadzona identyfikacja wykazała występowanie w badanym złączu wydzieleń M₂₃C₆ i M₂C. Węgliki M₂₃C₆ obserwowano po granicach ziaren byłego austenitu, natomiast wewnątrz ziaren/listew ujawniono występowanie węglików M₂C i M₂₃C₆. Względnie niewielki stopień wyczerpania mikrostruktury badanego złącza wynikał zapewne z relatywnie niskiej temperatury i zbyt krótkiego czasu eksploatacji.

Słowa kluczowe

EN

welded joint; P5 steel; microstructure

PL

złącze spawane; stal P5; mikrostruktura

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 64, No. 5
• Strony: 7--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Merda Agata

• Częstochowa University of Technology; Institute of Materials Engineering

autor

Golański Grzegorz

• Częstochowa University of Technology; Institute of Materials Engineering

autor

Wieczorek Paweł

• Częstochowa University of Technology; Institute of Materials Engineering

autor

Staszałek Kamil

• „Pro Novum” Sp. z o. o. Science and Technology Service Company

Bibliografia

• [1] Golański G., Zieliński A., Słania J., Jasak J.: Mechanical properties of VM12 steel after 30 000 hrs of ageing at 600°C temperature. Archives of Metallurgy and Materials, 2014, vol. 59, no. 4, pp. 1357–1360.
• [2] Zieliński A., Paszkowska H., Skupień P., Golański G.: Assessment of service life of HCM12 steel after 100 000 HRS of service. Archives of Metallurgy and Materials, 2016, vol. 61, pp. 1021–1029.
• [3] Zeman M., Łomozik M., Brózda J.: Problems with welding steel T24 intended for membrane walls of boilers. Welding International, 2014, vol. 28, pp. 831–840.
• [4] Golański G., Jasak J., Słania J.: Microstructure, properties and welding of T24 steel – critical review. Kovove Materialy-Metallic Materials, 2014, vol. 52, pp. 99–106.
• [5] Dobrzański J., Zieliński A., Paszkowska H.: Sposób oceny trwałości resztkowej na przykładzie materiału rodzimego i złącza spawanego po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania znacznie poza czas obliczeniowy eksploatacji. Works of IMŻ 63/1, 2009, pp. 34–37.
• [6] Łomozik M., Zeman M., Jachym R.: Cracking of welded joints made of steel X10CrMoVNb9-1 (T91)—Case study. Kovove Materialy, 2012, vol. 50, no. 4, pp. 285–294.
• [7] Łomozik M., Hernas A., Zeman M.L.: Effect of welding thermal cycles on the structure and properties of simulated heat-affected zone areas in X10CrMoVNb9-1 (T91) steel at a state after 100,000 h of operation. Materials Science and Engineering: A 637, pp. 82–88.
• [8] Kumšlytis V., Skindaras R., Valiulis A. V.: The Structure and Properties of 5 % Cr- 0.5 % Mo Steel Welded Joints after Natural Ageing and Post-weld Heat Treatment. Materials Science 18/2.
• [9] Material Data Sheet, Alloy steel tubes – P5 / T5, Peninsular Steel Tubes.
• [10] PN-EN ISO 5817:2014-05 – Spawanie – Złącza spawane ze stali, niklu, tytanu i ich stopów (z wyjątkiem spawanych wiązką) – Poziomy jakości według niezgodności spawalniczych
• [11] Saucedo-Muñoz M. L., Komazaki S. I., Avila-Davila E. O., Lopez-Hirata V. M., Dorantes-Rosales H. J.: Precipitation characterization and creep strength at 600°C for creep resistant Cr–Mo steel. ISIJ International, 2019.
• [12] Das S., Joarder A.: Effect of long-term service exposure at elevated temperature on microstructural changes of 5Cr-0.5Mo steels. Metallurgical and Materials Transactions A, 28, 1997, no. 8, pp. 1607–1616.
• [13] Zhao Y., Ma Q., Song S.: Hardening Embrittlement and Non-Hardening Embrittlement of Welding-Heat-Affected Zones in a Cr-Mo Low Alloy Steel. Metals, 2018, no. 8, pp. 1–12.
• [14] Wielgosz R.: Próba prognozowania trwałości stali chromowo-molibdenowych dla energetyki. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, 1988, no. 8.
• [15] Yu Z. S., Sun F., Zhanga J. X., Wang H. Z., Yuan Y., Zhao L., Liu X.: Effect of microstructural features on hardness in simulated heat affected zone of an advanced low-alloyed steel. Journal of Alloys and Compounds, 2017, vol. 697, pp. 86–89.
• [16] Khan S. A., Islam M. A.: Influence of prior austenite grain size on the degree of temper embrittlement in Cr-Mo steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2007, vol. 80, pp. 80–85.
• [17] Fujibayashi S., Endo T.: Creep behavior at the intercritical HAZ of a 1.25Cr-0.5Mo steel. ISIJ International, 2002, vol. 42, pp. 1309–1317.
• [18] Francis J. A., Mazur W., Bhadeshia H. K. D. H.: Review Type IV cracking in ferritic power plant steels. Materials Science and Technology, 2013, vol. 22, pp. 1387–1395.

Uwagi

1. Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 5-8.

2. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).