Analiza zmian struktury i właściwości użytkowych austenitycznej stali HR3C po 26 000 godzin eksploatacji

• Autorzy: Golański G. , Zieliński A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2018.10.8

Warianty tytułu

EN

Analysis of the changes in the structure and functional properties of austenitic HR3C steel after 26,000 hours of service

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniom metaloznawczym poddano próbki ze stali HR3C pobrane z wycinka rurociągu po około 26 000 godzin eksploatacji w temperaturze 550°C. Badana stal charakteryzowała się strukturą austenityczną z licznymi o zróżnicowanej morfologii wydzieleniami wewnątrz ziaren oraz licznymi cząstkami na granicach tworzącymi tzw. ciągłą siatkę. Analiza izolatów węglikowych wykazała obecność w strukturze badanej stali następujących wydzieleń: NbC, fazy Z i M23C6. Właściwości wytrzymałościowe stali HR3C określone zarówno w temperaturze pokojowej, jak i podwyższonej (550 i 600°C) były co najmniej 30% wyższe od wymaganego minimum przy zachowaniu wymaganej plastyczności. Podobny wzrost w porównaniu do stanu wyjściowego widoczny był dla odporności na pełzanie. Obserwowany wzrost właściwości mechanicznych wynikał z umocnienia badanego stopu mechanizmem wydzieleniowym.

EN

The physical metallurgical tests were performed on the test pieces made of HR3C steel taken from a section of a pipeline after around 26,000 hours of service at the temperature of 550°C. The examined steel was characterised by the austenitic structure with numerous precipitates of diverse morphology inside the grains and numerous particles on the boundaries forming the so-called continuous grid. The analysis of carbide isolates showed the presence of the following precipitates in the structure of the investigated steel: NbC, Z phase and M23C6. The strength properties of HR3C steel, determined both at room and elevated temperature (550 and 600°C), were higher by at least 30% than the required minimum, maintaining the required plasticity at the same time. A similar growth in comparison with the as-received state was visible for the creep resistance. The observed growth of mechanical properties resulted from the strengthening of the examined alloy with the precipitation mechanism.

Słowa kluczowe

PL

właściwości użytkowe; stal austenityczna; eksploatacja; morfologia wydzieleń; własności mechaniczne

EN

functional properties; austenitic steel; operation; morphology of precipitates; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 85, nr 10
• Strony: 367--369
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golański G.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów Instytut Inżynierii Materiałowej, Al. Armii Krajowej 19, 42- 200 Częstochowa

autor

Zieliński A.

• Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach, ul. Miarki 12-14, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Chi Ch., Yu H., Xie X. 2011. Advanced Austenitic Heat-Resistant Steels for Ultra-Super-Critical (USC) Fossil Power Plants. Alloy steel – properties and use, (edited by E. V. Morales) InTech Publ., 171- 201.
• [2] Iseda A., Okada H., Semba H., Igarashi M. 2007. Long term creep properties and microstructure of SUPER304H, TP347HFG and HR3C for A-USC boilers. Energy Materials, 2, 4, 199-206.
• [3] Zieliński A., Sroka M., Hernas A., Kremzer M. 2016. The effect of long term impact of elevated temperature on changes in microstructure and mechanical properties of HR3C steel. Arch. Metall. Mater., 61, 2, 761-766.
• [4] Wang B., Liu Z.-D., Cheng S.-Ch., Liu Ch.-M., Wang J.-Z. 2014. Microstructure evolution and mechanical properties of HR3C steel during long-term aging at high temperature. Journal of Iron and Steel Research International, 21, 8, 765-773.
• [5] Hernas A., Bednarczyk I., Mościcki A., Fudali S., Hajda J. 2016. Mikrostruktura i ciągliwość stali HR3C po starzeniu w 650oC. Energetyka, 11, 664-666.
• [6] Zieliński A., Golański G., Sroka M. Dobrzański J. 2016. Estimation of long-term creep strength in austenitic power plant steels. Mater. Sc. Techn., 32, 8, 780-785.
• [7] Golański G., Zieliński A., Purzyńska H. 2017. Precipitation proces in creep-resistant austenitic steels, Austenitic stainless steels (edited by Borek W., Tański T., Brytan Z.). InTech Publ., 93-112.
• [8] Sourmail T. 2001. Precipitation in creep resistant austenitic stainless steel. Mater. Sc. Techn., 14, 1-14.
• [9] Zhu C. Z., Yuan Y., Zhang P., Yang Z., Zhou Y. L., Huang J. Y., Yin H. F. Dang Y. Y., Zhao X. B, 2018. A modified HR3C austenitic heat-resistant steel for ultra-supercritical power plants applications beyond 650oC. Metall. Mater. Trans., 49A, 434-438.
• [10] Magnusson H., Sandstrom R. 2009. Influence of aluminium on creep strength of 9–12% Cr steels. Mater. Sc. Eng., 527A, 118-125.
• [11] Tanaka H., Murata M., Abe F., Irie H. 2001.Microstructural evolution and change in hardness in type 304H stainless steel during long-term creep. Mater. Sc. Eng., A319-321, 788-791.
• [12] Golański G., Urbańczyk P. 2018 (w druku). Nowoczesne stale ferrytyczne i austenityczne dla energetyki – charakterystyka. Warszawa.
• [13] Yang Y., Zhu L., Wang Q., Zhu Ch. 2014. Microstructural evolution and the effect on hardness and plasticity of S31042 heat-resistant steel during creep, Mater. Sc. Eng., 608A, 164-173.
• [14] Golański G., Kolan C., Zieliński A., Klimaszewska K., Merda A., Sroka M., Kłosowicz J. 2016. Microstructure and mechanical properties of HR3C austenitic steel after service. Arch. Mater. Sc.Eng. , 2, 81, 62-67.

Uwagi

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