Mikrostruktura i odporność korozyjna powłok ze stopu Inconel 625 napawanych na rury kotłów w spalarniach odpadów w środowisku gazów agresywnych

• Autorzy: Solecka M. , Kopia A. , Dymek S. , Radziszewska A. , Gut S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.4.4

Warianty tytułu

EN

Microstructure and corrosion resistance in aggressive environment Inconel 625 clad layer alloy used in waste incineration plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i składu chemicznego powłok ze stopu Inconel 625 napawanych metodą CMT (Cold Metal Transfer) na rury kotłów stosowanych w spalarniach odpadów komunalnych w stanie po napawaniu oraz po teście korozji. Badania odporności na korozję wysokotemperaturową powłok przeprowadzono w temperaturze 750˚C w czasie 1000 h. Eksperyment został przeprowadzony w mieszaninie gazów agresywnych – 9%O2+0,2%HCl+0,08%SO2+N2. Badania mikrostruktury powłok przeprowadzono za pomocą mikroskopu świetlnego oraz skaningowego. Skorodowaną powierzchnię stopu zbadano za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (SEM, TEM). Próbki poddano również analizie jakościowej i ilościowej składu chemicznego za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS). Dyfrakcyjna rentgenowska analiza fazowa (XRD) ujawniła powstawanie na powierzchni próbki związków: Cr2O3, Ni3Mo, CrNbO4 i niestechiometrycznego związku Cr0,4Ni0,6. Na powierzchni spoiny stwierdzono obecność tlenku Fe2O3.

EN

In the paper results of microstructure and chemical composition of the alloy Inconel 625 deposited coatings by CMT on the boiler tubes for waste incineration plants. The corrosion test at 750˚C temperature for 1000 h in aggressive environment (9%O2+0.2%HCl+0.08SO2+N2) was performed. The microstructure and chemical compositions of the deposited coatings were analysis using light and scanning electron microscopy. The corrosion products of the coatings were characterized by electron scanning and transmission microscopy (SEM, TEM). For quantitative description of the chemical composition of corroded weld overlays the energy depressive X-ray spectroscopy analysis (EDS) was used. The X-ray diffraction characteristics of the scale showed that surface corrosion processes induce the formation of a Cr2O3, Ni3Mo and nonstoichiometric Cr0.4Ni0.6. The presence of iron in the cladded weld surface is conducive to the formation of Fe3O4 oxide.

Słowa kluczowe

PL

Inconel 625; korozja wysokotemperaturowa; SEM; TEM; RTG

EN

Inconel 625; high-temperature corrosion; SEM; TEM; XRD

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 4
• Strony: 147--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Solecka M.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kopia A.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Dymek S.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Radziszewska A.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Gut S.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Adamiec Janusz. 2009. “High temperature corrosion of power boiler components cladded with nickel alloys”. Materials Characterization 60: 1093−1099.
• [2] Adamiec Janusz, Barbara Piliszko. 2007. „Wysokotemperaturowa korozja elementów kotłów przemysłowych napawanych stopami niklu Inconel 625 i 686”. Inżynieria Materiałowa 6: 907−913.
• [3] Bruckner Junger. 2009. „Metoda CMT – rewolucja w technologii spawania”. Przegląd Spawalnictwa 7−8: 24−30.
• [4] DuPont John N. 1996. “Solidification of an alloy 625 weld overlay”. Metallurgical and Material Transactions A 27A: 3612−3620.
• [5] DuPont John N., Carlo V. Robino, Arnold R. Marder. 1998. „Solidification and weldability of Nb-bearing superalloys”. Welding Research Supplement: 417−431.
• [6] DuPont John N., Jorg C. Lippold, Samuel D. Kiser. 2009. Welding metallurgy and weldability of nickel-base Alloys. New York: John Wiley& Sons.
• [7] Formanek Bolesław, Krzysztof Szymański, Bożena Szczucka-Lasota. 2011. „Korozja i ochrona elementów kotłów energetycznych spalających odpady”. Ochrona przed Korozją 4−5: 171−176.
• [8] Jarosiński Jacek, Michał Błaszczyk. 2006. „Napawanie stali stosowanych w energetyce stopami na osnowie niklu”. Spajanie metali i tworzyw w praktyce 2: 18−23.
• [9] Klevtsov Ivan, HarriTallermo, Tatjana Bojarinova. 2005. “High temperature corrosion of boiler steels chlorine containing Surface deposits”. Journal of PresserVessel Technology 127: 106−111.
• [10] Klimpel Andrzej. 2000. Napawanie i natryskiwanie cieplne. Warszawa: WNT.
• [11] Kusiński Jan, Marek Blicharski, Łukasz Cieniek, Stanisław Dymek, Magdalena Rozmus-Górnikowska, Monika Solecka, Katarzyna Faryj. 2015. „Struktura i właściwości powłok ze stopów Inconel 625 i 686 napawanych metodą CMT na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych”. Inżynieria Materiałowa 6 (208): 363−367.
• [12] Lee Shang-Hsiu, Nicolas J. Themelis, Marco J. Castaldi. 2007. “High temperature corrosion in weste-to energy boilers”. Journal of Thermal Spray Technology 16 (1): 104−110.
• [13] Mrowec Stanisław, Teodor Werber. 1982. Nowoczesne materiały żarowytrzymałe. Warszawa: WNT.
• [14] Petrzak Paweł, Marek Blicharski, Stanisław Dymek, Monika Solecka. 2015. „Electron microscopy investigation of Inconel 625 weld overlay on boiler steel”. Solid State Phenomena 231: 113−118.
• [15] Pickin Craig Graeme, Stewaret W. Williams, M. Lunt. 2011. “Characterisation of the cold metal transfer (CMT) proces and ist application for low dilution cladding”. Journal of Materials Processing Technology 211: 496−501.
• [16] Rozmus-Górnikowska Magdalena. 2015. „Mikrostruktura i mikrosegregacja warstwy ze stopu Inconel 625 napawanej łukowo na rury kotłowe”. Inżynieria Materiałowa 5: 306−309.
• [17] Rozmus-Górnikowska Magdalena, Marek Blicharski, Jan Kusiński, Marek Paćko, Ludwik Kusiński, Marek Marszycki. 2012. „Wpływ sposobu napawania rur kotłowych na ich mikrostrukturę i własności”, Hutnik – Wiadomości Hutnicze 79 (4): 181−292.
• [18] Shankar Vani, Bhanu Sankara Rao, S.L. Mannan. 2001. “Microstructure and mechanical properties of Inconel 625 superalloy”. Journal of Nuclear Materials. 28: 222−232.
• [19] Solecka Monika, Paweł Petrzak, Agnieszka Radziszewska. 2015. “The microstructure of weld overlay Ni-base alloy deposited on carbon steel by CMT method”. Solid State Phenomena 231: 119−124.
• [20] Uusitalo Mikko. A., Petri M.J. Vuoristo, Tapio A. Mantyla. 2002. “High temperature corrosion of coatings and boiler steels in reducing chlorine-containing atmosphere”. Surface and Coatings Technology 161: 275−285.
• [21] Zahrani Ehsan Mohammadi, A. M. Alfantazi. 2013. “Hot corrosion of Inconel 625 overlay weld cladding in smelting offgas environment”. Metallurgical And Materials Transactions 44a: 4671−4699.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.