Wysokotemperaturowe siarkowanie stali typu Fe-Cr-Al: aktualny stan i perspektywy badań

• Autorzy: Homa M

Warianty tytułu

EN

High-temperature sulphidation of Fe-Cr-Al steels: the present state of the art and future research

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia krytyczną analizę obecnego stanu wiedzy na temat badań nad żaroodpornością stali typu Fe-Cr-Al z grupy AFA (Alumina Forming Alloys) w atmosferach siarkujących. Zachowanie się tych materiałów w środowisku gorących gazów jest od lat przedmiotem wnikliwych badań. W warunkach wysokotemperaturowego siarkowania w atmosferach takich, jak gazowa siarka, siarkowodór, gazy spalinowe, merkaptany i inne na powierzchni tych materiałów tworzą się wielowarstwowe zgorzeliny siarczkowe. Warstwy te ze względu na swoją budowę (pęknięcia, szczeliny oraz pustki na granicy zgorzelina/stal) wykazują słabe właściwości ochronne nie zabezpieczając stali przed dalszą degradacją. Skład chemiczny zgorzelin tworzących się w różnych atmosferach siarkowych jest podobny i najczęściej analiza rentgenowska wykazuje obecność siarczków chromu, żelaza oraz glinu, a także sulfospineli. Udział poszczególnych siarczków w poszczególnych warstwach, zależy od rodzaju medium siarkującego, temperatury i czasu ekspozycji oraz składu chemicznego siarkowanego materiału. Wzrost wielowarstwowych zgorzelin siarczkowych odbywa się na drodze odrdzeniowej dyfuzji kationów metalu (Fe, Cr, Al) w strukturze sieci krystalicznej oraz dordzeniowej dyfuzji siarki poprzez nieciągłości w strukturze warstwy.

EN

This work reviews the current state of research regarding high temperature sulphidation resistance of Fe-Cr-Al steels that belong to a family of AFA (Alumina Forming Alloys). The behavior of these steels in hot gases environment (sulphur, H2S, combustion gases, mercaptans etc.) is a subject of intensive research. During high temperature sulphidation none-protective porous and cracking multilayer scale is formed on their surface. The chemical composition of this scales depends on atmosphere composition. Mostly, the XRD analysis shows that mainly the scales consist of iron, chromium, aluminum sulphides and sulfospinels. The amount of particular sulphides in particular layers depends on atmosphere, temperature, time of sulphidation and chemical composition of the material. The growth of multilayer scales take place by the outward diffusion of metal cations (Fe, Cr, Al) through the defects of the crystal lattice and inward diffusion of the sulphur through the discontinuities in the layer structure.

Słowa kluczowe

PL

zgorzelina; siarczki; stale typu Fe-Cr-Al; siarkowanie

EN

scale; sulfides; Fe-Cr-Al steels; high temperature sulfidatio

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 48, z. 4
• Strony: 19--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Homa M

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Mrowec S., Weber T.: Korozja gazowa metali, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1974, s. 425-453
• 2. Strafford K.N., Datta P.K.: Corrosion Science, 1993, nr 35, pp. 1053-1063
• 3. Homa M.: Prace Instytutu Odlewnictwa, 2008, vol. XLVIII, nr 3, s. 57-85
• 4. Stawiarski A., Gil A., Kuc A., Żurek Z.: Ochrona przed Korozja., 2003, nr 11/A, s.127-130
• 5. Homa M., Żurek Z., Żurek J., Rakowska A., Stawiarski A., Gil A., Reszka K.: Ochrona przed Korozja., 2002, nr 11/A, s. 296-301
• 6. Homa M., Żurek Z., Stawiarski A., Żurek J., Jaroń A., Gil A.: Czasopismo Techniczne Politechniki Krakowskiej, 2003, z. 2-Ch, s. 1-11
• 7. Gilewicz-Wolter J.: Fizyka, 1999, nr 22, s. 15-19,
• 8. Gaweł J. Wyczesany A.: Corrosion Science, 1998, nr 28, pp. 867-872
• 9. Żurek Z., Jedliński J., Gilewicz-Wolter J., Homa M., Bernasik A.: Defect and Diffusion Forum, 2004, vol. 237-240, pp. 971-978
• 10. Homa M., Żurek Z.: Physico Chemical Mechanics of Materials, 2006, vol. 5, Special Issue 1, pp. 188-191
• 11. Wang C.R., Zhao Z.B., Xia S.K., Zhang W.Q.: Oxidation of Metals, 1998, vol. 32, nr3/4, pp. 241-272
• 12. Schulte M., Rahmel A., Schütze M.: Oxidation of Metals, 1998, nr 49, pp. 33-70
• 13. Pillis M.F., Ramanathan L: Materials Research, 2004, vol. 7, nr 1, pp. 97-102
• 14. Homa M., Żurek Z.: Ochrona przed Korozją, 2007, nr 11s/A, s. 110-114
• 15. Homa M., Żurek Z.: Materials Science Forum, 2008, pp. 595-598, pp. 763-768
• 16. Narita T., Przybylski K., Smeltzer W.W.: Oxidation of Metals, 1984, vol. 22, nr 3/4, pp. 181-200
• 17. Narita T., Ishikawa T.: Materials Science and Engineering, 1989, nr A120, pp. 31-38
• 18. Mrowec S., Wędrychowska M.: Oxidation of Metals, 1979, vol. 13, nr 6, pp. 481--04
• 19. Mrowec S.: Oxidation of Metals, 1995, nr 44, pp. 177-209