Mikrostruktura i właściwości nowych martenzytycznych stali 12 % Cr dla nadkrytycznych bloków energetycznych

• Autorzy: Zielińska-Lipiec A. , Kozieł T. , Czyrska-Filemonowicz A.

Warianty tytułu

EN

Microstructure and properties of new martensitic 12 % Cr steels for supercritical power plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniom mikrostrukturalnym poddano martenzytyczną stal VM12 zawierającą 12 % chromu, opracowaną przez COST 522 dla elektrowni konwencjonalnych pracujących w temperaturze około 625÷650 °C. Analizowano mikrostrukturę stali w stanie dostawy, po długotrwałym (29 000 godz.) wyżarzaniu, jak i pełzaniu w temperaturze 625 °C. Ilościową analizę obrazu na elektronomikroskopowych zdjęciach mikrostruktury prowadzono w celu określenia gęstości dyslokacji wewnątrz listew martenzytu/podziarn, wielkości podziarn, jak i wielkości (średnia średnica) oraz kształtu (współczynnik kształtu) wydzieleń. Fazy wtórne identyfikowano przy wykorzystaniu selektywnej dyfrakcji elektronów. Badania za pomocą TEM wykazały, że zarówno długotrwałe wyżarzanie, jak i pełzanie w temperaturze 625 °C powoduje zmiany w mikrostrukturze. Ilościowa analiza parametrów mikrostruktury wykazała, że podczas długotrwałego (29 000 godz.) wyżarzania wielkość podziarn oraz węglików M23C6 rośnie. Dla stali odkształconej podczas pełzania zmiany w mikrostrukturze są bardziej zawansowane w porównaniu ze stalą jedynie wyżarzaną w tym samym czasie. W artykule dyskutowana jest ewolucja mikrostruktury i jej wpływ na długoczasową wytrzymałość na pełzanie stali VM12.

EN

The microstructure of the new COST martensitic 12 % chromium steel VM12 developed for advanced power stations operated around 625÷650 °C in the as received condition and after long-term creep exposure (up to around 29 000 h) has been investigated. Quantitative analyses of VM12 steel microstructure based on TEM micrographs were undertaken to determine the dislocations density within the subgrains, the width of the martensite laths/subgrains and the particles parameters (shape, size, distribution). Phases identification was performed using electron diffraction. The TEM results showed that the thermal exposure at 625 °C and creep deformation caused some changes of VM12 steel microstructure. The statistical quantitative analyzes of the microstructural parameters, showed that the size of subgrains and M23C6 precipitates slightly increased after exposure up to 29 000 h. In the creep tested specimens, microstructure changes were much more pronouced than in the thermal exposed specimens. Microstructural stability and its influence on the long-term rupture strength of the VM12 steel is discussed in the paper.

Słowa kluczowe

PL

stal 12Cr; odporność na pełzanie; stabilność mikrostruktury

EN

12 % Cr steels; creep behaviour; microstructure stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 76, nr 4
• Strony: 269--275
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zielińska-Lipiec A.

autor

Kozieł T.

autor

Czyrska-Filemonowicz A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Ennis P. J., Quadakkers W.: The Oxidation Behavior of Chromium Steels in Supercritical Steam Power Plant. Materiały 7th Liege Conference ‘Materials for Advanced Power Engineering’, 30 Sept-2 Oct 2002, Ličge, Belgium, Lecomte- Beckers J, i inni (red.), Forschungszentrum Jülich, Energy Technology series, Volume II, Part II, 2002, s. 1131-1142
• 2. Czyrska-Filemonowicz A., Ennis P. J., Zielińska-Lipiec A.: High Chromium Creep Resistant Steels for Modern Power Plant Applications. Metallurgy on the Turn Of 20th Century. K. Świątkowski (red.), The Committee of Metallurgy of the Polish Academy of Sciences, Kraków 2002, s. 193-218
• 3. Stadelmann P.: JEMS Java Electron Microscopy Software http://cime.epfl.ch
• 4. Zielińska-Lipiec A.: Analiza stabilności mikrostruktury modyfikowanych stali martenzytycznych 9 % Cr w procesie wyżarzania i pełzania, AGH Uczelniane Wyd. Naukowo-Techniczne, Rozprawy-Monografie, nr 146, Kraków 2005
• 5. Zielińska-Lipiec A., Bendick W., Cempura G., Vandenbergie B., Ennis P. J., Czyrska-Filemonowicz A.: Microstructural Development of VM12 Steel Caused by Creep Deformation at 625 °C. Materiały 8th Ličge Conference ‘Materials for Advanced Power Engineering 2006 Belgium, Lecomte-Beckers J., i inni (red.),Volume II, 2006, s. 1077-1086
• 6. Hald J.: Microstructure and Long-term Creep properties of 9-12 % Cr Steels. Int. J. of Pressure Vessels and Piping, t. 85, 2008, s. 30-37
• 7. Agamennone R., Blum W., Guta C., Chakravartty J. K.: Evolution of microstructure and deformation resistance in creep of tempered Martensitic 9-12 %Cr-2 %W-5 %Co steels. Acta Mater, t 54, 2006, s. 3003-3014.
• 8. Golpayegani A., Ardrén H. O., Danielsen H., Hald J.: A Study on Z-phase Nucleation in Martensitic Chromium Steels, Mat. Sci. Eng., t. A489, 2008, s. 310318
• 9. Ennis P. J., Zielińska-Lipiec A., Wachter O., Czyrska- Filemonowicz A.: Microstructural Stability and Creep rupture Strength of the Martensitic Steel P92 for Advanced Power Plant. Acta Mater., t. 45, 1997, s. 4901-4907
• 10. Pesicka J., Kuzel R., Dronhofer A., Eggeler G.: The Evolution of Dislocation Density during Heat Treatment and Creep of Tempered Martensite Ferritic Steels. Acta Mater., t. 51, 2003, s. 4847-4862
• 11. Sklenicka V., Kucharova K., Svoboda M., Kloc L., Bursik J, Kroupa A.: Long-term Creep Behaviour of 9-12 %Cr Power Plant Steels. Mater. Charact., t. 51, 2003, s. 35-48