Changes of microstructure and mechanical properties of 7CrMoVTiB10-10(T24) steel after long term ageing at the temperature of 580°C

• Autorzy: Golański G. , Wieczorek P. , Prusik K. , Kolan C.

Warianty tytułu

PL

Wpływ starzenia na zmiany w mikrostrukturze i własnościach mechanicznych stali T24

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of the influence of long term ageing at times up to 12 000 hours and the temperature of 580°C on the microstructure and mechanical properties of T24 steel. The research has been carried out on samples taken from a thin-walled pipe and included: microstructural investigations by means of TEM as well as the examination of mechanical properties (static tension test, measurements of hardness and impact strength). The examined steel in the as-received condition was characterized by a bainitic microstructure with properties meeting the standard requirements. Ageing of T24 steel at the temperature of 580°C and times up to 12 000 hours most of all contributed to: gradual disappearance of the lath bainite structure, the fall of dislocation density as well as the privileged precipitation of M6C carbides on grain boundaries, usually nearby the M23C6 carbides (Fig. 3, 4). Changes in the investigated steel microstructure contributed to a slight decrease in the strength properties (TS, YS, HV30) by 8÷12% and impact strength KV300/5 by around 20% (Fig. 4, 5).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu długotrwałego starzenia, do 12 000 godzin w temperaturze 580°C, na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali T24. Badania przeprowadzono na próbkach pobranych z cienkościennej rury. Wykonano badania mikrostrukturalne za pomocą TEM oraz badania własności mechanicznych (statyczna próba rozciągania, pomiar twardości i udarności). Wykazano, że badana stal T24 w stanie wyjściowym charakteryzowała się mikrostrukturą bainityczną o wymaganych przez normę własnościach. Starzenie stali T24 w temperaturze 580°C i czasie do 12 000 godzin przyczyniło się do stopniowego zaniku listwowej struktury bainitycznej, spadku gęstości dyslokacji oraz uprzywilejowanego wydzielania węglików M6C po granicach ziaren, zazwyczaj w pobliżu węglików M23C6 (rys. 3, 4). Zmiany mikrostruktury badanej stali spowodowały niewielkie obniżenie własności wytrzymałościowych (TS, YS, HV30) o 8÷12% i udarności KV300/5 o około 20% (rys. 4, 5).

Słowa kluczowe

EN

bainitic steel; ageing; microstructure; mechanical properties

PL

stal bainityczna; starzenie; mikrostruktura; własności mechaniczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 1
• Strony: 50--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golański G.

autor

Wieczorek P.

autor

Prusik K.

autor

Kolan C.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska,

Bibliografia

• [1] Hernas A.: Conditions for the development of the Polish power engineering industry – introduction to monograph. Materials and technology for construction of supercritical boilers and waste plants, (edited by A. Hernas), SITPH Publ. Katowice (2009) 8÷11.
• [2] Zielińska-Lipiec A.: The analysis of microstructural stability of modified martensitic 9%Cr steels during annealing and creep deformation. AGH Publ. Kraków (2005).
• [3] Saillant J. C., Vandenberghe B., Hahn B., Heuser H., Jochum C.: T/P23, 24, 911 and 92: new grades for advanced coal-fired power plants – properties and experience. ECCC Creep Conference, London (2005) 87÷98.
• [4] Bendick W., Gabrel J., Hahn B., Vandenberghe B.: New low alloy heat resistant ferritic steels T/P23 and T/P24 for power plant application. Inter. Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007) 13÷20.
• [5] Golański G., Stachura S.: Characterization of new low alloy steels for power plant. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 9 (2009) 679÷683.
• [6] Komai N., Masuyama F., Igarashi M.: 10 year experience with T23(2.25 Cr- -1.6 W) and T122 (12 Cr-0.4 Mo-2 W) in a power boiler. Transactions of the ASME 127 (2005) 190÷197.
• [7] Tsuchida Y., Inoue T., Suzuki T.: Creep rupture strength of V-modified 2 1/4 Cr-1 Mo steel. Inter. J. Press. Vess. Pip. 81 (2004) 191÷197.
• [8] Aghajani A., Somsen Ch., Pesicka J., Bendick W., Hahn B., Eggeler G.: Microstructural evolution in T24, a modified 2(1/4) Cr-1 Mo steel during creep after different heat treatment, Mater. Sc. Eng. A 510÷511 (2009) 130÷135.
• [9] Golański G.: Influence ageing process on structure and mechanical properties of T24 steel. Solid State Phen. 165 (2010) 56÷60.
• [10] Sawada K., Tabuchi M., Kimura K.: Creep strength degradation of the P23/ T23 steels, Mater. Sc. Eng. A 513÷514 (2009) 128÷137.
• [11] Whittaker M. T., Wilshire B.: Creep and creep fracture of 2.25 Cr-1.6 W steels (Grade 23). Mater. Sc. Eng. A 527 (2010) 4932÷4938.
• [12] Stachura S., Stradomski Z., Golański G., Phosphorus in ferroalloys. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 5 (2001) 184÷193.
• [13] Janovec J.: Nature of alloy steel intergranular embrittlement. Veda, Bratislava (1999).
• [14] Wada M., Fukase S., Nishikawa O.: Role of carbides in the grain boundary segregation of phosphorus in a 2.25 Cr-1 Mo steel. Sc. Metall. 16 (2) (1982) 1373÷1378.
• [15] Hakl J., Vlasák T., Brziak P., Zifčák P.: Contribution to the investigation of advanced low-alloy P23 steel creep behaviour. 8th Liege Conference “Materials for Advanced Power Engineering” (2006) 985÷996.
• [16] Golański G., Wieczorek P., Sławuta K.: Precipitation of “H-carbide” type in G21CMoV4-6 cast steel. VIII Intern. Scientific Conf., Czestochowa (2007) 167÷170.
• [17] Senior B. A.: A critical review of precipitation behavior in 1 Cr-Mo-V rotor steels. Mater. Sc. Eng. A 103 (1988) 263÷271.
• [18] Danielsen H. K, Hald J.: Influence of Z phase on long-term creep stability of martensitic 9 to 12% Cr steels. VGB PowerTech 9 (2009) 68÷73.
• [19] Dobosiewicz J.: Influence of operating conditions on the changes in mechanical properties of steam turbine cylinders. Energetyka 1 (1992) 27÷30.
• [20] Golański G., Kupczyk J., Stachura S., Gajda B.: Regenerative heat treatment of L21HMF cast steel after term operation. 8th Liege Conference “Materials for Advanced Power Engineering” 53 (2006) 1087÷1094.
• [21] Golański G.: Mechanical properties of G17CrMoV5-10 cast steel after regenerative heat treatment. Solid State Phenom. 147÷149 (2009 732÷737.
• [22] Golański G., Wieczorek P.: Degradation of microstructure and mechanical properties of long-term aged T24 steel. Materials Engineering 2010 “Material and exploitation problems in modern materials engineering” (edited by Z. Stradomski), P.Cz. Publ., Czestochowa (2010) 20÷33.
• [23] Sevc P., Janovec J., Katana V.: On kinetic phosphorus segregation in Cr-Mo-V low alloy steel. Sc. Metall. Mater. 31 (12) (1994) 1673÷1678.
• [24] Perhacova J., Gurman D., Vyrostkova A., Patscheider J., Sevc P., Janovec J.: Microstructural aspect of phosphorus grain boundary segregation in low alloy steels. Mater. Latters 47 (1-2) (2001) 44÷47.
• [25] Dobrzański J., Zieliński A., Hernas A.: Microstructure and properties of new creep-resistance ferritic steels. Materials and technology for construction of supercritical boilers and waste plants, (edited by A. Hernas), SITPH Publ. Katowice (2009) 47÷101.