Ni-base wrought alloy development for USC steam turbine rotor applications

• Autorzy: Penkalla H.J. , Schubert F.

Warianty tytułu

PL

Rozwój przerabialnych plastycznie stopów niklu stosowanych do produkcji wirników w turbinach parowych (USC)

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For the development of a new generation of steam turbines for use in advanced power plants with prospective operating temperatures of about 700 °C the ferritic steels for rotor applications must be replaced by advanced wrought Ni-base superalloys as the most qualified candidate materials for this purpose. In this paper three different potential candidates are discussed under the aspects of fabricability, sufficient microsructural and mechanical stability. As a result of theoretical and experimental investigation suitable strategies for the development two modified alloys are proposed to improve the fabricability and microstructural stability.

PL

Wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym używanym w nowoczesnych turbinach parowych zasilanych parą, o temperaturze 700°C (USC - ultranadkrytyczne parametry pary) powodują, że stosowane dotychczas stale ferrytyczne powinny zostać zastąpione przez nowoczesne stopy na bazie niklu. W pracy przedstawiono porównanie trzech wybranych superstopów na bazie niklu w odniesieniu do ich własności mechanicznych, mikrostruktury i obrabialności. Jako wynik badań teoretycznych i doświadczalnych przedstawiono propozycje modyfikacji dla dwóch stopów, prowadzącą do poprawienia ich stabilności mikrostrukturalnej oraz obrabialności.

Słowa kluczowe

EN

superalloy development; casting; forging; structural stability; creep; creep crack growth

PL

rozwój superstopów; superstop; odlewanie; wykłuwanie; kłucie; stabilność strukturalna; pełzanie; pęknięcie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 415--421
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz, tab., rys.

Twórcy

autor

Penkalla H.J.

• Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik, Jülich, Germany

autor

Schubert F.

• Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik, Jülich, Germany

Bibliografia

• [1] R.W. Yanstone: "Advanced ("700°C") Pulverized Fuel Power Plant", Proceedings of the 5th International Charles Parsons Turbine Conference, 2000, 91-97.
• [2] A. Feldmiiller, T.U. Kem: "Design and Materials for Modern Steam Power Plants - An Actual Concept", Proceedings of the 5th International Charles Parsons Turbine Conference, 2000, 143-156.
• [3] I. Steinbach et al: "A Phase Field Concept for Multiphase Systems", PhysicaD. 94 (1996) 135-147.
• [4] J. Rosler et.al: "Wrought Ni-Base Alloys for Advancd Gaś Turbine Disc and USC Steam Turbinę Rotor Applications", Proceedings of the 7th Liege Conference: Materials for Adyanced Power Engineering 2002, Ed. by J.Lecomte- Beckers, M. Carton, F. Schubert, P.J. Ennis, Liege Belgium, pp. 335-344
• [5] R. Herbertz, H. Wiegels: Stahl & Eisen, 1981, 101, 89
• [6] R. Kopp, M. Wolske, M. Tschirnich, J. Klower: Proc. ASME TURBO EXPO 2001, 46th ASME Gaś Turbine and Aeroengine Technical Congress, New Orleans, U.S.A. 2000
• [7] J. Wosik, H.J. Penkalla, A. Czyrska-Filemonowicz, F. Schubert: "Characterisation and Analysis of the Nickel Base Alloy IN 706 by Metallography and EFTEM". Proc. Conf. 10th Conference on Electron Microscopy of Solids, Warsaw-Serock, Poland, September 1999, pp. 207-210.
• [8] H.J. Penkalla, J. Wosik, W. Fischer, F. Schubert: "Structural investigation of candidate materials for turbinę disc applications beyond 700°C", Proceedings of Conf. Superalloys 718, 625, 706 and Yarious Derivatives, June 2001, Pittsbourgh, USA
• [9] H. J. Penkalla, J. Wosik, F. Schubert- "Microstructure and Structural stability of candidate materials for turbinę disc applications beyond 700 °C", Proceedings of the 7th Liege Conference: Materials for Advanced Power Engineering 2002, Ed. by J.Lecomte- Beckers, M. Carton, F. Schubert, P.J. Ennis, Liege Belgium, pp. 335-344
• [10] C.Berger et.al.: "Zeitstand- und Kriechrissverhalten von Nickellegierungen fur 700°C-Dampfturbinen", 23th Conf. on heat resistant steels, Duesseldorf (2000), ed. VDEh, proc. pp. 103-115
• [11] J. Rosler, S. Muller, D. Del Genovese, M. Gotting: "Design of Inconel 706 for improved creep crack growth resistance", Superalloys 718, 625, 706 and various derivatives, ed. E. A. Loria (Warrendale, PA: TMS, 2001), 523-534.
• [12] D.A. Woodford, R.H. Bricknell: "Grain Boundary Penetration of Oxygen in Nickel and the Effect of Boron Additions", Metali. Trans., 12A (1981), 1467-1475.