Nowe żarowytrzymałe stopy o strukturze austenitycznej dla energetyki zawodowej

• Autorzy: Merda A. , Golański G. , Zieliński A.

Warianty tytułu

EN

New heat-resistant austenitic alloys for commercial power industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Polityka dekarbonizacji energetyki prowadzona przez Unię Europejską i wynikające z niej coraz bardziej restrykcyjne przepisy w zakresie ochrony środowiska, wymagają zwiększenia sprawności cieplnej bloków energetycznych. Wyższa temperatura i ciśnienie pary w blokach pracujących przy tzw. nadkrytycznych, czy też ultranadkrytycznych parametrach wymuszają stosowanie materiałów spełniających wysokie wymagania właściwości użytkowych na elementy konstrukcyjne kotłów pracujące w określonych warunkach temperaturowo-naprężeniowych i agresywnego środowiska. Do nowoczesnych materiałów o wysokiej żarowytrzymałości i żaroodporności należy zaliczyć stopy o strukturze austenitycznej – stal austenityczna X7NiCrWCuCoNbNB25-23-3-3-2 (Sanicro 25) oraz stop niklu 23Cr-45Ni-6W-Nb-Ti-B (HR6W). W artykule przedstawiono charakterystykę tych stopów, która obejmowała analizę: składu chemicznego, obróbki cieplnej, mikrostruktury, mechanizmów umocnienia oraz właściwości mechanicznych.

EN

Decarbonization policy of the power industry pursued by the EU and the related more and more restrictive regulations of environment protection require increasing of power units thermal efficiency. Higher temperature and steam pressure in power units working with the supercritical or ultra supercritical parameters oblige to use materials that fulfil high requirements as to functional properties of boilers construction elements that work under certain conditions of temperature, stress and aggressive environment. Modern materials of high creep and heat resistance include alloys of austenitic structure – austenitic steel X7NiCrWCuCoNbNB25-23-3-3-2 (Sanicro 25) and nickel alloy 23Cr-45Ni-6W-Nb-Ti-B (HR6W). Presented is here the characteristics of these alloys, including the analysis of chemical composition, heat treatment, microstructure, strengthening mechanisms and mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

stal austenityczna; stop niklu; struktura; właściwości mechaniczne

EN

austenitic steel; nickel alloy; microstructure; mechanical properties

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 142--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Merda A.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Golański G.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Zieliński A.

• Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice

Bibliografia

• [1] Merda A., Klimaszewska K., Golański G., Charakterystyka nowych austenitycznych stali żarowytrzymałych, Postępy w naukach technicznych i informatycznych oraz współczesne metody nauczania (pod red.: Czyż Z., Szala M), Wydawnictwo Naukowe TYGIEL, 2016, 29-43.
• [2] Chmielniak T: Opracowanie technologii dla wysokosprawnych „zeroemisyjnych" bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem C02 ze spalin. Koncepcja i główne wyniki badań, „Polityka Energetyczna" 2015,18, 75-86.
• [3] Xie X., Wu Y., Chi Ch., Zhang M.: Superalloys for Advanced Ultra-Super-Critical Fossil Power Plant Application, "INTECH", 2015,3,51-76.
• [4] Jamrozik P., Sozańska M.: Characteristics of the structure of welded joints in Sanicro 25 steel, "Solid State Phenomena" 2014,212,71-74.
• [5] Hernas A.: Materiały do budowy kotłów na parametry nadkrytyczne, „Nowa Energia", 2013, 5-6, 35-36.
• [6] Hernas A.: Charakterystyki nowej generacji materiałów dla energetyki, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2015.
• [7] Di Gianfrancesco A.: The fossil fuel power plants technology. Materials for ultra-supercritical and advanced ultra-supercritical power plants (ed. Di Gianfrancesco A.), Woodhead Publishing, 2017,1-49.
• [8] Jamrozik P., Sozańska M., Pasternak J.: Właściwości mechaniczne złączy spawanych ze stali Sanicro 25 oraz stopu HR6W, „Przegląd Spawalnictwa" 2013, 10, 39-45.
• [9] Barnard P.: Austenitic steel grades for boilers in ultra-supercritical power plants, Materials for ultra-supercritical and advanced ultra-supercritical power plants (ed. Di Gianfrancesco A.), Woodhead Publishing, 2017, 99-149.
• [10] Chai G., Forsberg U.: Sanicro 25 high - strength, heat -resistant austenitic stainless steel. Materials for Ultra-Superctirical and Advanced Ultra-Supercritical Power Plants (ed. Di Gianfrancesco A.), Woodhead Publishing Series in Energy, 2017,391-419.
• [11] Di Gianafrencesco A.: New Japanese materials for A-USC power plants, Materials for Ultra-Superctirical and Advanced Ultra-Supercritical Power Plants (ed. Di Gianfrancesco A.), Woodhead Publishing, Series in Energy, 2017, 424-434.
• [12] Zielińska-Lipiec A.: Stale stosowane w energetyce konwencjonalnej i jądrowej. Wydawnictwa AGH, Kraków 2015,
• [13] Hernas A.: Żarowytrzymalość stali i stopów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
• [14] Mikułowski В.: Stopy żaroodporne i żarowytrzymate - Nadstopy, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997.
• [15] Dobrzański L.A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa 2002.
• [16] Erneman J., Schwind M., Andren H.-O., Nilsson J.-O., Wilson A., Agren J., The evolution of primary and secondary niobium carbonitrides in AISI 347 stainless steel during manufacturing and long-term ageing, "Acta Mater." 2006, 54, 67-76.
• [17] Jamrozik P., Sozańska M.: High-temperature corrosion resistance of welded joints in HR6W alloy, "Solid State Phenomena" 2015,227,405-408.
• [18] Jamrozik P, Sozańska M.: Evaluation of the applicability of Sanicro 25 steel in supercritical boilers, "Solid State Phenomena" 2014, 212, 201-204.
• [19] Zurek J., Yang S.-M,. Lin D.-Y, Huttel Т., Singheiser L., Quadakkers W. J.: Microstructural stability and oxidation behavior of Sanicro 25 during long-term steam exposure in the temperature range 600-75СУС, "Materials and Corrosion" 2015, 66, 315-327.
• [20] Igarashi M., Alloy design philosophy of creep - resistant steels, Creep resistant steels, (ed. Abe F., Kern T. - U., Viswanathan R.), Woodhead and Maney Publishing, Cambridge, 2008, 539-572.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).