Studies on the adhesion of oxide layer formed on X10CrMoVNb9-1 steel

• Autorzy: Gwoździk M. , Nitkiewicz Z.

Identyfikatory

DOI

10.1016/j.acme.2013.10.005

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper contains results of studies on the formation of oxide layers on X10CrMoVNb9-1 (P91) steel long-term operated at an elevated temperature. X10CrMoVNb9-1 steel operated at the temperature of 595 °C for 54,144 h was the studied material. X-ray structural examinations (XRD) were carried out, microscope observations using an optical and scanning microscope were performed. The native material chemical composition was analysed by means of emission spark spectroscopy, while that of oxide layers on a scanning microscope (EDS). Mechanical properties of the oxide layer – steel (substrate) were characterised on the basis of scratch test. The adhesion of oxide layers, friction force, friction coefficient, scratching depth was determined as well as the force at which the layer was delaminated. It has been found that the oxide layer formed under the influence of applied pressure is more degradeted in the areas where are porous and cracks.

Słowa kluczowe

EN

oxide layers; SEM; LM; XRD; scratch test

PL

warstwa tlenku; stal; badania strukturalne

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 14, no. 3
• Strony: 335--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gwoździk M.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Nitkiewicz Z.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-201 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Uchwala nr 202/2009 Rady Ministrów z dnia 10 listopada 2009 roku w sprawie “Polityki energetycznej Polski do 2030 roku”.
• [2] J. Trzeszczyński, Ocena stanu technicznego i prognozowanie trwałości elementów krytycznych urządzeń cieplno-mechanicznych przewidzianych do eksploatacji powyżej 300000 godzin, in: XII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe: Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Modernizacje urządzeń energetycznych w celu przedłużenia ich eksploatacji powyżej 300000 godzin, Wisła, (2010), pp. 11-21.
• [3] J. Hald, Microstructure and long-term creep properties of 9- 12%Cr steels, International Journal of Pressure Vessels and Piping 85 (2008) 30-37.
• [4] J.C. Vaillant, B. Vandenberghe, B. Hahn, H. Heuser, C. Jochum, T/P23, 24, 911 and 92: new grades for advanced coal-fired power plants - Properties and experience, International Journal of Pressure Vesseles and Piping 85 (2008) 38-46.
• [5] V. Lepingle, G. Louis, D. Alłue, B. Lefebvre, B. Vandenberghe, Steam oxidation resistance of new 12%Cr steels: Comparison with some other ferritic steels, Corrosion Science 50 (2008) 1011-1019.
• [6] P.J. Ennis, W.J. Quadakkers, Implication of steam oxidation for the service life of high-strength martensitic steel components in high temperature plant, International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007) 82-87.
• [7] P.J. Ennis, W.J. Quadakkers, Mechanism of steam oxidation in high strength martensitic steels, International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007) 75-81.
• [8] J. Żurek, E. Wessel, L. Niewolak, F. Schmitz, T.U. Kem, L. Singheiser, W.J. Quadakkers, Anomalous temperature dependence of oxidation kinetics during steam oxidation of ferritic steels in the temperature range 550-650 °C, Corrosion Science 46 (2004) 2301-2317.
• [9] D. Laverede, T. Gomez-Acebo, F. Castro, Continuous and cyclic oxidation of T91 ferritic steel under steam, Corrosion Science 46 (2004) 613-631.
• [10] A. Hemas, G. Moskal, B. Augustyniak, M. Chmielewski, Degradacja austenitycznej stali 321H podczas długotrwałej eksploatacji, Energetyka, Zeszyt tematyczny nr XIX, Projektowanie i innowacje remontowe w energetyce (2009) 65-69.
• [11] A. Hernas, G. Moskal, K. Przegaliński, Degradacja stali T91 oraz HCM12(A) po 70000 godzinach ekspozycji w kotle, Energetyka, Zeszyt tematyczny nr XIX, Projektowanie i innowacje remontowe w energetyce (2009) 69-72.
• [12] K. Klepacki, K. Panaś, R. Wojtkiewicz, Korozja przegrzewaczy kotłów współspalających biomasę, XIII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe, Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni, Katowice, 201127-132.
• [13] F. Klepacki, D. Wywrót, Trwałość wężownic przegrzewaczy wtórnych w warunkach niskoemisyjnego spalania, XII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe, Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni, Wisła, 201029-35.
• [14] M. Gwoździk, Characteristic of crystallite sizes and lattice deformations changes in the oxide layer formed on steel operated for a long time at an elevated temperature, Solid State Phenomena 203-204 (2013) 204-207.
• [15] M. Gwoździk, Z. Nitkiewicz, Texturing of magnetite forming during long-term operation of a pipeline of 10CrMo9-10 steel, Solid State Phenomena 203-204 (2013) 121-124.
• [16] M. Gwoździk, Utlenianie stali 10CrMo9-10 podczas eksploatacji w wysokiej temperaturze, Surface Engineering (1) (2013) 36-39.
• [17] M. Gwoździk, Z. Nitkiewicz, Analysis of crystallite size and lattice deformations changes in an oxide layer on P91 steel, Archives of Metallurgy and Materials 1 (58) (2013) 31-34.
• [18] S. Stachura, M. Gwoździk, Z. Stradomski, Charakterystyka stali nowej generacji dla bloków energetycznych, Energetyka (2010) 94-102.
• [19] PN-EN 10028:2010, Wyroby płaskie ze stali na urządzenia ciśnieniowe. Część 2: Stale niestopowe i stopowe o określonych własnościach w podwyższonych temperaturach.
• [20] PN-EN ISO 643: Stal. Mikrograficzne określanie wielkości ziarna.
• [21] M. Gwoździk, Analiza zdefektowania warstw tlenkowych na stali X10CrMoVNb9-l długotrwale eksploatowanej w temperaturze 535°C, Inżynieria Materiałowa 4 (182) (2011) 432-434.
• [22] M. Gwoździk, Charakterystyka warstw tlenkowych powstałych na stali P91 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze, Inżynieria Materiałowa 2 (180) (2011) 128-131.
• [23] M. Gwoździk, Utlenianie stali X10CrMoVNb9-l podczas eksploatacji w wysokiej temperaturze, Inżynieria Materiałowa 5 (189) (2012) 409-412.
• [24] M. Gwoździk, Charakterystyka warstw tlenkowych powstałych na stali 13CrMo4-5 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze, Hutnik -Wiadomości Hutnicze 79 (12) (2012) 932-935.
• [25] M. Gwoździk, Charakterystyka warstw tlenkowych powstałych na stali 10CrMo9-10 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 78 (9) (2011) 781-783.
• [26] M. Gwoździk, Z. Nitkiewicz, Badanie przyczepności warstwy tlenkowej powstałej na stali 10CrMo9-10, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 79 (12) (2012) 924-927.
• [27] M. Gwoździk, Z. Nitkiewicz, Charakterystyka odporności na zarysowanie warstwy tlenkowej powstałej na stali P91, Inżynieria Materiałowa 4 (182) (2011) 435-38.