The influence of ageing process on microstructure of GP91 cast steel

• Autorzy: Opydo M. , Golański G. , Dudek A. , Jasak J. , Mroziński S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ procesu starzenia na mikrostrukturę staliwa GP91

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study aim is to determine the effect of ageing at 550°C and time up to 6000 h on the changes in microstructure of GX12CrMoVNbN9-1 (GP91) cast steel. A detailed microstructural study and analysis of the secondary phases was carried out using scanning and transmition electron microscopy technique. The microstructural observations showed that the lath martensite microstructure was retained after 6000 h. The coarsening of M23C6 carbides and precipitates of Laves phase was observed. In addition, in the dislocation microstructure of the tested cast steel after ageing, the process of matrix recovery was observed, which appeared as an increase in the mean diameter of subgrains and a decrease in the density of dislocations. Moreover, the privileged precipitation of M23C6 carbides on grain boundaries as well as precipitation of the Laves phase was noted.

PL

W pracy określono wpływ starzenia w temperaturze 550°C przez 6000 godzin na zmiany mikrostruktury staliwa GX12CrMoVNbN9-1 (GP91). Badania mikrostrukturalne oraz analiza faz wtórnych zostały przeprowadzone za pomocą skaningowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Przeprowadzone badania wykazały, że w stanie wyjściowym badane staliwo charakteryzuje się listwową mikrostrukturą martenzytu wysokodpuszczonego z licznymi wydzieleniami węglików M23C6 i MX. Po procesie starzenia mikrostruktura staliwa GP91 nadal charakteryzowała się listwową budową, chociaż obserwowano procesy zdrowienia i poligonizacji dyslokacyjnej osnowy, objawiające się wzrostem średniej średnicy podziaren i spadkiem gęstości dyslokacji. Stwierdzono ponadto uprzywilejowane wydzielanie węglików M23C6 po granicach ziaren oraz wydzielanie fazy Lavesa.

Słowa kluczowe

EN

ageing; microstructure; precipitates; GP91 cast steel

PL

starzenie; mikrostruktura; wydzielenia; staliwo GP91

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 4
• Strony: 336--340
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Opydo M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Procesowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Golański G.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Procesowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Dudek A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Procesowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Jasak J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Procesowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Mroziński S.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Bibliografia

• [1] Viswanathan R., Bakker W.: Materials for ultrasupercritical coal power plants - Boiler materials - Part I. J. of Mater. Eng. Perform. 10 (2001) 81÷95.
• [2] Viswanathan R., Bakker W.: Materials for ultrasupercritical coal power plants - Turbine materials Part II. J. of Mater. Eng. Perfor., 10 (2001) 96÷101.
• [3] Zielińska-Lipiec A.: The analysis of microstructural stability of modified martensitic 9% Cr steel during annealing and creep deformation. AGH Publ., Kraków (2005) (in Polish).
• [4] Czyrska-Filemonowicz A., Zielińska-Lipiec A., Ennis P. J.: Modified 9% Cr steels for advanced power generation: microstructure and properties. JAMME 19 (2) (2006) 43÷48.
• [5] Zieliński A., Dobrzański J., Sroka M.: Changes in the structure of VM12 steel after being exposed to creep conditions. Archives of Materials Science and Engineering 49/2 (2011) 103÷111.
• [6] Mayer H. K., Cerjak H., Hofer P., Letofsky E., Schuster F.: Evolution of microstructure and properties of 10% Cr steel castings. Microstructural development and stability in high chromium ferritic power plant steels. Edited by A. Strang and D. J. Gooch, The Institute of Materials, London (1997) 105÷122.
• [7] Hanus R.: Advanced 9÷12% Cr cast steel grades, research – foundry process development quality - experience. 4th International Conference “Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants”, Hilton Head Island, South Carolina (2004) 63 8÷681.
• [8] Schuster F. A., Hanus R., Cerjak H.: Foundry experience in large turbine casings and valve bodies made of steel castings P91 and G-X12CrMoWVNbN10 11. IMechE (1996) 11÷22.
• [9] Golański G.: Mechanical properties of GXl2CrMoVNbN9-1 (GP91) cast steel after different heat treatment. Materials Science 48 (3) (2012) 384÷391.
• [10] Golański G., Kępa J.: The effect of ageing temperatures on microstructure and mechanical properties of GXl2CrMoVNbN9-1 (GP91) cast steel. Archives of Metallurgy and Materials. 57 (2) (2012) 575÷5 82.
• [11] Zieliński A., Dobrzański J., Krztoń H.: Structural changes in low alloy cast steel Cr- Mo-V after long time creep service. JAMME 25 (1) (2007) 33÷36.
• [12] Golański G.: Evolution of secondary phases in GXl2CrMoVNbN9-1 cast steel after heat treatment. Archives of Materials Science and Engineering. 48/1 (2011) 12÷18.
• [13] Dudko V., Belyakov A., Molodov D., Kaibyshev R.: Microstructure evolution and pinning of boundaries by precipitates in a 9 pct Cr heat resistant steel during creep. Metallurgical and Materials Transactions A 44A (2013) 162÷172.
• [14] Danielsen H. K., Hald J.: Influence of Z-phase on long-term creep stability of Martensitic 9 to l2%Cr steels. VGB PowerTech 5 (2009) 68÷73.
• [15] Golański G., Kępa J.: Role of complex nitride Cr(V, Nb)N-Z phase in high-chromium, martensite steels. Inżynieria Materiałowa 32/6 (2011) 917÷922.
• [16] Sawada K., Kushima H., Kimura K.: Z-phase formation during creep and aging in 91 12% Cr heat resistance steels. ISIJ International 46 (5) (2006) 733÷739.
• [17] Golański G., Słania J.: Effect of different heat treatments on microstructure and mechanical properties of the martensitic GX12CrMoVNbN91 cast steel, Archives of Metall. and Mater. 58 ( 1) (2013) 25÷30.
• [18] Laws M. S., Goodhew P. J.: Grain boundary structure and chromium segregation in a 316 stainless steel. Acta Metall. 39 (7) (1991) 1525÷1533.
• [19] Pickering F. B.: Historical development and microstructure of high chromium ferritic steels for high temperature applications. Microstructural development and stability in high chromium ferritic power plant steels (editor Strang A., Gooch D. J.), The Institute of Materials, London ( 1997) 1÷29.
• [20] Viswanathan R., Bauer C. L.: Kinetic of grain boundary migration in cooper bicrystals with [001] rotation axes. Acta Metallurgica 21 (1972) 1099÷1109.
• [21] Li Q.: Modeling the microstructure-mechanical property relationship for 12Cr-2W-V-Mo-Ni power plant steel. Material Science and Engineerng A361 (2003) 385÷391.
• [22] Senior B. A., Noble F. W., Eyre B. L.: The effect of ageing on the ductility of 9Cr-1Mo steel. Acta Metal. 36 (7) (1988) 1855÷1862.