Wpływ starzenia na mikrostrukturę i właściwości stali HR3C

• Autorzy: Klimaszewska K. , Golański G. , Urbańczyk P.

Warianty tytułu

EN

The effect of aging on the microstructure and properties of HR3C steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniom metaloznawczym poddano stal HR3C w stanie dostawy oraz po procesie starzenia w temperaturze 600°C i 700°C w czasie do 10 000 godzin. Zakres przeprowadzonych badań obejmował: badania strukturalne za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz badania mechaniczne: pomiar twardości i próbę udarności. Stal HR3C w stanie dostawy dostarczana jest po ­przesycaniu. Charakteryzuje się mikrostrukturą austenityczną z bliźniakami wyżarzania oraz z licznymi wydzieleniami pierwotnymi. Struktura ta zapewnia uzyskanie wysokiej ciągliwości (praca łamania na poziomie 212 J) i względnie niskiej twardości 176 HV30. Obserwacje mikroskopowe stali HR3C po procesie starzenia ujawniły istotne zmiany mikrostruktury polegające głównie na tendencji do tworzenia niekorzystnej morfologii wydzieleń faz wtórnych na granicach ziaren, wewnątrz ziaren oraz na pojedynczych granicach bliźniaczych. Procesy te przyczyniły się do spadku ciągliwości badanej stali przy jednoczesnym wzroście twardości. Bardziej zaawansowane procesy wydzieleniowe obserwowano w stali starzonej w temperaturze 700°C.

EN

The physical metallurgical tests were performed on HR3C steel in the as-received state and after the process of ageing at the temperature of 600°C and 700°C, at times up to 10 000 hours. The range of the conducted tests included: structural tests using the scanning electron ­microscopy and mechanical tests: measurement of hardness and impact strength tests. The HR3C steel in the as-received condition was delivered after supersaturation and was characterised by the austenitic microstructure with annealing twins and numerous primary precipitates. Such a structure ensured obtaining high ductility (notch toughness at the level of 212 J) and relatively low hardness of 176 HV30. The microscopic observations of the HR3C steel after the ageing process revealed significant changes in the microstructure consisting mostly in the tendency to form unfavourable morphology of the secondary phases precipitates on the boundaries of grains, inside the grains, as well as on single twin boundaries. These processes contributed to a decrease in ductility of the examined steel, at the concurrent growth of hardness. The more advanced precipitation processes were observed in the steel aged at the temperature of 700°C.

Słowa kluczowe

PL

stal HR3C; mikrostruktura stali; proces starzenia; ciągliwość

EN

HR3C steel; steel microstructure; process of ageing; ductility

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 11
• Strony: 622--624
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Klimaszewska K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Golański G.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Urbańczyk P.

• Urząd Dozoru Technicznego, Gąbrowa Górnicza

Bibliografia

• [1] Chi Ch., Yu H., Xie X., Advanced austenitic heat resistant steels for ultra-super-critical (USC) Fossil Power Plants, Alloy steel - roperties and use (edited by E. V. Morales) InTech Publ. 2011, p.171-201.
• [2] Zieliński A., Golański G., Sroka M., Dobrzański J., Estimation of long-term creep strength in austenitic power plant steels, "Mater. Sc. and Tech." 2016, Vol. 32, NO.8, p. 780-785.
• [3] Golański G., Żarowytrzymałe stale austenityczne, Wydawnictwo Wydziału Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Częstochowa 2017.
• [4] HR3C Material Data Sheet, Nippon Steel & Sumitomo Steel, 2013.
• [5] PN-EN ISO 6507-1:2018-05 Metale - Pomiar twardości sposobem Vickersa. Część 1 : Metoda badania.
• [6] PN-EN ISO 148-1 :2017-02 Metale - Próba udarności sposobem Charpy'ego. Część 1: Metoda badania.
• [7] Blicharski M., Inżynieria materiałowa - stal, PWN, Warszawa 2017.
• [8] Golański G., Kolan C., Zieliński A., Urbańczyk P., Degradacja struktury żarowytrzymałych stali austenitycznych, "Energetyka" 2017, nr 11, s. 727-730.
• [9] Weiss B., Stickler R., Phase instabilities during high temperatures exposure of 316 austenitic stainless steel, "Metall. Trans." 1972, Vol. 3, No. 4, p. 851-866.
• [10] Zhou Y., Aust K.T, Erb U., Palumbo G., Effects of grain boundary structure on carbide precipitation in 304L stainless steel, "Sc. Mater." 2001, Vol. 45, No. 1, p. 49-54.
• [11] Lo H.K., Shek C.H., Lai J.K.L., Recent developments in stainless steels, "Mater. Sc. Eng." 2009, Vol. 65, No. 4-6, p. 39-104.
• [12] 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.), Wielka Brytania, Woodhead Publishing, 2017, p. 99-119.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).