Mechanical properties of P91 and PB2 steel after long-term ageing at 620°C

• Autorzy: Golański Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.2657-747.21.3.1

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne stali P91 i PB2 po długotrwałym starzeniu w temperaturze 620°C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of research on mechanical properties of martensitic steels, X10CrMoVNb9-1 (P91) and X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2), as-received and after 50,000 hours of ageing at 620˚C. The scope of the tests of mechanical properties included a Vickers hardness test, Charpy impact test, and static tensile test. As received, the investigated steels were characterised by relatively high mechanical properties. The long-term effect of temperature and time contributed to a relatively slight decrease in the strength properties and hardness of the tested steels. However, a considerable decrease in the ductility of these alloys was observed. The decrease in mechanical properties after long-term ageing was smaller in the case of the PB2 steel, which was attributed to the beneficial effect of microalloying boron.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych stali martenzytycznych X10CrMoVNb9-1 (P91) i X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) w stanie dostawy oraz po 50 000 godzinach starzenia w temperaturze 620˚C. Zakres badań właściwości mechanicznych obejmował pomiar twardości metodą Vickersa, próbę udarności oraz statyczną próbę rozciągania. W stanie dostawy badane stale charakteryzowały się względnie wysokimi właściwościami mechanicznymi. Długotrwałe oddziaływanie temperatury i czasu przyczyniło się do względnie niewielkiego spadku właściwości wytrzymałościowych i twardości badanych stali. Obserwowano natomiast znaczące obniżenie ciągliwości tych stopów. Spadek właściwości mechanicznych po długotrwałym starzeniu był mniejszy w przypadku stali PB2, co przypisano korzystnemu działaniu mikrododatku boru.

Słowa kluczowe

EN

mechanical properties; P91 steel; PB2 steel; boron; ageing

PL

właściwości mechaniczne; stal P91; PB2 stal; bor; starzenie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukaszewicz - Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Journal of Metallic Materials
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 73, no. 3
• Strony: 2--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golański Grzegorz

• Politechnika Częstochowska, ul. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2093-4674

Bibliografia

• [1] A. Zieliński, M. Miczka, B. Boryczko, M. Sroka. Forecasting in the presence of microstructural changes for the case of P91 steel after long-term ageing. Arch. Civ. Mech. Eng. 2016, 16 (4), pp. 813-824.
• [2] C.G. Panait, W. Bendick, A. Fuchsmann, A.F. Gourgues-Lorenzon, J. Besson. Study of the microstructure of the grade 91 steel after more than 100000 h creep exposure at 600o C. Inter. J. Pres. Ves. Piping, 2010, 87 (6), pp. 326-335.
• [3] J. Hald. Microstructure and long-term creep properties of 9-12% Cr steels. Inter. J. Press. Ves. Pip. 2008, 85 (1-2), pp. 30-37.
• [4] P. Duda, Ł. Felkowski, J. Dobrzański, H. Purzyńska. Modelling the strain and stress state under creep conditions in P91 steel. Mater. High Temper. 2016, 33 (1), pp. 85-93.
• [5] F. Abe. Precipitate design for creep strengthening of 9% Cr tempered martensitic steel for ultra-supercritical power plants. Science and Technology of Advanced Materials. 2008, 9 (1), pp. 1-15.
• [6] Zh. Liu, X. Wang, Ch. Dong. Effect of boron on G115 martensitic heat resistant steel during aging at 650o C. Mater. Sc. Eng. A, 2020, 787, 139529.
• [7] G. Golański, A. Merda, K. Klimaszewska. Microstructural aspects of long-term ageing of martensitic 9%Cr steel with and without boron addition. J. Metal. Mater. 2019, 71 (1), pp. 27-33.
• [8] A. Zieliński, J. Dobrzański, H. Purzyńska, G. Golański. Changes in properties and microstructure of high-chromium 9-12%Cr steels due to long-term exposure at elevated temperature. Arch. Metall. Mater. 2016, 61 (2), pp. 957-964.
• [9] F. Abe. Effect of boron on microstructure and creep strength of advanced ferritic power plant steels. Eng. Proc. 2011, 10, pp. 94-99.
• [10] Ch. Pandey, A. Giri, M.M. Mahapatra. Effect of normalizing temperature on microstructural stability and mechanical properties of creep strength enhanced ferritic P91 steel. Mater. Sc. Eng.: A, 2016, 657, pp. 173-184.
• [11] N. Saini, Ch. Pandey, M.M. Mahapatra. Characterization and evaluation of mechanical properties of CSEF P92 steel for varying normalizing temperature. Mater. Sc. Eng.: A, 2017, 688, pp. 250-261.
• [12] L. Qiang. Modeling the microstructure–mechanical property relationship for a 12Cr-2W-V-Mo-Ni power plant steel. Mater. Sc. Eng.: A, 2003, 361, pp. 385-391.
• [13] Y. Xu, Y. Nie, M. Wang, W. Li, X. Jin. The effect of microstrcuture evolution on the mechanical properties of martensite ferritic steel during long-term aging. Acta Mater. 2017, 131, pp. 110-112.
• [14] A. Zuo, Ch. Shao, X. Huo, N. Ma, F. Lu. Study on the Laves phase precipitation behawior and its effect on toughness of 10Cr-1Mo steel weld joint after thermal aging. J. Manuf. Proces. 2021, 64, pp. 1287-1295.
• [15] J.S. Lee, H.G. Armaki, K. Maruyama, T. Muraki, H. Asahi. Causes of breakdown of creep strength in 9Cr-1.8W-0.5Mo-VNb steel. Mater. Sc. Eng.: A, 2006, 428, pp. 270-275.
• [16] Ch. Bae, R. Kim, J.H. Heo, J. Kim. Effect of compositional changes of Laves phase precipitate on grain boundary embrittlement in long-term annealed 9pct ferritic steel. Metall. Mater. Trans. A, 2018, 49, pp. 4595-4603.
• [17] F. Liu, H.R. Fors Dan, A. Golpayegani, H.-O. Andren, G. Wahnstrom. Effect of boron carbide coarsening at 873 K (600°C) in 9 to 12 pct chromium steels. Metall. Mater. Trans. A, 2012, 43 (11), pp. 4053-4062.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).