Charakterystyka bainitycznej stali 7CrMoVTiB10-10 (T24)

• Autorzy: Golański G. , Jasek J. , Słania J. , Kolan C.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.4.5

Warianty tytułu

EN

Characterization of 7CrMoVTiB10-10 (T24) bainitic steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy na podstawie badań własnych oraz przeglądu literatury przedstawiono charakterystykę bainitycznej stali 7CrMoVTiB10-10 (T24). Stal ta jest przeznaczona głównie na elementy szczelnych ścian w blokach energetycznych o parametrach nadkrytycznych. Charakterystyka stali obejmowała analizy składu chemicznego, obróbki cieplnej, mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Ponadto przedstawiono procesy degradacji mikrostruktury stali T24 podczas procesu starzenia/pełzania i ich wpływ na jej właściwości mechaniczne, a także spawalność tej stali oraz problemy związane z pękaniem złączy jednorodnych.

EN

The paper presents the characterization of bainitic 7CrMoVTiB10-10 (T24) steel on the basis of independent study and literature data review. The T24 steel is mostly designed for elements of membrane walls of the power units working in the so-called supercritical parameters. Performed characteristics of T24 steel included the analysis of: the chemical composition (Tab. 1), heat treatment (Tab. 2), microstructure (Fig. 3 and 6) and mechanical properties (Fig. 4 and 5). Moreover, the processes of degradation of the microstructure in T24 steel during ageing/creeping process and its influence on mechanical properties were presented. The paper also includes the description of weldability of the steel, the problems connected with cracking of its homogeneous joints.

Słowa kluczowe

PL

stal T24; mikrostruktura; właściwości mechaniczne; spawalność

EN

T24 steel; microstructure; mechanical properties; weldability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 4
• Strony: 183--189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golański G.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

autor

Jasek J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

autor

Słania J.

• Zakład Spawalnictwa, Politechnika Częstochowska

autor

Kolan C.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Bendick W., Gabrel J., Hahn B., Vandenberghe B.: New low alloy heat resistant ferritic steels T/P23 and T/P24 for power plant application. International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2012) 13÷20.
• [2] Golański G., Stachura S.: Characterization of new-low alloy steels for power plant. Hutnik–Wiadomości Hutnicze 9 (2009) 679÷683.
• [3] Golański G., Jasak J., Słania J.: Microstructure, properties and welding of T24 steel — critical review. Kovove Mater. 52 (2014) 1÷8.
• [4] Adamiec J.: Hot cracking of welded joints of the 7CrMoVTiB10-10 (T/P24) steel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 22 (2011) 1÷11.
• [5] Rozkosz M., Bieniek M.: Evaulation of residual stress in ferromagnetic steels based on residual magnetic field measurements. NDT&E Inter. 45 (2012) 55÷62.
• [6] Golański G., Garstka T.: Mikrostruktura i analiza szumu Barkhausena w obszarze złącza spawanego stali 7CrMoVTiB10-10 (T24). Energetyka 2 (2013) 144÷149.
• [7] 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.
• [8] Magnusson H., Sandström R.: Influence of aluminum on creep strength of 9–12% Cr steel. Mater. Sc. Eng. A 527 (2009) 118÷125.
• [9] Bryła K., Spiralek-Hahn K., Zielińska-Lipiec A., Figarek A., Ennis P. J.: The influence of boron on the microstructure of martensitic chromium steel for power plant. Inżynieria Materiałowa 3 (2004) 702÷705.
• [10] Abe F.: Precipitate design for creep strengthening of 9% Cr tempered martensitic steel for ultra-supercritical power plants. Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2008) 1÷15.
• [11] Charakterystyki stali. Stale dla przemysłu energetycznego, seria D. Wyd. Śląsk (1978).
• [12] PN–EN 10216-2:2009 Seamless steel tubes for pressure purposes – Technical delivery conditions. Part 2: Non-alloy and alloy steel tubes with specified elevated temperature properties.
• [13] Golański G., Kępa J.: Nowoczesne stale dla energetyki — charakterystyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa (2011).
• [14] Hahn B.: Low-alloyed steel grades 7CrWVMoNb9-6 (T/P-23) and 7CrMoVTiB10-10 (T/P-24) for membrane walls. Properties and Fabrication. New build & maintenance. Seminarium RAFAKO (2009).
• [15] Mojzis M., Domovova L., Weiss M., Fujda M., Parilak L.: Mechanical properties of 7CrMoVTiB10-10. Mater. Sc. Forum 782 (2014) 133÷136.
• [16] Golański G., Wieczorek P., Prusik K., Kolan C.: Changes of microstructure and mechanical properties of 7CrMoVTiB10-10 (T24) steel after long term ageing at the temperature of 580°C. Inżynieria Materiałowa 1 (2011) 50÷54.
• [17] Golański G., Kępa J., Wieczorek P., Prusik K.: Characterization of precipitation process in T24 steel after long-term ageing. Solid State Phenomena 186 (2012) 296÷300.
• [18] Dobrzański J.: Nowe niskostopowe stale na elementy komór parownika kotłów energetycznych o nadkrytycznych parametrach pracy. Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 4 (2011) 14÷31.
• [19] Dobrzański J.: Reason of analysis of welded joint cracking in membrane wall elements as a basis for manufacturing technology selection of the evaporator collector with new generation low-alloy bainitic steel for boilers with supercritical working parameters. Arch. Mater. Sc. Eng. 64/1 (2013) 5÷14.
• [20] Aghajani A., Somsen Ch., Pesicka J., Bendick W., Hahn B., Eggeler G.: Microstructural evolution in T24, a modified 2(1/4)Cr-1Mo steel during creep after different heat treatments. Materials Science and Engineering A510-511 (2009) 130÷135.
• [21] Dobrzański J., Zieliński A., Hernas A.: Struktura i własności nowych stali żarowytrzymałych o osnowie ferrytycznej. Materiały i technologie stosowne w budownictwie kotłów nadkrytycznych i spalarni odpadów (red. A. Hernas). Wyd. SITPH, Katowice (2009) 47÷101.
• [22] Komai N., Masuyama F., Igarashi M.: 10-year experience with T23 (2.25Cr-1.6W) and T122 (12Cr-0.4Mo-2W) in a power boiler. Transactions of the ASME 127 (2005) 190÷195.
• [23] Dobrzański J., Zieliński A.: Wpływ długotrwałego wyżarzania w temperaturze pracy na zmianę własności i struktury materiału rodzimego i obwodowych złączy spawanych stali 7CrMoVTiB10-10 na elementy kotłów o nadkrytycznych parametrach pracy. Energetyka XXIV (2012) 15÷21.
• [24] Zieliński A., Dobrzański J.: Material properties and structure of thickwalled elements made of steel 7CrMoVTiB10-10 after long-term annealing. Arch. Mater. Sc. Eng. 58/1 (2012) 5÷12.
• [25] Senior B. A.: A critical review of precipitation behaviour in 1Cr–Mo–V rotor steels. Mater. Sc. Eng. A103 (1988) 263÷271.
• [26] Golański G.: Microstructure and mechanical properties of G17CrMoV5-10 cast steel after regenerative heat treatment. J. Pressure Vessel Techn. 132 (2010) 064503-1÷0642503-5.
• [27] Golański G., Wieczorek P.: Electron microscopy investigation of Cr-Mo-V cast steel. Arch. Mater. Sc. Eng. 2 (30) (2008) 73÷76.
• [28] Golański G., Kępa J.: Rola złożonego azotku Cr(V, Nb)N – fazy Z w wysokochromowych stalach martenzytycznych. Inżynieria Materiałowa 6 (2011) 917÷922.
• [29] Sawada K., Kushima H., Kimura K.: Z-phase formation during creep and aging in 9–12% Cr heat resistant steel. ISIJ Inter. 1 (2006) 769÷775.
• [30] Brózda J., Zeman M., Pasternak J., Fudali S.: Żarowytrzymałe stale bainityczne nowej generacji — ich spawalność i właściwości złączy spawanych. Materiały i technologie stosowne w budownictwie kotłów nadkrytycznych i spalarni odpadów (red. A. Hernas.). Wyd. SITPH, Katowice (2009) 27÷46.
• [31] Zeman M., Łomozik M., Brózda J.: Problemy spawania stali T24 przeznaczonej na ściany szczelne kotłów energetycznych. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 5 (2011) 25÷35.
• [32] Urzynicok M., Kwieciński K., Słania J.: Analysis of problems occured during welding of new generation bainitic steel 7CrMoVTiB10-10 (T24). Arch. Metall. Mater. 58 (2013) 691÷696.
• [33] Tasak E., Ziewiec A.: Pękanie spoin w procesie krzepnięcia. Przegląd Spawalnictwa 1 (2007) 14÷18.
• [34] Brózda J.: Stale żarowytrzymałe nowej generacji, ich spawalność i własności złączy spawanych. Część I. Cel stosowania stali żarowytrzymałych nowej generacji, ich charakterystyka i wynikające korzyści. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 1 (20040 41÷49.
• [35] Pańcikiewicz K., Zielińska-Lipiec A., Tasak E.: Mikrostruktura i właściwości mechaniczne złączy stali T24 spawanych metodami konwencjonalnymi i wysokoenergetycznymi. Przegląd Spawalnictwa 4 (2014) 5÷10.
• [36] Adamiec J., Hernas A.: Experiences in welding of membrane panels made of 7CrMoVTiB10-10 (T24) steel. 14th Inter. Research/Expert Conference “Trends in the Development of Machinery and Associated Technology” TMT (2010) 57÷60.
• [37] Ziewiec A., Parzych S., Tasak E.: Skłonność do pęknięć zimnych stali bainitycznej stosowanej w podwyższonych temperaturach. Hutnik–Wiadomości Hutnicze 12 (2011) 978÷981.
• [38] Łomozik M., Zeman M., Fudali S., Hajda J.: Przyczyny pękania złączy spawanych w ścianach szczelnych ze stali 7CrMoVTiB10-10 (T24). Energetyka XXI (2010) 87÷91.
• [39] Tasak E., Ziewiec A., Pańcikiewicz K.: Problemy materiałowe przy wytwarzaniu ścian szczelnych kotłów energetycznych na parametry nadkrytyczne. Hutnik–Wiadomości Hutnicze 4 (2012) 247÷253.
• [40] Pańcikiewicz K., Tasak E.: Charakter pękania połączeń spawanych stali 7CrMoVTiB10-10 (T24). Przegląd Spawalnictwa 2 (2013) 36÷39.
• [41] Ziewiec A., Pańcikiewicz K., Tasak E.: Pękanie spoin w stali 7CrMoVTiB10-10 (T24) w czasie spawania, uruchamiania i eksploatacji bloków energetycznych. Przegląd Spawalnictwa 5 (2012) 2÷7.
• [42] Pańcikiewicz K., Kwiecień S., Tasak E.: Właściwości połączeń spawanych stali 7CrMoVTiB10-10 (T24) po obróbce cieplnej. Przegląd Spawalnictwa 1 (2012) 15÷17.
• [43] Gawryluk W.: Spawanie hybrydowe (laser + MAG) paneli ścian szczelnych kotłów energetycznych ze stali T24. Przegląd Spawalnictwa 5 (2014) 43÷48.
• [44] Gawryluk W., Więcek M., Adamiec J.: Próby spawania ścian szczelnych ze stali 7CrMoVTiB10-10 (T/P24) przy wykorzystaniu technologii hybrydowej laser + MAG. III Międzynarodowa Konferencja Power Welding (2013) 245÷256.
• [45] Michalczyk J., Wojsyk K.: Bezpieczne i ekonomiczne konstruowanie ekranów wymienników ciepła ze stali i innych stopów o ograniczonej spawalności. Przegląd Spawalnictwa 5 (2014) 37÷42.
• [46] Dobrzański J.: Analiza przyczyn występowania pęknięć w złączach spawanych elementów ścian szczelnych komory parownika kotłów o nadkrytycznych parametrach pracy wykonanych z niskostopowej stali bainitycznej nowej generacji. III Międzynarodowa Konferencja Power Welding (2013) 129÷168.
• [47] Cieszyński K., Osuch W., Kaczorowski M., Czyrska-Filemonowicz A.: Microstructure of 12Cr2MoWVTi steel for power generation application. Inżynieria Materiałowa 4 (2013) 275÷260.
• [48] Demel R., Sutowicz A.: Wybrane zagadnienia z prac badawczo-rozwojowych dotyczących zastosowania nowych materiałów dla elementów ciśnieniowych nowoczesnych kotłów energetycznych. XII Konferencja Naukowo-Techniczna „Procesy zniszczenia oraz powłoki ochronne stosowane w energetyce”, Bełchatów (2015) 239÷254.