Ewolucja mikrostruktury i właściwości użytkowych austenitycznej stali X8CrNiTi18-10 (T321H) podczas długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania

• Autorzy: Purzyńska H. , Dobrzański J.

Warianty tytułu

EN

Evolution of microstructure and essential characteristics of austenitic steel X8CrNiTi18-10 (T321H) after long-term creep service

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmiany mikrostruktury, podstawowych właściwości wytrzymałościowych oraz odporności na pełzanie austenitycznej stali X8CrNiTi18-10 (T321H) po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania. Opis procesu degradacji tej stali podczas długotrwałego pełzania. Ocena wpływu rodzaju i ilości występujących wydzieleń oraz struktury dyslokacyjnej na odporność na pełzanie (resztkowa wytrzymałość na pełzanie, szybkość pełzania) i stopień wyczerpania. Model degradacji mikrostruktury w wyniku eksploatacji w warunkach pełzania w odniesieniu do stopnia wyczerpania. Sekwencja kolejnych stadiów rozwoju procesu wydzieleniowego stali X8CrNiTi18-10 eksploatowanej w warunkach pełzania w zależności od stopnia wyczerpania. Klasy struktury w zależności od stopnia rozwoju procesów wydzieleniowych i struktury dyslokacyjnej w powiązaniu ze stopniem wyczerpania. Sposób klasyfikowania stanu materiału na podstawie zmian w strukturze w oparciu o procesy składowe w odniesieniu do stopnia wyczerpania. Metodologia oceny austenitycznej stali X8CrNiTi18-10 po eksploatacji w warunkach pełzania na podstawie oceny stanu mikrostruktury. Stan mikrostruktury i poziom właściwości użytkowych po eksploatacji w warunkach pełzania a stopień wyczerpania.

EN

Changes in microstructure of basic strength properties and creep resistance of austenitic steel X8CrNiTi18-10 (T321H) after long-term service under creep conditions. Description of degradation process for this steel during long term creep. Evaluation of the effect of the type and quantity of the occurring precipitation and the form of dislocation structure on creep resistance (residual creep resistance, creep rate) and exhaustion degree. Microstructure degradation model as a result of use under creep conditions in relation to exhaustion degree. Sequence of subsequent development stages of precipitation process for the X8CrNiTi18-10 steel service under creep conditions depending on exhaustion degree. Structure class depending on the development stage of precipitation processes and dislocation structure In relation to exhaustion degree. Classification of the state of material pertaining to changes in structure based on constituent processes in relation to exhaustion degree. Evaluation methodology for austenitic steel X8CrNiTi18-10 after service under creep conditions based on the assessment of the state of microstructure. State of microstructure and level of essential characteristics after use under creep conditions vs exhaustion degree.

Słowa kluczowe

PL

stal austenityczna; pełzanie; długotrwała eksploatacja; trwałość resztkowa; stopień wyczerpania; procesy wydzieleniowe

EN

austenitic steel; creep; long-term service; residual strength; exhaustion degree; precipitation processes

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 3
• Strony: 11--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Purzyńska H.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica w Gliwicach

autor

Dobrzański J.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica w Gliwicach

Bibliografia

• [1] A. Hernas, J. Dobrzański, J. Pasternak, S. Fudali, Charakterystyki nowej generacji materiałów dla energetyki, Gliwice, 2015
• [2] J. Dobrzański, Materiałoznawcza interpretacja trwałości stali dla energetyki, Open Access Library, vol. 3, 2011
• [3] J. Dobrzański, A. Hernas, G. Moskal, Microstructural degradation in power plant steels, Chapter No. 9 in book: J.E. Oakey (ed.), Power plant life management and performance improvement, Woodhead Publishing Limited, Sawston, UK, 2011 ISBN 978-1-84569-726-6 s. 222-271
• [4] J. Dobrzański, S. Fudali, J. Pasternak, W. Zabłocki, Doświadczenia w zakresie możliwości zastosowania stali T/P24 oraz VM12 w warunkach krajowych, Konferencja n-t Kotły nadkrytyczne, Materiały, Rudy Raciborskie 2007.
• [5] J. Brózda, Stale austenityczne nowej generacji stosowane na urządzenia energetyki o parametrach nadkrytycznych i ich spawanie, Instytut Spawalnictwa, Gliwice, 2006.
• [6] J. Dobrzański, A. Zieliński, Austenityczne stale w gatunkach Super 304H i HR3C na elementy części ciśnieniowej kotłów bloków energetycznych o nadkrytycznych parametrach prac.W: A. Hernas, J. Pasternak, Materiały i technologie stosowane w budowie kotłów o parametrach nadkrytycznych o temperaturze pary do 700oC, Gliwice 2013, s. 223-244.
• [7] A. Hernas, J. Pasternak, Materiały i technologie stosowane w budowie kotłów o parametrach nadkrytycznych o temperaturze pary do 700oC, Gliwice 2013.
• [8] A. Hernas, Materiały do budowy kotłów na parametry nadkrytyczne, „Nowa Energia”, (5-6) (2013) s. 35-36.
• [9] A. Zieliński, J. Dobrzański, H. Purzyńska, G. Golański, Properties, structure and creep resistance of austenitic steel Super 304H, „Materials Testing” 57 (10) (2015), s. 859-865.
• [10] J. Dobrzański, P. Miliński, Próba oceny trwałości resztkowej i prognozowanie dalszej bezpiecznej pracy niektórych elementów kotłów wysokoprężnych, Pol. Śl. Energetyka, Zeszyt 94, (1986), s. 429.
• [11] T. Bołd, J. Dobrzański, P. Miliński, Metody oceny trwałości resztkowej elementów urządzeń kotłowych do stosowania w krajowej energetyce, Pol. Śl. Energetyka, Zeszyt 120, 1994.
• [12] J. Dobrzański, B. Kowalski, J. Wodzyński, Diagnostyka techniczna elementów krytycznych części ciśnieniowej kotłów energetycznych pracujących w warunkach pełzania po przekroczeniu obliczeniowego czasu pracy, Materiały konferencyjne, Rafako, 2010.
• [13] J. Dobrzański, A. Zieliński, Diagnostyka materiałowa elementów części ciśnieniowej kotłów i rurociągów parowych pracujących w warunkach pełzania znacznie poza obliczeniowy czas pracy, „Energetyka”, (4) (2016), s. 229-233.
• [14] Polskie inwestycje energetyczne, Gazeta Wyborcza, październik 2015 [http://wyborcza.biz/biznes/1,147877,19049447,polska-jest-najwiekszym-energetycznym-placem-budowy-weuropie. html].
• [15] EPRI Project Manager D. Gandy: Remaining Life Assessment from the Amos 3 Austenitic Stainless Steel Secondary Superheater Tubes, Status Report, February 2005.
• [16] ASTM A213/A213M-99A: Standard Specification for Seamless Ferritic and Austenitic Alloy – Steel Boiler, Superheater, and Heat-Exchanger Tubes.
• [17] A. Hernas, J. Dobrzański, Trwałość i niszczenie elementów kotłów i turbin parowych, Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• [18] G. Golański, C. Kolan, J. Jasak, J. Słania, P. Urbańczyk, A. Zieliński, Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stali TP347HFG po długotrwałej eksploatacji. „Energetyka”, (11) (2014), s. 655-657.
• [19] A. Gharenbaghi, Precipitation study in a High Temperature Austenitic Stainless Steel using Low Voltage Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, 2012.
• [20] J.-Z. Wang, Z.-D. Liu, H.-S. Bao, S.-C. Cheng, Evolution of Precipitates of S31042 Heat Resistant Steel During 700oC Aging, „Journal of Iron and Steel Research, International”, 20 (10) (2013), s. 113-121.
• [21] R.A.P. Ibañez, G.D. de Almeida Soares, L.H. de Ameila, I. Le May, Effects of Si Content on the Microstructure of Modified-HP Austenitic Steels, „Materials Characterization”, 30, (1993), s. 243-249
• [22] I. Nikulin, A. Kipelova, R. Kaibyshev, Effect of high-temperature exposure on the mechanical properties of 18Cr-8Ni-WNb-V-N stainless steel, „Materials Science and Engineering” A 554 (2012), s. 61-66.
• [23] Y.-H. Zhou, Ch.-X. Liu, Y.-Ch. Liu, Q.-Y. Guo, H.-J. Li, Coarsening behavior of MX carbonitrides in type 347H heatresistant austenitic steel during thermal aging, „International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials”, 23 (3) (2016), s. 283-293
• [24] V.T. Ha, W.S. Jung, Effects of heat treatment processes on microstructure and creep properties of a high nitrogen 15Cr-15-Ni austenitic heat resistant stainless steel, „Materials Science and Engineering” A 528, (2001), s. 7115-7123.
• [25] A.F. Padilha, I.F. Machado, R.I. Plaut, Microstructures and mechanical properties of Fe-15%Cr-15%Ni austenitic stainless steels containing different levels of niobium additions submitted to various processing stages. „J. Mater. Process. Technol.” 170 (2005), s. 89-96.
• [26] G. Bai, S. Lu, D. Li, Y. Li, Intergranular corrosion behavior associated with delta-ferrite transformation of Ti-modified Super304H austenitic stainless steel, „Corr. Sc.” 90 (2015), s. 347-358.
• [27] X. Bai, J. Pan, G. Chen, J. Liu, J. Wang, T. Zhang, W. Tang, Effect of high temperature aging on microstructure and mechanical properties of HR3C heat resistant steel, „Materials Science and Technology” 30 (2) (2014), s. 205-210.
• [28] A. Hernas, B. Augustyniak, Degradation of superheater tubes made of austenitic T321H steel after long term service, 9th Liege Conference on Materials for Advanced Power Engineering, Liege, Belgium 2010, s. 544-553.
• [29] Vu The Ha, Woo Sang Jung, Creep behavior and microstructure evolution at 750oC in new precipitation-strengthened heat-resistant austenitic stainless steel, „Materials Science and Engineering” A 558 (2012), s. 103-111.
• [30] H. Purzyńska, A. Zieliński, J. Dobrzański, A. Hernas, Trwałość eksploatacyjna i rozporządzalna trwałość resztkowa stali T321H, „Prace Instytutu Metalurgii Żelaza” 67 (1) (2015), s. 44-52.
• [31] H. Purzyńska, Skrócone próby pełzania w wyznaczaniu trwałości resztkowej stali T321H po długotrwałej eksploatacji, XLIII Szkoła Inżynierii Materiałowej, (2015) s. 313-317.
• [32] PN-EN ISO 204:2009 Metale – Próba pełzania przy jednoosiowym rozciąganiu – Metoda badania.
• [33] J. Dobrzański, A. Zieliński, Ocena trwałości eksploatacyjnej stali energetycznych pracujących powyżej temperatury granicznej w oparciu o skrócone próby pełzania, Seminarium Naukowo-Techniczne, Badania materiałowe na potrzeby elektrowni i przemysłu Energetycznego, Zakopane 2002, s. 97.
• [34] J. Dobrzański, A. Zieliński, H. Purzyńska, M. Dziuba-Kałuża, M. Matusik, Trwałość eksploatacyjna materiału elementów pracujących w warunkach pełzania w energetycznych urządzeniach wysokociśnieniowych, „Prace Instytutu Metalurgii Żelaza”, 67 (2) (2015), s. 158-167.
• [35] H. Paszkowska, J. Dobrzański, A. Zieliński, Odporność na pełzanie stali T321H w stanie wyjściowym i po eksploatacji, „Prace Instytutu Metalurgii Żelaza” 65 (1) (2013), s. 60-61.

Uwagi

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