W artykule na przykładzie stali Super 304H scharakteryzowano mechanizmy umocnienia oraz procesy degradacji zachodzące w czasie eksploatacji nowoczesnych, żarowytrzymałych stali austenitycznych.
EN
The paper describes the mechanisms of strengthening and the processes of degradation running during the service of modern creep-resisting austenitic steels on the example of Super 304H steel.
The paper presents the results and analysis of potentiokinetic investigation on materials used in elements of exhaust systems in combustion engine vehicles. The tests were performed for stainless steel X5CrNi18-10 and titanium 3.7035. The resistance to general corrosion and the susceptibility to pitting corrosion was determined for these materials in environments containing chloride ions ranging between 0.2÷1.0M. Moreover, the susceptibility to repassivation was examined. The performed tests showed high electrochemical stability of titanium and lack of the susceptibility to pitting corrosion in the applied environmental conditions. What was observed for the stainless steel was the development of pitting corrosion at ion concentration of [Cl-] > 0.6 mol/dm3 , as well as the lack of influence of ion concentration on the repassivation potential.
W artykule na podstawie badań własnych oraz dostępnych danych literaturowych przedstawiono charakterystykę nowoczesnych stali martenzytycznych zawierających 11-12%Cr, tj. stali Thor 115 i Super VM12. Scharakteryzowano skład chemiczny, obróbkę cieplną, mikrostrukturę oraz właściwości użytkowe analizowanych stopów.
EN
The article is based on own research and available literature sources. It presents the characteristics of modern martenstick steels containing 11 -12% Cr, i.e. Thor 115 and Super VM12. The chemical composition, heat treatment, microstructure, and functional properties of the analysed alloys have been characterized.
Procesy wydzieleniowe w żarowytrzymałych stalach austenitycznych są głównym mechanizmem degradacji ich mikrostruktury i właściwości użytkowych. Przewidywanie składu fazowego wydzieleń za pomocą wykresów czas – temperatura – wydzielanie, może być pomocne przy oszacowaniu czasu bezpiecznej eksploatacji elementów wykonanych z tych materiałów.
EN
Precipitation processes in creep-resisting austenitic steels constitute the main mechanism of degradation of their microstructure and functional properties. Predicting the phase composition of precipitates using the time-temperature-precipitation curve can be helpful for the estimation of safe service time for elements made of these materials.
The paper presents the results of microstructural and mechanical investigation of long-term aged TP347HFG austenitic stainless steel. Ageing was performed at a time of up to 30 000 hours and the temperature of 600 and 650◦C. Ageing was proved to lead to the precipitation of secondary phase particles not only inside grains but also on the boundaries of grains and twins. The MX precipitates were observed inside the grains. However, M23C6 carbides and sigma phase precipitates were observed on grain boundaries. The changes in the microstructure of the examined steel translated into the mechanical properties, i.e. initially observed growth and then the decrease of yield strength and a gradual decrease in impact energy. The overageing process – a decrease in strength properties – was associated with the growth of the size of M23C6 carbides and the precipitation of the sigma phase. The reduction of impact energy in TP347HFG austenitic stainless steel was found to be associated with the precipitation of M23C6 carbides in the case of the 600◦C temperature, and the M23C6 carbides and sigma phase in the case of the 650◦C temperature. The rate of changes in the microstructure and mechanical properties depended on the ageing temperature.
The article presents and characterises Incoloy 800HT ironbased superalloy in terms of: chemical composition, heat treatment, microstructure and properties, in its delivery condition. This material is commonly used in process lines in the petrochemical industry, e.g. into components called „pigtails”.
PL
W pracy przedstawiono i scharakteryzowano pod względem: składu chemicznego, obróbki cieplnej, mikrostruktury i właściwości w stanie dostawy nadstop na bazie żelaza Incoloy 800HT. Materiał ten jest powszechnie stosowany w liniach technologicznych w przemyśle petrochemicznym m.in. na elementy zwane pigtails.
Przedstawiono wyniki badań metaloznawczych stali P911 po ok. 70 000 godzin eksploatacji w temperaturze 560°C. Przeprowadzone badania wykazały względnie niewielki stopień degradacji badanego materiału, po eksploatacji obserwowano zachowaną listwową mikrostrukturę martenzytyczną. Wykazano, że zmiany w mikrostrukturze badanej stali polegały na: procesach zdrowienia i rekrystalizacji osnowy oraz utworzeniu ciągłej siatki węglików M23C6 po granicach ziaren byłego austenitu. Stosunkowo niewielkie zmiany w mikrostrukturze stali P911 były związane z relatywnie niską temperaturą eksploatacji. Przełożyło się to na właściwości mechaniczne stali P911, które po eksploatacji nadal były wyższe od normatywnych wymagań.
EN
The article presents the results of metallurgical tests of P911 steel after approx. 70,000 hours of operation at the temperature of 560°C. The conducted research showed a relatively low degree of degradation of the tested material and the retained martensitic strip microstructure was observed after operation. It was shown that the changes in the microstructure of the tested steel consisted of: matrix healing and recrystallization processes as well as the formation of a continuous M23C6 carbide mesh at the former austenite grain boundaries. Relatively small changes in the microstructure of P911 steel were related to the relatively low operating temperature. This refers to the mechanical properties of the P911 steel, which after operation were still higher than the standard requirements.
Badaniu poddano próbki pobrane z wycinka rury wykonanej ze stali bainitycznej P5 (X11CrMo5). Badany materiał pracował w temperaturze 534°C przez ponad 93 000 godzin. Po eksploatacji badana stal charakteryzowała się nadal zachowaną mikrostrukturą bainityczną z licznymi wydzieleniami. Wydzielenia typu M23C6 obserwowano na granicach ziaren byłego austenitu, na granicach listew bainitu, natomiast wewnątrz listew bainitu ujawniono obecność cząstek M2C i M23C6. Badana stal charakteryzowała się względnie niewielkim stopniem degradacji mikrostruktury i właściwościami wytrzymałościowymi wyższymi od wymagań normatywnych.
EN
The samples taken from the pipe section made of P5 bainitic steel (X11 CrMo5) were tested. The test material was operated at 534°C for over 93,000 hours. After operation, the tested steel was still characterized by bainitic microstructure with numerous precipitates. The M23C6 type precipitates were observed at the former austenite grain boundaries, at the boundaries of the bainite laths, while the M2C and M23C6 particles were revealed inside the bainite laths. The tested steel was characterized by a relatively low degree of microstructure degradation and strength properties higher than the standard requirements.
Purpose: The purpose of the investigations was to characterise and describe the modern creep-resistant Thor 115 steel for supercritical power units. Design/methodology/approach: The investigations were performed based on the knowledge and experience of the author, the preliminary results of his own research and the available literature on the subject-matter of the considerations presented in the paper. Findings: Modern steel Thor 115 was subjected to overall analysis in terms of its use as a potential heat-resistant structural material for power plant components. Based on the preliminary results of own research and the available literature data, it has been shown that the analysed steel may be a structural material of full value if the assumed creep resistance in the service temperature range of 600-650ºC is confirmed. Research limitations/implications: The comprehensive analysis of degradation of microstructure of the steel after ageing (and/or creep) requires TEM examinations. Finding the correlation between the creep and ageing conditions and changes in the microstructure of the steel. Practical implications: The investigations carried out as part of the paper and the considerations on the subject-matter of the analysed steel may be the basis for the development of a database of material characteristics for steels, alloys and welded joints. Originality/value: The analysis of chemical composition, heat treatment and mechanical properties and the investigations of microstructure of Thor 115 steel are presented.
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.
The article presents an analysis of precipitation processes in heat-resistant TP347HFG steel after 41,000 h of operation at 585°C. Microstructure investigation showed that the use of the tested steel resulted mainly in the precipitation processes occurring at grain boundaries. Identification of the precipitates showed the presence of M23C6 carbides and σ phase particles along boundaries. Single M23C6 carbide particles were revealed also at twin boundaries. Inside austenite grains, apart from large, primary precipitates, finely-dispersed secondary NbX particles (X = C,N) were also observed.
PL
W pracy przedstawiono analizę procesów wydzieleniowych w żarowytrzymałej stali TP347HFG po 41 000 h eksploatacji w temperaturze 585°C. Przeprowadzone badania mikrostrukturalne wykazały, że eksploatacja badanej stali spowodowała przede wszystkim zajście procesów wydzieleniowych na granicach ziaren. Identyfikacja wydzieleń wykazała występowanie po granicach węglików typu M23C6 oraz cząstek fazy σ. Pojedyncze cząstki węglików M23C6 ujawniono również na granicach bliźniaków. Wewnątrz ziaren austenitu oprócz dużych, pierwotnych wydzieleń, obserwowano również drobnodyspersyjne wtórne cząstki NbX (X = C,N).
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The material subjected to the tests discussed in the article was a section of a welded joint made of bainitic steel P5. The joint subjected to analysis was sampled from a pipe section exposed to the effect of elevated temperature for more than 96 000 hours. The metallurgical tests revealed a relatively low degree of the degradation of the test joint. The microstructure contained retained bainite and precipitates of various morphology. The identification of precipitates revealed the presence of M23C6 and M2C precipitates in the joint. The M23C6 carbides were observed along the boundaries of former austenite grains. The above-named identification of precipitates also revealed the presence of M2C and M23C6 C6 carbides within the grains/laths. The insignificant exhaustion of the joint microstructure might be ascribed to the fact that the joint was subjected to relatively low temperature for a relatively short time.
PL
Badaniu poddano wycinek złącza spawanego bainitycznej stali P5. Analizowane złącze pobrano z wycinka rury po długotrwałej eksploatacji w podwyższonej temperaturze. Przeprowadzone badania metaloznawcze wykazały względnie niewielki stopień degradacji badanego materiału. W mikrostrukturze obserwowano zachowaną bainityczną budowę z wydzieleniami o różnej morfologii. Przeprowadzona identyfikacja wykazała występowanie w badanym złączu wydzieleń M23C6 i M2C. Węgliki M23C6 obserwowano po granicach ziaren byłego austenitu, natomiast wewnątrz ziaren/listew ujawniono występowanie węglików M2C i M23C6. Względnie niewielki stopień wyczerpania mikrostruktury badanego złącza wynikał zapewne z relatywnie niskiej temperatury i zbyt krótkiego czasu eksploatacji.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The analysis involved a similar welded joint made of steel TP347HFG after operation at a temperature of 580°C. Tests revealed that the primary mechanisms responsible for the degradation of the microstructure in all areas of the joint subjected to analysis were precipitation processes within the grains and along the grain boundaries. The grain boundaries contained two morphologies forming a continuous lattice. Precipitation processes resulted in the high tensile strength of the joint and high hardness within the weld face area. After operation, the test joint was characterised by relatively high impact energy, which could be attributed to the fine-grained microstructure and the presence of numerous annealing twins.
PL
Analizie poddano jednoimienne złącze spawane stali TP347HFG po eksploatacji w temperaturze 580°C. Przeprowadzone badania wykazały, że głównym mechanizmem degradacji mikrostruktury we wszystkich obszarach analizowanego złącza były procesy wydzieleniowe na granicach i wewnątrz ziaren. Na granicach ziaren obserwowano dwie morfologie wydzieleń, które tworzyły ich ciągłą siatkę. Zachodzące procesy wydzieleniowe skutkowały wysoką wytrzymałością na rozciąganie złącza oraz twardością w obszarze lica spoiny. Badane złącze po eksploatacji charakteryzowało się jeszcze względnie wysoką energią łamania, która wynikała zapewne z drobnoziarnistej mikrostruktury oraz obecności licznych bliźniaków wyżarzania.
The aim of the research was to analyse the processes of degradation observed in a similar welded joint of T91 steel. The analysis was performed for welded joints after long-term annealing for up to 8000 hours at the temperature of 600 °C. Microstructural analysis and hardness testing were performed. The purpose of the tests was to evaluate the effect of annealing time at the temperature of ageing on formation and properties of the decarburized zone in the inter-bead area of the welded joint. The study presents the results of physical examinations of the joint welded using two different filler materials (similar welded joint) after long-term effect of high temperature.
PL
Celem badań była analiza procesów degradacji obserwowanych w złączu spawanym ze stali T91. Analizę wykonano dla połączeń spawanych po długotrwałym wyżarzaniu do 8000 godzin w temperaturze 600°C. Przeprowadzono analizę mikrostrukturalną i badania twardości. Celem badań była ocena wpływu czasu wyżarzania w temperaturze starzenia na powstawanie i właściwości strefy odwęglonej w obszarze międzyściegowym złącza spawanego.
The study covered 9% Cr martensitic steels - X10CrMoVNb9-1 (P91) and X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) after long-term ageing at the temperature of 620°C and soaking time up to 50,000 hours. The microstructural investigations of the tested steels were carried out using a TITAN 80-300 transmission electron microscope. The analysis of the changes in the microstructure included the identification of precipitates and computer image analysis: the measurement of dislocation density and mean diameter of the precipitates. The tests showed that the analysed steels still retained the lath martensitic microstructure, but also the processes of matrix softening were observed. The microstructure of the examined steels also showed numerous precipitates with various morphologies. The micro-addition of boron in the PB2 steel, compared with the P91 steel, influenced the retardation of the microstructure degradation processes through the limitation of the growth of M23C6 precipitates and Laves phase. This resulted in a slowdown in the processes of recovery and polygonisation of the matrix of the tested steel.
PL
Badaniu poddano martenzytyczne stale typu 9% Cr - X10CrMoVNb9-1 (P91) oraz X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) po długotrwałym starzeniu w temperaturze 620°C i czasie wygrzewania do 50 000 godzin. Badania mikrostrukturalne badanych stali przeprowadzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego TITAN 80–300. Analiza zmian w mikrostrukturze obejmowała identyfikację wydzieleń oraz komputerową analizę obrazu: pomiar gęstości dyslokacji i średniej średnicy wydzieleń. Przeprowadzone badania wykazały, że analizowane stale posiadały nadal zachowaną listwową mikrostrukturę martenzytyczną, ale także obserwowano procesy mięknięcia osnowy. W mikrostrukturze badanych stali widoczne były również liczne wydzielenia o różnej morfologii. Mikrododatek boru w stali PB2 w porównaniu do stali P91 wpłynął na spowolnienie procesów degradacji mikrostruktury poprzez ograniczenie wzrostu wydzieleń M23C6 i fazy Lavesa. Wpłynęło to na spowolnienie procesów zdrowienia i poligonizacji osnowy badanej stali.
W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury austenityczej, żarowytrzymałej stali TP347HFG po eksploatacji w temperaturze 585°C. Przeprowadzone badania mikrostrukturalne wykazały, że eksploatacja przyczyniła się głównie do procesów wydzieleniowych, szczególnie na granicach ziaren, gdzie obserwowano węgliki M23C6 oraz wydzielenia fazy sigma. Umocnienie licznymi wydzieleniami skutkowało w przypadku badanej stali w stanie poeksploatacjnym względnie wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Drobnoziarnista mikrostruktura oraz obecność bliźniaków w strukturze stali pozwoliły natomiast zachować stosunkowe dobre właściwości plastyczne i energię łamania.
EN
The paper presents the results of research on the austenitic microstructure of creep-resisting TP347HFG steel after service at the temperature of 585°C. The performed microstructural tests showed that the service of the examined steel contributed mostly to the precipitation processes, particularly on the boundaries of grains, where the M23C6 carbides and the sigma phase precipitates were observed. The precipitation strengthening with numerous precipitates resulted in high strength properties in the case of the investigated steel in the after-service condition. The line-grained microstructure and the presence of twins in the steel structure allowed maintaining rela (5 tively good plastic properties and toughness.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.