Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utlenianie izotermiczne staliwa 0,3C-18Cr-30Ni z dodatkami niobu i tytanu

Chylińska R., Garbiak M., Piekarski B.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

669--672

PL

Odporność staliwa austenitycznego na korozję wysokotemperaturową jest połączona z tworzeniem się na jego powierzchni zgorzeliny składającej się głównie z tlenków Cr2O3. Dobra skuteczność ochronna zgorzeliny wynika także z obecności innych dodatków stopowych, np. krzemu, niobu czy tytanu. Umożliwiają one zmianę składu fazowego i morfologii produktów procesu utleniania. Celem pracy jest porównanie zachowania się żarowytrzymałego staliwa austenitycznego 0,3C-18Cr-30Ni z dodatkami niobu (1,84%) lub tytanu (0,93%) podczas utleniania izotermicznego w atmosferze powietrza w temperaturze 900°C. Wyniki badań wykazały, że kinetyka procesu utleniania staliwa zależy zarówno od rodzaju wprowadzonego pierwiastka węglikotwórczego, jak i od czasu jego wyżarzania poprzedzającego proces utleniania. Niob lub tytan istotnie obniżają przyrost masy staliwa w wyniku utleniania izotermicznego. W przypadku staliwa 18Cr-30Ni-Ti przyrost ten jest w przybliżeniu trzykrotnie mniejszy, a staliwa 18Cr-30Ni-Nb dwukrotnie mniejszy w porównaniu ze staliwem bez tych dodatków. Procesowi tworzenia się zgorzeliny na staliwie 18Cr-30Ni-Nb towarzyszy niekorzystne utlenianie wewnętrznego podłoża. Korozja wewnętrzna przebiega w głąb materiału wzdłuż wydzieleń węglików niobu. Do ograniczania jej zasięgu przyczynia się zachodzenie przemiany fazowej węglików niobu w fazę G w mikrostrukturze staliwa w trakcie wyżarzania. Ogólnie należy stwierdzić, że wprowadzanie tytanu do składu chemicznego staliwa 18Cr-30Ni jest korzystniejsze ze względu na zwiększenie jego odporności na utlenianie izotermiczne w porównaniu ze staliwem z dodatkiem niobu.

EN

Resistance of austenitic cast steel to high temperature corrosion is accompanied by the formation of a surface film consisted mainly of chromium Cr2O3 oxides. Good oxidation behaviour of a protective scale is also attributed to other elements like silicon, niobium or titanium that provide the change of phase composition as well as the morphology of the products of oxidation process. In this work, the oxidation behaviour of a creep resistant austenitic cast steel 0.3C-18Cr-30Ni with addition of Nb (1.84%) is compared to the behaviour of the cast steel containing titanium addition (0.93%). The alloys were subjected to isothermal oxidation in air atmosphere and temperature of 900°C. The results of investigations show that the rate of alloy oxidation is influenced by the kind of carbide former addition and the time of annealing process preceded the oxidation test. Both niobium and titanium decrease the rate of mass gain due to oxidation. The oxidation rate is about threefold for titanium and two-time lower for niobium additions in comparison with the cast steel without these elements. Process of scale formation on surface of 18Cr-30Ni-Nb cast steel is accompanied by an adverse effect of internal oxidation of substrate. Internal corrosion runs deep into the base material along the precipitates of niobium carbides. Transformation of niobium carbides into G phase, occured in microstructure during annealing of cast steel, inhibits the range of internal oxidation. Considering resistance to isothermal oxidation it has been found that introducing of titanium into chemical composition of cast steel 18Cr-30Ni is much favourable in comparison with niobium addition.

2

Mikrostruktura a odporność na izotermiczne utlenianie staliwa austenitycznego

Chylińska R., Zapała R., Garbiak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

132-136

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania austenitycznego staliwa typu 18% Cr-30% Ni z dodatkiem 1,84% mas. niobu. Staliwo przed testem utleniania poddano procesowi wyżarzania w temperaturze 900°C przez 100, 500 i 1000 godz. Pomiary kinetyki utleniania wykonano w atmosferze powietrza metodą termograwimetryczną ciągłą. Opisano przebieg procesu utleniania oraz określono wpływ zmiany mikrostruktury staliwa na podwyższenie odporności na utlenianie w zależności od czasu wyżarzania. Budowę morfologiczną i skład chemiczny warstw tlenkowych badano, wykorzystując metodę dyfrakcji rentgenowskiej, mikroskopii elektronowej skaningowej oraz mikroanalizy rentgenowskiej. Stwierdzono, że dodatek niobu i czas wyżarzania obniżają przyrost masy staliwa podczas utleniania, ale wydzielenia eutektycznych węglików NbC ułatwiają dordzeniową dyfuzję tlenu.

EN

This paper presents the results of research on oxidation kinetics of austenitic cast steel type 18% Cr-30% Ni enriched with 1.84% of niobium addition. The cast steel had undergone annealing for 100, 500 and 1000 hours before the oxidation test. The measurements of oxidation kinetics were carried out in air environment by the continuous termogravimetric method. The running of oxidation process and influence of microstructure and time of annealing of cast steel on its oxidation resistance were described. To investigate the morphology and chemical composition of oxide layer the X-ray diffraction, SEM and EDS methods were applied. It was found that the niobium addition and time of annealing decrease the mass gain of cast steel during oxidation process but the eutectic precipitates of niobium carbides facilitate oxygen diffusion into the core.

3

Application of digital radiography in evaluation of crack propagation rate in cast steel specimens

Sikora R., Piekarski B., Świadek K., Chylińska R.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 4

209-214

EN

A technology that utilizes penetrating X-rays is one of the oldest non-destructive testing methods. Digital radiography combines modern digital image processing algorithms with traditional X-ray testing method. The following paper describes the present use of digital radiograms in flaw detection, and the use of identification and classification algorithms in detection of cracks that occur under the effect of thermal fatigue process in creep-resistant steel castings operating as structural elements in heat treatment furnaces. The number and length of cracks formed in specimens of [...]37x5 mm dimensions as a result of shock heating and cooling was evaluated. The test alloy was austenitic cast steel of 30Ni-18Cr type, containing 1.75% Nb and 0.93% Ti (wt.%). It has been indicated that the applied methods of non-destructive testing using digital radiography are fully successful in evaluation of the fatigue crack propagation rate in steel castings.

4

Precipitation kinetics in austenitic 18Cr-30Ni-Nb cast steel

Garbiak M., Chylińska R.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 3s

27--30

EN

The study presents the results of investigations on the precipitation kinetics in austenitic 18%Cr-30%Ni cast steel stabilised with an addition of 1.84 wt% niobium. Phase analysis of isolates extracted from the alloy subjected to annealing within the temperature range of 600–1000oC during 10–1000 h was made. The phase constitution of the isolates mainly comprised niobium carbides of the NbC type and complex chromium carbides of the Cr23C6 type. In specimens annealed within the temperature range of 700–900oC, a high-silicon G phase was additionally identified. The highest kinetics of the precipitation process was recorded after annealing at the temperatures of 800 and 900oC.

5

Elektrochemiczne roztwarzanie stabilizowanego staliwa austenitycznego

Chylińska R., Piekarski B.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2007

|

Vol. 27, nr 1

113-120

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów, których celem było wyizolowanie faz międzymetalicznych ze stabilizowanego staliwa typu 0,3C-30Ni-18Cr za pomocą ekstrakcji elektrolitycznej. Jakość prowadzonych procesów oceniono na podstawie ilości otrzymywanego izolatu, jego składu fazowego oraz bilansu masowego produktów ekstrakcji.

EN

The paper presents the results of measurement aimed at isolating the phases of stabilised cast steel 0.3C-30Ni-18Cr during electrolytical extraction. The quality of the conducted process was evaluated on the base of the quantity of received residues, his phase constitution and mass balance of the extraction products.

6

The thermal fatigue behaviour of creep-resistant Ni-Cr cast steel

Piekarski B.

Archives of Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 7, iss. 4

155-158

EN

The study gives a summary of the results of industrial and laboratory investigations regarding an assessment of the thermal fatigue behaviour of creep-resistant austenitic cast steel. The first part of the study was devoted to the problem of textural stresses forming in castings during service, indicating them as a cause of crack formation and propagation. Stresses are forming in carbides and in matrix surrounding these carbides due to considerable differences in the values of the coefficients of thermal expansion of these phases. The second part of the study shows the results of investigations carried out to assess the effect of carbon, chromium and nickel on crack resistance of austenitic cast steel. As a criterion of assessment the amount and propagation rate of cracks forming in the specimens as a result of rapid heating followed by cooling in running water was adopted. Tests were carried out on specimens made from 11 alloys. The chemical composition of these alloys was comprised in a range of the following values [...]. The specimens were subjected to 75 cycles of heating to a temperature of 900oC followed by cooling in running water. After every 15 cycles the number of the cracks was counted and their length was measured. The results of the measurements were mathematically processed. It has been proved that the main factor responsible for an increase in the number of cracks is carbon content in the alloy. In general assessment of the results of investigations, the predominant role of carbon and of chromium in the next place in shaping the crack behaviour of creep-resistant austenitic cast steel should be stressed. Attention was also drawn to the effect of high-temperature corrosion as a factor definitely deteriorating the cast steel resistance to thermal fatigue.

7

Zastosowanie pomiaru właściwości mechanicznych do oceny antynawęgleniowych powłok nakładanych na odlewy

Piekarski B.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2006

|

Vol. 26, nr 1

97-104

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań oceniających skuteczność ochronną powłoki typu Al-Cu, której zadaniem jest zabezpieczanie wysokostopowego podłoża staliwnego przed oddziaływaniem atmosfery nawęgląjącej. Powłokę nakładano metodą kontaktowo-gazową na próbki do statycznej próby rozciągania i udarności, wykonane z niskowęglowego staliwa austenitycznego typu 36% Ni-l6% Cr. Wyznaczono wartości Rm, A5 i KCV 300 staliwa w trakcie 740-godzinnego procesu nawęglania w temperaturze 900°C. Na tej podstawie wykazano, że powłoka zachowuje dobre właściwości ochronne przez około 500 godzin pracy, przy czym w warunkach dodatkowego oddziaływania wstrząsów cieplnych należy oczekiwać, że charakteryzować się będzie dużą podatnością na pękanie.

EN

This paper shows the results of research on application of anticarburising Al-Cu coatings to protect high alloyed cast steel substrate against carburising atmosphere. The coatings ere applied by pack cementation method on tensile and impact test samples made from low-carbon cast steel type 36% Ni-16% Cr. Parameters Rm, A5 i KCV 300 were measured during 740 hour-lasting carburising process at a temperature of 900°C. It was proved that coatings were maintaining their high protective power for about 500 working hours. However, with additional thermal shocks, their high susceptibility to cracking can be expected.

8

Influence of chemical composition on sensitivity of thermal fatigue crack formation in austenitic cast steels

Piekarski B.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2005

|

Vol. 25, nr 1

75-82

EN

In this study the effect of basic constituents of austenitic cast steel (Ni, Cr, Si, C) on resistance to crack formation caused by thermal fatigue was investigated. Number of cracks and their length was used to assess the resistance to crack formation after 75 thermal cycles (900°C - 30 min, quenching in water). The chemical composition of the alloys tested was varied within the following alloying content ranges: (wt. %}: 18-40% Ni, 17-30% Cr, 1.2-1.6% Si, 0.05-0.6% C and 0.5-0.8% Mn. It has been shown that the number of cracks increases with the carbon content in alloy and the length of cracks increases with the level of chromium and decreases with the increasing nickel content in alloy. Equations describing these findings were determined.

PL

W artykule oceniono wpływ podstawowych składników staliwa austenitycznego (Ni, Cr, Si, C) na jego odporność na pękanie w warunkach zmęczenia cieplnego. Do oceny odporności użyto liczby i długości pęknięć utworzonych po 75 cyklach grzanie/chłodzenie (900°C - 30 min, chłodzenie w wodzie). Skład chemiczny badanych stopów mieści się w następujących przedziałach (% mas.): 18-40% Ni, 17-30% Cr, 1,2-1,6% Si, 0,05-0,6% C i 0,5-0,8% Mn. Wykazano, że liczba pęknięć wzrasta z zawartością węgla w stopie, a długość pęknięć wzrasta wraz z zawartością chromu, a maleje ze wzrostem zawartości niklu. Wyniki pomiarów opracowano matematycznie.