Charakterystyka warstw tlenkowych powstałych na staliwie Cr-Ni modyfikowanym Ce podczas wysokotemperaturowego utleniania

• Autorzy: Zapała, R. , Augustyn-Pieniążek, J. , Kalandyk, B.

Warianty tytułu

EN

Characteristics of oxide layers formed at high temperature on Cr-Ni cast steel modified Ce

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano wpływ Ce w staliwie chromowo-niklowym na korozję wysokotemperaturową. W artykule przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania stopu w temperaturze: 820, 930 i 1000°C oraz charakterystykę morfologii powierzchni zgorzeliny utworzonej na staliwie Cr-Ni. Badania warstwy produktów korozji powstałych podczas izotermicznego utleniania obejmowały obserwacje mikroskopowe (SEM), mikroanalizę rentgenowską (EDS) oraz pomiary rentgenograficzne za pomocą rentgenowskiej dyfrakcyjnej analizy fazowej z zastosowaniem dyfrakcji w geometrii Bragg-Brentano. Stwierdzono, że materiał dla wszystkich wartości temperatury badań utleniał się w przybliżeniu zgodnie z prawem parabolicznym. Powstała zgorzelina była zwarta i ciągła dla niższej temperatury utleniania. W badanych zgorzelinach za pomocą dyfrakcyjnej analizy fazowej zidentyfikowano następujące fazy: Cr2O3, MnCr2O4, (Cr, Fe)2O3, SiO2 i CrNbO4.

EN

The effect of Ce on the behaviour of cast chromium-nickel steel subjected to high temperature corrosion was investigated. The work also includes studies of the kinetics of oxidation of the alloy at temperatures of 820, 930 and 1000°C and the characteristics of the surface morphology of the scale formed on the Cr-Ni cast steel. Examinations of the layer of corrosion products formed during isothermal oxidation included microscopic observations (SEM), X-ray microanalysis (EDS), and X-ray diffraction phase analysis in Bragg-Brentano geometry. It was found that for all the test temperatures, the material was oxidized roughly in accordance with parabolic law. The resulting scale was compact and continuous at lower oxidation temperatures. The analysis of the recorded diffraction patterns allowed detection in the examined scale the presence of the following phases: Cr2O3 MnCr2O4, (Cr, Fe)2O3, SiO2 and CrNbO4.

Słowa kluczowe

PL

korozja wysokotemperaturowa; staliwo Cr-Ni; geometra Bragg-Brentano; geometria stałego kąta padania

EN

high temperature corrosion; Cr-Ni cast steel; Bragg-Brentano geometry; grazing-incidence angle X-ray beam diffraction

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 1
• Strony: 37--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zapała, R.

• Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych, Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

autor

Augustyn-Pieniążek, J.

• Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

autor

Kalandyk, B.

• Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych, Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

Bibliografia

• [1] Jasiński W.: Trwałość eksploatacyjna rur katalitycznych reformerów amoniaku. Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin (2009).
• [2] Łabanowski J.: Ocena procesów niszczenia rur katalitycznych w eksploatacji reformerów metanu. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk (2003).
• [3] Bojarski Z.: Problemy eksploatacyjne rur katalitycznych reformingu parowego. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice (1978).
• [4] Natesan K.: Surface modification for corrosion resistance. W-31-109- ENG-38, Argonne National Laboratory (1993).
• [5] Khanna A. S.: Introduction to high temperature oxidation and corrosion. Materials Park: ASM International (2002).
• [6] Rahmel A., Schütze M.: Mechanical aspects of rare-earth effect. Oxidation of Metals 38 (1992) 255÷266.
• [7] de Carvalho Fernandes S. M., Ramanathan L. V.: Rare earth oxide coatings to decrease high temperature degradation of chromia forming alloys. Material Research 7 (2004) 135÷139.
• [8] Grabke H. J.: Surface and interface segregation in the oxidation of metals. Surface and Interface Analysis 30 (2000) 112÷119.
• [9] Strauß S., Grabke H. J.: Role of alloying elements in steels on metal dusting. Materials and Corrosion 49 (1998) 321÷327.
• [10] Mrowec S.: Kinetyka i mechanizm utleniania metali. Wydawnictwo Śląsk, Katowice (1982).
• [11] Leistikow S., Wolf I., Grabke H. J.: Effect of cold work on the oxidation behaviour and carburization resistance of alloy 800. Werkstoffe und Korrosion 34 (1987) 556÷562.
• [12] Grabke H. J., Műller-Lorenz E. M., Strauss S., Pippel E., Woltersdorf J.: Effects of grain size, cold working and surface finish on the metal-dusting resistance of steels. Oxidation of Metals 50 (1998) 241÷254.
• [13] Basu S. N., Yurek G. J.: Effect of alloy grain size and silicon and silicon content on the oxidation of austenitic Fe-Cr-Ni-Mn-Si alloys in pure O2. Oxidation of Metals 36 (3/4) (1991) 281÷315.
• [14] Langevoort J. C., Fransen T., Gellings P. J.: On the influence of cold working on the oxidation of some stainless steels. Werkstoffe und Korrosion 34 (10) (1983) 500÷504.
• [15] Barcik J.: Stopy na rury pirolityczne. Skład chemiczny, struktura, właściwości eksploatacyjne. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego Katowice (1995).
• [16] Natesan K., Baxter D. J.: The role of Zr and Nb in oxidation/sulfidation behaviour of Fe-Cr-Ni. ANL/FE-90/2, Argonne National Laboratory (1990).
• [17] Jian P., Jian L., Bing H., Xie G.: Oxidation kinetics and phase evolution of a Fe-16Cr alloy in simulated SOFC cathode atmosphere. Journal of Power Sources 158 (2006) 354÷360.
• [18] Jian P., Jian L., Bing H., Xie G.: Oxidation kinetics of Haynes 230 alloy in air at temperatures between 650 and 850°C. Journal of Power Sources 159 (2006) 641÷645.
• [19] Stott F. H.: Influence of alloy additions on oxidation. Materials Science and Technology 5 (8) (1989) 734÷740.
• [20] Wood G. C., Richardson J. A., Hobby M. G., Boustead J.: The identification of thin healing layers at the base of oxide scales on Fe-Cr base alloys. Corrosion Science 9 (9) (1969) 659÷671.
• [21] Stott F. H., Gabriel G. J., Wei F. I., Wood G. C.: The development of silicon- containing oxides during the oxidation of iron-chromium-base alloys. Werkstoffe und Korrosion 38 (9) (1987) 521÷531.
• [22] Evans E., Hilton D. A., Holm R. A., Webster S. J.: Influence of silicon additions on the oxidation resistance of a stainless steel. Oxidation of Metals 19 (1/2) (1983) 1÷18.