Purpose: The aim of the paper is to investigated the influence of the chemical composition on the structure and mechanical properties of austenitic Cr-Ni steels. Special attention was put on the effect of solution heat treatment on mechanical properties of examined steels. Design/methodology/approach: The examinations of static tensile tests were conducted on ZWICK 100N5A. Hardness measurements were made by Vickers method. The X-ray analyzes were realized with the use of Dron 2.0 diffractometer equipped with the lamp of the cobalt anode. The metallographic observations were carried out on LEICA MEF 4A light microscope. Findings: Results shown that after solution heat treatment the values of strength properties (UTS, YS0.2) and hardness (HV) of both investigated steels decrease and their elongation (EL) increases. The X5CrNi18-8 steel in delivery state shown austenitic microstructure with twins and numerous non-metallic inclusions, while in steel X10CrNi18-8 revealed a austenitic microstructure with numerous slip bands in areas with deformation martensite α’. The examined steels after solution heat treatment followed by water-cooling has the structure of austenite. Research limitations/implications: To investigate in more detail the influence of chemical composition on structure and mechanical properties the examinations of substructure by TEM should be conducted. Originality/value: The relationship between the solution heat treatment, structure and mechanical properties of investigated steels was specified.
W artykule przedstawiono wyniki analizy fazowej materiału nowej i eksploatowanych w reformerach amoniaku odlewanych odśrodkowo rur katalitycznych. W warunkach eksploatacji, przebiegająca wewnątrz rury katalitycznej endotermiczna reakcja metanu z parą wodną, powoduje zróżnicowanie temperatury rury w zakresie 550/865 stopni Celsjusza. Badania odcinków próbnych pobranych z obszaru wlotu substratów, jak i nowych rur ujawniają ziarna równoosiowe w warstwach wierzchnich i budowę dendrytyczną w pozostałej części ścianki rury. Na tle ziaren austenitu obserwuje się eutektykę złożoną z austenitu i płytkowych węglików. Wraz ze zwiększeniem odległości od wlotu substratów stwierdzono zmiany strukturalne i fazowe, wywołane temperaturą i czasem eksploatacji, prowadzące do istotnych zmian właściwości mechanicznych materiału rury. Badania rentgenostrukturalne wykazały wpływ czasu i temperatury pracy na udział i morfologię faz międzymetalicznych. W mikrostrukturze wyjściowej składającej się ze stopowego austenitu oraz węglików M23C6 i NbC, w wyniku długotrwałego oddziaływania podwyższonej temperatury, pojawia się iglasta faza sigma. Udział i postać fazy sigma zmienia się na grubości ścianki rury. W obszarach rury pracujących w temperaturach powyżej zakresu egzystencji fazy sigma (ok. 820 stopni Celsjusza) brak umocnienia jej wydzieleniami przyczynia się do inicjacji procesu pełzania.
EN
The author presents results of phase analysis of new and exploited material from centrifugally casted pipes which worked in catalytic reformer. During the exploitation, percurrent inside the catalytic pipe the endothermic reaction of methane with water steam take place. The temperature of the pipe varies in the range 550/865 degrees centigrade. The investigations of pipe samples received from the area of the inflow of substrates and material of a new tube, shown the dendrite structure of the material. On the background of austenite grains the eutectic composed from austenite and plate carbide was observed. Structural and phase changes increased with distance from substrates inflow and leading to essential changes of mechanical properties of pipe material. The XRD investigations confirmed the relationship between structure and temperature and time of the exploitation. The long-lasting influence of raised temperature caused precipitation of needle shaped sigma phase from alloyed austenite with M23C6 and NbC carbides. In the region of the pipe working in temperature higher than 820 degrees centigrade this phase doesn't exist more, therefore the creep process can be initiated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.