×

Na stronie http://www.imz.pl stosujemy pliki cookies (ciasteczka) w celu gromadzenia danych statystycznych oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron. Dalsze korzystanie z naszej strony oznacza, że wyrażają Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Monografia nr 13
Mon-13.jpg

Marek Sroka

Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

ANALIZA PROCESÓW WYDZIELENIOWYCH ZACHODZĄCYCH W MIKROSTRUKTURZE STALI SANICRO 25 W TEMPERATURZE PODWYŻSZONEJ

Monografia nr 13, 2019

 

Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszej monografii jest żarowytrzymała stal austenityczna Sanicro 25 (X7NiCrWCuCoNbNB25-23-3-3-3-2) rekomendowana na elementy konstrukcyjne części ciśnieniowej nowoprojektowanych kotłów energetycznych na parametry ultranadkrytyczne i superultranadkrytyczne, w szczególności na wężownice przegrzewaczy pary w ostatnich stopniach przegrzewu. W pierwszej części monografii dokonano przeglądu aktualnego stanu wiedzy w zakresie rozwoju materiałów dla energetyki dotyczącego stali o osnowie ferrytycznej, austenitycznej oraz nadstopów niklu. Opisano również wyniki badań dostępnych w literaturze krajowej jak i światowej dotyczących stali Sanicro 25. Zakres badań własnych obejmował kompleksowy opis wpływu długotrwałego starzenia do 30 000 godzin w temperaturze zbliżonej do temperatury przewidywanej eksploatacji (700°C) oraz w temperaturze podwyższonej (750°C), na zmiany mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych i plastycznych oraz próby pełzania dla stali Sanicro 25. Badania mikrostruktury stali po długotrwałym starzeniu w temperaturze 700 i 750°C umożliwiły ocenę dynamiki zmian mikrostruktury oraz zachodzącego intensywnego procesu wydzieleniowego. Równolegle z opisanym procesem wydzieleniowym obserwowano spadek wytrzymałości na pełzanie, więc wzrost szybkości pełzania, który jest nierozerwalnie związany ze stanem zaawansowania procesu wydzieleniowego. W temperaturze starzenia 700°C obserwowano wzrost wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności kosztem właściwości plastycznych. Zdecydowaną intensyfikację utraty trwałości wyrażonej poprzez szybkość pełzania, obserwowano dla stali Sanicro 25 starzonej w temperaturze 750°C. W opisanej w pracy metodzie szacowania trwałości eksploatacyjnej materiału przyjęto, że wpływ wartości temperatury pracy badanej stali jest czynnikiem dominującym w procesie degradacji struktury, a występujące w trakcie eksploatacji naprężenia rzeczywiste jedynie przyspieszają ten proces. Zestawienie najbardziej istotnych składowych zawierających wyniki badań pełzania, właściwości mechanicznych, składu fazowego oraz analizy zmian mikrostruktury z uwzględnieniem statystycznej analizy średnicy równoważnej występujących wydzieleń wtórnych są podstawą w ocenie stanu materiału i szacowaniu czasu jego dalszej bezpiecznej eksploatacji. Stal Sanicro 25 ze względu na swoje bardzo dobre właściwości, odpowiednio wysoką wytrzymałość na pełzanie przy równocześnie wysokiej odporności na korozję wysokotemperaturową, dobrze zbilansowanym pod względem ekonomicznym składzie chemicznym jest idealnym, alternatywnym materiałem dla drogich stopów niklu. Wyniki przeprowadzonych badań mają nie tylko istotne znaczenie poznawcze, stanowiąc bazę charakterystyk materiału w perspektywie wprowadzenia badanego gatunku do polskiej energetyki, ale przede wszystkim dają znaczący wkład naukowy, pozwalają bowiem na zgromadzenie wiedzy w zakresie rozwoju procesów degradacji mikrostruktury i właściwości badanej stali oraz szacowania jej trwałości eksploatacyjnej.


Powrótwersja do druku