Dr h c. prof Dr Ing. Ing ESSA Jozef Čabelka DrSc

ODBORNÉ ČLÁNKYVývoj mikroštruktúry a návrh hodnoteniaprecipitačných zmien v oceli typu T24vplyvom creepovej exploatácieThe influence of creep conditions to microstructure evolutionand proposal of precipitation changes assessment in the T24 steelPETER ZIFČÁK – PETER BRZIAK – MIROSLAV BALOG – JÁN BOŠANSKÝ – MILAN SRNKAIng. P. Zifčák, PhD. – Ing. P. Brziak, PhD., Výskumný ústav zváračský – Priemyselný inštitút SR (Welding Research Institute – Industrial Instituteof SR), Bratislava, brziakp@vuz.sk – Ing. M. Balog, PhD., Ústav anorganickej chémie SAV (Institute of Inorganic Chemistry, Slovak Academy ofSciences), Bratislava – prof. Ing. J. Bošanský, PhD., IBOK a. s., Bratislava – Ing. M. Srnka, Železiarne Podbrezová a. s., SlovenskoV predloženom článku sa detailne študujú mikroštruktúrne zmeny v oceli typu T24 vplyvom creepovejexploatácie Materiál rúry T24 (Ø114,3 x 13 mm) bol vyrobený v podmienkach Železiarní Podbrezová, a. s. Predmetná oceľ sa podrobila creepovej skúške pri teplote 575 °C a konštantnom zaťažení 140 MPa s časom dolomu 12 609 h Mikroštruktúra materiálu v stave pred a po creepe bola detailne študovaná metódamisvetelnej mikroskopie, rastrovacej elektrónovej mikroskopie a transmisnej elektrónovej mikroskopie Mikroštruktúra materiálu po creepe bola študovaná v troch miestach creepového telieska: lomový povrch,oblasť vzdialená 0,5 – 1 mm od lomového povrchu a hlava Cieľom bolo študovať vplyv testovacej teplotya lokálnych napätí na prebiehajúce zmeny v mikroštruktúre Vo východzom materiáli sa identifikovali karbidyM 23C 6precipitujúce na hraniciach zŕn a M 7C 3prevažne na hraniciach subzŕn V materiáli po creepovej skúškeprecipitovali karbidy M 6C po hraniciach zŕn, zatiaľ čo M 2C boli rozložené vo vnútri zŕn Vo všetkýchsledovaných stavoch boli prítomné disperzné MX karbidy, ktoré precipitujú v matrici Zistilo sa, že karbidyM 7C 3, M 6C, M 2C menia svoju veľkosť, pričom ich chemické zloženie sa mení minimálne vplyvom creepovejskúšky Naopak M 23C 6sú rozmerovo stabilnejšie pričom ich chemické zloženie sa mení počas creepovejskúšky výraznejšie Na základe vykonaných experimentov bol navrhnutý postup analýzy štrukturálnych zmien– precipitácie sekundárnych karbidických fáz v oceliach typu T24The present paper deals with the microstructure evaluation of T24 steel during creep exposition. Material ofT24 pipe’s diameter 114.3 x 13 mm was made by Železiarne Podbrezová a.s. The given steel was subjectedto the creep test under constant load 140 MPa and temperature 575 °C with time to rupture 12 609 hours. Themicrostructure of as – received and as – crept material was studied in detail by means of light microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Microstructure of the material aftercreep test was studied in three sections of the creep sample as follows: fracture surface, area in distant0,5 – 1 mm from the fracture surface and head. The aim was to study the influence of both testingtemperature and local stresses on the micro-structural changes. In as – received material, carbide phasesM 23C 6were found to precipitates along the grain boundaries and M 7C 3mainly along the sub-grain boundaries.The precipitation of the new carbide phases was observed in the material after the creep test. Carbides M 6Cprecipitated along the grain boundaries while M 2C were distributed inside of the grains. In the all studiedstates fine dispersion MX matrix carbides were observed. The sizes of M 7C 3, M 6C and M 2C particle carbideshave changed evidently and their chemical compositions have changed slightly during the creep test. On thecontrary carbides M 23C 6are more dimensioned stable but their chemical composition has changedsignificantly during the creep test. New evaluation’s methods of secondary phase precipitation in steel T24were designed.>Požiadavky na zníženie cenyenergetických zariadení a zvýšenieich účinnosti viedli k vývojunových typov feritických ocelí. Vývojchemického zloženia týchto novýchocelí vychádza z celosvetovejpotreby modernizovať klasické fosílneelektrárne a tým zvýšiť ich prevádzkovúživotnosť, tepelnú účinnosťa redukciu emisií, najmä CO 2,SO 2a oxidov dusíka. [1].Pre súčasnú energetiku je charakteristickáteplota pary na vstupedo turbíny 540 – 565 °C. V poslednýchrokoch však dochádza k zvyšovaniuteploty pracovného médianad 565 °C. V niektorých prípadochsa využíva vodná para s teplotouaž 600 °C. V prípade použitia paryv stave superkritických parametrov(610 °C/30 MPa) v porovnaní so súčasnýmiparametrami vodnej pary(540 °C/180 MPa) je možné dosiahnuťzvýšenie účinnosti energetickýchzariadení až o 8 % pri súčasnom zníženíemisií CO 2až o 20 % [2, 3].Na využívanie vodnej pary akoenergo nosiča pri takýchto extrémnychpodmienkach je nutné zlepšiťvlastnosti samotných komponentovenergetických zariadení. Z tohtodôvodu sa pozornosť materiálovéhovýskumu orientovala na vývojZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 3-4/2010 67