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

Vývoj mikroštruktúry a návrh hodnotenia precipitačných zmienv oceli typu T24 vplyvom creepovej exploatácieku cree povej exploatácie dochádzak ich zmenám. Na základedosiahnutých výsledkov a získanýchskúseností na charakterizáciuprecipitačných zmien ocele T24v podmienkach creepu je nutnédodržať presný metodický postupprípravy a vyhodnotenia všetkýchvzoriek. To znamená:1. Pri príprave uhlíkových replík jenevyhnutnou podmienkou dodržaťrovnaké časy leptania materiálus presnosťou na 1 sekundu,t. j. cca 20 s v prípade leptaniaocele T24 v 4 % Nitalu.2. Vybrať reprezentatívnu oblasťmikroštruktúry na vzorkách preda po creepe a náhodným spôsobomidentifikovať a analyzovaťchemické zloženie min. 20častíc z každej skupiny prítomnýchfáz.3. Merania urobiť v reze 1 a v reze 2,ako je zobrazené na obr. 1. Kvôlispresneniu je možné vykonaťďalšie merania na rezoch nachádzajúcichsa medzi rezom 1 a rezom2.4. Stanoviť priemernú hodnotu zistenéhochemického zloženia,priemernú veľkosť častíc (z min.20 identifikovaných pre jednufázu). Tieto hodnoty reprezentujúpriemerné chemické zloženie/veľkostidanej fázy v reze 1,v reze 2 a vo východzom materiáli.Tieto údaje číselne vyjadrujú stavmateriálu v terciálnej oblasti svojejživotnosti.Výsledky meraní v ďalších rezochmajú tiež svoj význam, nielen z pohľaduvzájomného porovnania.Týmto spôsobom vytvoríme istýpriebeh hrubnutia, rozpúšťania fázv závislosti od lokálnej deformácie(napätí). Takýto prístup umožnílepšie eliminovať rozdiely vo vlastnostiachmikroštruktúry reálnychkomponentov, ktoré sú výsledkomfluktuácie teplôt a napätí, čím sasúčasne zvýši presnosť hodnoteniaživotnosti.ZÁVERPripravená modelová tavba oceleT24 bola termomechanicky spracovanáa následne skúšaná v podmienkachcreepu pri teplote 575 °Ca napätí 140 MPa. K pretrhnutiu testovanéhotelieska došlo po 12 609 h.Pokiaľ ide o precipitáciu sekundárnychfáz sa zistilo, že:– východzí materiál pred creepomobsahoval karbidy na báze M 23C 6a M 7C 3,– materiál po creepe obsahovalkarbidy na báze M 23C 6, M 7C 3,M 6C a M 2C,– disperzné častice MX boli identifikovanévo všetkých skúmanýchstavoch,– karbidy M 7C 3sa rozpúšťajú, pričomich chemické zloženie samení minimálne vplyvom creepovejexploatácie aj vplyvom rôznejúrovne lokálnej deformácie (napätí).Naopak M 23C 6sú rozmerovostabilnejšie a chemické zloženiesa mení výraznejšie vplyvomcreepu a vplyvom lokálnej deformácie(napätí),– karbidy M 6C, M 2C hrubnú s rastúcouúrovňou lokálnych napätí,pričom ich chemické zloženie samení minimálne,– najväčšie rozmery častíc (ASTM18)sa namerali na karbidoch M 23C 6v stave pred aj po creepe a karbidochM 6C v oblasti lomovej plochy,– v obidvoch prípadoch (M 23C 6ajM 6C) sa precipitácia realizuje nahraniciach pôvodných austenitickýchzŕn a hraniciach subzŕn.Karbidy M 7C 3precipitujú prevažnena hraniciach subzŕn a karbidyM 2C a MX v matrici.CONCLUSIONSThe prepared model melt of T24steel was thermomechanically treatedand subsequently tested in creepconditions at 575°C and 140 MPastress. The test specimen rupturedafter 12 609 h.As far as the precipitation of secondaryphases is concerned, it hasbeen found out that:– the initial material prior to creepcontained carbides on M 23C 6andM 7C 3basis,– The material after creep containedcarbides on M 23C 6, M 7C 3,M 6C and M 2C basis,– MX dispersion particles were identifiedin all investigated conditions,– M 7C 3carbides are dissolvedwhereas their chemical compositionchanges minimum due tocreep exploitation and also dueto the effect of different level oflocal strain (stresses). On thecontrary, M 23C 6are more stablefrom the viewpoint of their sizeand their chemical compositionis changed more expressivelydue to the effect of creep and theeffect of local strain (stresses),– M 6C and M 2C carbides coarsenwith increasing level of local stresseswhereas their chemical compositionis changed only a little,– The highest size of particles(ASTM18) was measured in M 23C 6carbides in the condition prior toand also after creep and in M 6Ccarbides in the region of fracturedsurface,– In both cases (M 23C 6and alsoM 6C) the precipitation occurs onboundaries of original austeniticgrains and boundaries of subgrains.M 7C 3carbides precipitateprevailingly on sub-grain boundariesand M 2C carbides and MX inthe matrix.Literatúra[1] Farrar, J. C. M. – Marshall, A. W.:Smartweld – an overview. Doc.IX-2077, 2003[2] Marlow, B. A.: Advanced SteamTurbines. Proc. Conf. Advances inTurbine Materials, Design anManufacturing, s. 36. Newcastle uponTyne, 1997[3] Kehlohfer, R.: Power engineering,status and trends. Proc. Conf.Materials for Advanced PowerEngineering 1998. s. 3. Eds. J.Lecomte-Becker et al.,Forschungszentrum Jülich GmbH, 1998[4] Fleming, A.: New materials for hightemperature service in powergeneration. OMMI, 2002, vol. 1, Issue 2[5] Foldyna, V. – Koukal, J.: Vývoj ocelípro energetiku a chemickéstrojírenství na bázi 2 až 3 % Cr.Zváranie č. 1-2, s. 3 – 8, 2003[6] Hakl, J. – Vlasák, T. – Brziak, P. –Zifčák, P.: Contribution to theinvestigation of advanced low-alloyP23 steel creep behaviour, Proc.Conf. Materials for Advanced PowerEngineering, 2006, s. 985. Eds. J.Lecomte-Becker et al.,Forschungszentrum Jűlich GmbH, 2006[7] Zifčák, P.: Fyzikálna metalurgiamodifikovaných 2.25Cr1Mo ocelí[Dizertačná práca]. STU MtF Trnava,Bratislava, 2006[8] http://www.mediacy.com/tech/ipuml/ipu1988.q3/0060.html[9] Spiradek, K. – Bauer, R. – Zeiler, G.:Microstructural changes during thecreep deformation of 9 % Cr- steel,Material for advanced powerengineering 1994, Proceedings of the7th Liège Conference, Október 1994,Part I, s. 251 – 262[10] Brziak, P.: Štúdium vplyvu parametrovtepelného spracovania a technológiezvárania na vybrané mechanickéa štruktúrne vlastnosti 9Cr1Mo ocelí[Dizertačná práca]. STU MtF Trnava,Bratislava, 1999[11] Vodárek, V.: Fyzikální metalurgiemodifikovných (9-12%Cr)ocelí. Ostrava, Technická