Rozwój stali dla energetyki
Wzrastające wymagania dotyczące właściwości użytkowych wynikają z rozwoju technologii energetycznych i kotłów o wzrastającej sprawności. Prowadzone są w związku z tym w świecie i w Polsce szeroko zakrojone prace i projekty badawcze. W ich efekcie wprowadzane są nowe stale wysokostopowe o osnowie ferrytycznej i austenitycznej, a także nadstopy niklu.
| Szeroko prowadzone, podczas ostatnich trzech dekadach, badania umożliwiły opracowanie i wprowadzenie do energetyki szeregu nowych stali i stopów na elementy kotłów parowych i turbin (rys. 3). Materiały te obejmują [13-17]: |
| stale o osnowie ferrytycznej (ferrytyczno-bainityczne, bainityczne i martenzytyczne) – stosowane do temperatury 620˚C, |
| stale o osnowie austenitycznej – stosowane do temperatury 680˚C, |
| nadstopy na osnowie niklu – stosowane do temperatury 750˚C. |
Rys. 3. Zakresy przydatności głównych grup materiałów żarowytrzymałych [12]
Idea kształtowania właściwości żarowytrzymałych stali opiera się na modernizacji składu chemicznego, która ma prowadzić do zapewnienia jak najwyższych właściwości użytkowych w coraz wyższych parametrach eksploatacji.
Wymagania te dotyczą głównie: czasowej wytrzymałości na pełzanie Rz i granicy pełzania R1, odporności na korozję wysokotemperaturową i utlenianie w parze wodnej, odpowiedniej ciągliwości i odporności na pękanie oraz dużej stabilności mikrostruktury i właściwości mechanicznych podczas długotrwałej eksploatacji.
Istotną grupę wymagań stanowią właściwości technologiczne związane ze spawaniem, obróbką cieplną i gięciem [9]. Naukowa i praktyczna podstawa modyfikacji składu chemicznego jest prawie taka sama dla stali o osnowie ferrytycznej nisko- i wysokostopowych oraz austenitycznych.
| Modyfikacje polegają w ogólności na [4]: |
| obniżeniu stężenia węgla < 0,1% C, co poprawia własności ciągliwe i technologiczne, ale obniża wytrzymałość stali, |
| optymalizacji stężenia chromu z uwagi na odporność korozyjną oraz wprowadzeniu dodatków umacniających roztwór stały oraz zwiększających stabilność strukturalną osnowy i temperaturę rekrystalizacji (i topnienia) między innymi Mo, W, Co, Cu (Ti), |
| wprowadzeniu mikrododatków V, Ti, Nb, N, B, tworzących dyspersyjne fazy węglików i węgliko-azotków, które obok węglików M23C6 najefektywniej umacniają zarówno ferryt α jak austenit γ zwiększając wytrzymałość na pełzanie. |
Co tydzień otrzymaj od nas porządną dawkę wiedzy o branży przemysłowej!
