Struktura stali S304H po 20 000 godzin starzenia

Zakres i metody badań

W ramach prowadzonych badań opisano wpływ temperatury i czasu długotrwałego starzenia na zmiany w mikrostrukturze badanego materiału po 20 000 godzinach starzenia w temperaturze 650°C i 700°C. Pierwszy etap badań po 10 000 godzin starzenia przedstawiono w [18].

Obserwację mikrostruktury przeprowadzono za pomocą mikroskopu świetlnego, skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) na konwencjonalnie przygotowanych zgładach metalograficznych trawionych elektrolitycznie a także transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM), wykorzystując cienkie folie. Analizę procesów wydzieleniowych przeprowadzono za pomocą cienkich folii przy wykorzystaniu selektywnej dyfrakcji elektronów. Analizę ilościową wydzieleń przeprowadzono przy zastosowaniu systemu analizy obrazu NIKON EPIPHOT200 & LUCIA G v.5.03. Korzystając z markera skali, umieszczonego na zdjęciach, skalibrowano system analizy obrazu. Współczynnik kalibracji:

1 piksel = 0,040 µm.

Badania wykonano na materiale po długotrwałym starzeniu przez 20 000 godzin w temperaturze 650°C i 700°C.

Wyniki badań wpływu czasu starzenia na mikrostrukturę

Mikrostrukturę stali Super 304H w stanie dostawy (po przesycaniu) przedstawiono na rys. 2. Badany materiał charakteryzuje się austenityczną osnową z widocznymi bliźniakami wyżarzania a także pojedynczymi pierwotnymi wydzieleniami o zróżnicowanej wielkości, rozmieszczonymi wewnątrz ziaren. Wielkość ziarna w badanej stali według wzorców ASTM wynosiła 7-9.

czas starzenia
Rys. 2a. Mikrostruktura stali Super 304H w stanie dostawy: mikroskop świetlny LM; rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 2b. Mikrostruktura stali Super 304H w stanie dostawy: skaningowy mikroskop elektronowy SEM; rys: autorzy

Czas starzenia stali

Starzenie stali Super 304H w temperaturze 650°C i 700°C przez 20 000 godzin istotnie wpływa na rozwój procesów wydzieleniowych, co potwierdziła też obserwacja mikrostruktury (rys. 3-5).

czas starzenia
Rys. 3a. Mikrostruktura stali Super 304H po starzeniu w temperaturze 650°C/20 000 godzin z wydzieleniami fazy ε_Cu w osnowie; rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 3b. Mikrostruktura węglików M23C6 i fazy σ po granicach ziaren, obserwacja SEM; rys: autorzy

Czas starzenia

Wraz z dłuższym czasem starzenia obserwowano na obrazach mikrostruktury wzrost ilości i wielkości węglików Cr23C6 po granicach ziaren austenitu i bliźniakach wyżarzania. Wydzielenia typu M23C6 tworzą układy w postaci siatki po granicach ziaren. Badania mikrostruktury po starzeniu przez 20 000 godzin wykazały również występowanie międzymetalicznej fazy s (rys. 3, 6, 9), której wielkość i udział procentowy jest znacznie większy w przypadku starzenia w temperaturze 700°C, co przedstawiają rys. 4 i 7, a ich podsumowanie zestawiono w tab. 3.

czas starzenia
Rys. 4a Wyniki analizy ilościowej średnicy równoważnej wydzieleń fazy σ po 20 000 godzin starzenia w temperaturze 650°C (min. – 0,65, maks. – 3,7); rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 4b.. Wyniki analizy ilościowej wydzieleń pola fazy σ po 20 000 godzin starzenia w temperaturze 650°C (min. – 0,33, maks. – 10,74); rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 5a. Wydzielenia w stali S304H po starzeniu w temperaturze 650°C przez 20 000 godzin, wydzielenie MX; rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 5b. Wydzielenia w stali S304H po starzeniu w temperaturze 650°C przez 20 000 godzin, wydzielenie MX; rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 5c. Wydzielenia w stali S304H po starzeniu w temperaturze 650°C przez 20 000 godzin, dyfraktogram MX; rys: autorzy
czas starzenia
Rys. 5d. Wydzielenia w stali S304H po starzeniu w temperaturze 650°C przez 20 000 godzin, analiza EDS. Obserwacja TEM; rys: autorzy

Faza s

Niekorzystna faza s bogata w chrom wydziela się w stalach austenitycznych podczas eksploatacji powyżej 600°C (rys. 1). Miejscami szczególnie uprzywilejowanymi do jej wydzielania są styki trzech ziaren a także wydzielenia ferrytu d. Podczas wydzielania fazy s na granicach ziaren towarzyszy rozpuszczanie w osnowie wydzieleń Cr23C6.

STAL_5-6_23_Robert_Wersta_Adam_Zielinski_STALI_S304H_STARZENIE_RYS_6_A
Rys. 6a. Mikrostruktura stali Super 304H po starzeniu w temperaturze 700°C/20 000 godzin z wydzieleniami fazy ε_Cu w osnowie; rys: autorzy
STAL_5-6_23_Robert_Wersta_Adam_Zielinski_STALI_S304H_STARZENIE_RYS_6_B
Rys. 6b. Mikrostruktura węglików M23C6 i fazy σ po granicach ziaren, obserwacja SEM; rys: autorzy
STAL_5-6_23_Robert_Wersta_Adam_Zielinski_STALI_S304H_STARZENIE_RYS_7_A
Rys. 7a. Wyniki analizy ilościowej średnicy równoważnej wydzieleń fazy σ po 20 000 godzin starzenia w temperaturze 700°C (min. – 0,65, maks. – 6,2); rys: autorzy
STAL_5-6_23_Robert_Wersta_Adam_Zielinski_STALI_S304H_STARZENIE_RYS_7_B
Rys. 7b. Wyniki analizy ilościowej wydzieleń pola fazy σ po 20 000 godzin starzenia w temperaturze 700°C (min. – 0,33, maks. – 30,2); rys: autorzy

Wydzielanie fazy s prowadzi do obniżenia właściwości plastycznych, a także odporności na utlenianie w parze wodnej jak również zgorzelinowanie w atmosferze spalin [3, 16].

Czytaj też >> Wymagania normatywne w zakresie cyfrowych bliźniaków w kontekście Przemysłu 4.0

Galeria

zrobotyzowana-wyspa-innowacyjne-rozwiazania-dla-przemyslu

Innowacyjne rozwiązania dla przemysłu – zapraszamy na nasze stoisko podczas targów STOM 2025!

Już niebawem spotkamy się na jednym z najważniejszych wydarzeń branży obróbki metalu – targach STOM w Kielcach. To wyjątkowa okazja, by w jednym miejscu zobaczyć najnowsze technologie, sprawdzić innowacyjne maszyny w akcji i porozmawiać z ekspertami, którzy na co dzień wspiera...

STAL_9-10_24_Bozena_Gajdzik_DLUGOFALOWE_ZMIANY_RYNKOWE_UJECIE_HISTORYCZNE_CZ_II_iStock-1390249924
Partner kategorii:

Transformacja polskiego przemysłu stalowego na europejskim rynku stali. Długofalowe zmiany rynkowe w ujęciu historycznym, cz. II

Z artykułu dowiesz się: czy jest szansa na obniżenie energochłonności w hutach w Polsce; czy przemysł hutniczy inwestuje w innowacyjne rozwiązania;

fastener-fair-global-2025-innowacje-w-sercu-targow-fot-3

Innowacje w sercu targów Fastener Fair Global 2025

25-27 marca specjaliści z branży spotkają się w Stuttgarcie na 10. edycji targów Fastener Fair Global – międzynarodowego flagowego wydarzenia dla światowej branży elementów złącznych i mocowań. Po rekordowej frekwencji w 2023 roku, odwiedzający mogą sp...

wplyw-promieniowania-na-mikrostrukture-i-wlasciwosci-materialow
Partner kategorii:

Wpływ promieniowania na mikrostrukturę i właściwości materiałów

Jakie materiały są stosowane w lekkowodnych reaktorach jądrowych? Artykuł przedstawia wpływ promieniowania na zmianę struktury i właściwości tych materiałów.

Województwo zachodniopomorskie –hub logistyczny z potencjałem wzrostu

W 2024 r. całkowity wolumen aktywności najemców wyniósł 174 tys. mkw. (-23% r/r), co przy braku oddanych w ostatnich 12 miesiącach nowych inwestycji obniżyło współczynnik powierzchni niewynajętej do 2,8%. Polska firma doradcza na rynku nieruchomości komercyjnych prezentuje rap...

STAL_11-12_20_technologie_ciecia_JAKOSC_PROCESU_CIECIA_LASEROWEGO_iStock-177007701
Partner kategorii:

Jakość procesu cięcia laserowego blach stalowych – wpływ zawartości krzemu i innych pierwiastków stopowych

Przeprowadzono analizę czynników i parametrów decydujących o jakości procesu cięcia laserowego. Zestawiono blachy stalowe o gwarantowanej przez producentów jakości cięcia laserowego laser grade steels. Opisano wpływ zawartości krzemu i innych pierwiastków stopowy...

prasy-krawedziowe-trubend-1000-polaczenie-prostoty-obslugi-i-wysokiej-wydajnosci-fot-1

Prasy krawędziowe TruBend 1000. Połączenie prostoty obsługi i wysokiej wydajności

Firma TRUMPF, znany i ceniony producent maszyn do obróbki blach (m.in.: wykrawanie, gięcie, cięcie i spawanie laserowe), już od 1989 roku jest dostawcą technologii gięcia z wykorzystaniem nowoczesnych pras krawędziowych.

vanadis-4-extra-frezowanie-stali-a-powierzchnia-obrabiana

Wpływ chłodziwa i oprawki narzędziowej na chropowatość powierzchni obrabianej w procesie frezowania stali Vanadis 4

Artykuł prezentuje wyniki badań eksperymentalnych procesu frezowania stali Vanadis 4 Extra w rożnych warunkach doprowadzenia chłodziwa do strefy obróbki oraz pokazuje, jak ważny jest dobór odpowiedniej oprawki narzędziowej do określonych zadań obróbkowych. ...

analityka danych

Analityka danych ważniejsza dla firm z branży produkcyjnej niż sztuczna inteligencja

Technologia sztucznej inteligencji (44 proc. wskazań) znajduje się dopiero na trzecim miejscu w kontekście innowacji IT wymienianych przez przedstawicieli firm produkcyjnych. Wynika tak z raportu „Cyfryzacja przemysłu: rola zintegrowanych systemów zarządzania w firmach produkc...

zagadnienia-statecznosci-konstrukcji-wedlug-eurokodow

Wybrane problemy stateczności w projektowaniu konstrukcji według Eurokodów

Zagadnienia stateczności konstrukcji budowlanych stanowią jeden z trudniejszych działów mechaniki budowli, z którym projektanci konstrukcji zmagają się na co dzień. Niezależnie od tego, czy projektujemy klasyczną drewnianą więźbę dachową, stalową belkę podsuwnicową, czy też sł...

ciecie-bez-kompromisow-najnowsze-wersje-mieszalnikow-gazowych-myemix-3-0

Precyzyjne cięcie bez kompromisów. Najnowsze wersje mieszalników gazowych MyEMIX 3.0

Wycinarki laserowe w technologii fiber zyskały ogromną popularność na całym świecie dzięki swojej wysokiej wydajności i precyzji. Jednym z kluczowych aspektów cięcia laserowego jest wybór odpowiedniej technologii cięcia oraz gazu pro...

badania-ultradzwiekowe-charakterystyka-fot-1

Charakterystyka badań ultradźwiękowych – wiadomości wstępne

Grupa metod badań nieniszczących (NDT, z ang. non-destructive testing) udostępnia szereg różnych sposobów wyznaczania wybranych cech diagnozowanych obiektów. Czym charakteryzują się badania ultradźwiękowe?

zloty-medal-targow-modernlog-2024-poznaj-laureatow

Znamy laureatów nagrody Złoty Medal targów MODERNLOG 2024

Poznaliśmy produkty wyróżnione prestiżową nagrodą Złotego Medalu na targach Logistyki, Magazynowania i Transportu MODERNLOG 2024 oraz ITM INDUSTRY EUROPE 2024. Laureaci zawalczą teraz o Złoty Medal Wybór Konsumentów. W minionym tygod...

igp-dura-one-56-i-igp-effectives-synergia-zapewniajaca-wysoka-wydajnosc-w-technologii-malowania-proszkowego
Partner kategorii:

IGP-DURA®one 56 i IGP-Effectives®: synergia zapewniająca wysoką wydajność w technologii malowania proszkowego

W branży farb proszkowych do ochrony powierzchni kluczowe znaczenie mają wydajność, zrównoważony rozwój i jednolity odcień. Firma IGP Powder Coatings podjęła znaczący krok w tym kierunku, łącząc serię niskotemperaturowych farb proszkowych IGP-DURA®one56 z unikalną technologią ...

ochrona-danych-osobowych-w-przemysle-a-nowe-technologie

RODO w przemyśle – jak nowe technologie wpływają na ochronę danych osobowych?

Dynamiczny rozwój technologiczny jest obecnie widoczny w niemal każdym obszarze życia. Choć coraz większy udział i znaczenie robotyki oraz automatyzacji w procesie produkcyjnym niosą ze sobą wiele korzyści, należy również uwzględnić wyzwania związane z wprowadzaniem nowoczesny...

Relacje

Katalog produktów

Sklep

STAL Metale & Nowe Technologie 3-4/2025

STAL Metale & Nowe Technologie 3-4/2025

Zamów
Nowoczesne Hale 1/2024

Nowoczesne Hale 1/2024

Zamów
Utrzymanie Ruchu 1/2024

Utrzymanie Ruchu 1/2024

Zamów
Fastener 1/2024

Fastener 1/2024

Zamów
Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Zamów
Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Zamów
Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Zamów
Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Zamów
Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Zamów
Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Zamów
Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Zamów
Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Zamów
Poznaj nasze serwisy

Nasze strony wykorzystują pliki cookies. Korzystanie z naszych stron internetowych bez zmiany ustawień przeglądarki dotyczących plików cookies oznacza, że zgadzacie się Państwo na umieszczenie ich w Państwa urządzeniu końcowym. Więcej szczegółów w Polityce prywatności.