Struktura stali S304H po 20 000 godzin starzenia

Czas starzenia a mikrostruktura

Obserwacja mikrostruktury w transmisyjnym mikroskopie elektronowym ujawniła występowanie w badanej stali bardzo drobnych wydzieleń typu MX (rys. 5) a także fazy bogatej w miedź (rys. 8).

Fazy te najintensywniej wpływają na umocnienie wydzieleniowe a także wzrost wytrzymałości na pełzanie.

W stali S304H po starzeniu przez 20 000 godzin w temperaturze 650°C średnia średnica cząstek bogatych w miedź wynosiła 39,5 nm. Pomimo niewielkiego udziału objętościowego fazy bogatej w miedź wynoszącej około 3% jest ona bardzo skuteczną przeszkodą dla swobodnego przemieszczania się dyslokacji [9].

Podsumowanie – badania wpływu czasu starzenia

Stal S304H z powodu wysokiej wytrzymałości na pełzanie w podwyższonej temperaturze oraz dobrej odporności na korozję wysokotemperaturową i utlenianie w parze wodnej rekomendowana jest do długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania do temperatury 650-660^oC.

Trwałość eksploatacyjną materiałów żarowytrzymałych, określającą ich przydatność do zastosowania w określonej temperaturze, ujmują między innymi wyniki badań stabilności mikrostruktury w warunkach laboratoryjnego starzenia w temperaturze zbliżonej do temperatury potencjalnego zastosowania.

Przeprowadzone starzenie w temperaturze 650–700°C w czasie do 20 000 godzin ujawniło istotne zmiany mikrostruktury, obserwowane w skaningowym mikroskopie elektronowym, polegające głównie na tendencji do tworzenia niekorzystnej morfologii, głównie węglików Cr₂₃C₆, tworzących przerywane i ciągłe układy węglików po granicach ziaren i bliźniakach wyżarzania jak również wydzieleń fazy s po granicach ziaren austenitu. Badania w transmisyjnym mikroskopie elektronowym pozwoliły ujawnić występowanie bardzo drobnych, licznych wydzieleń typu MX a także fazy bogatej w miedź. Wydzielenia tego rodzaju mają decydujący wpływ na właściwości użytkowe badanej stali podczas eksploatacji w wysokiej temperaturze.

Zaprezentowane wyniki badań stanowią element charakterystyk materiałowych stali i stopów, umożliwiających między innymi opracowanie procedur diagnostycznych w obliczeniowym i pozaobliczeniowym czasie pracy elementów kotłów parowych, pracujących w warunkach pełzania.

Galeria

Zobacz więcej