Wytrzymałość na pełzanie stali SUPER 304H

Prezentujemy wyniki badań skróconych prób pełzania a także badania pełzania z pomiarem wydłużenia. Stanowią one element charakterystyk materiałowych stali nowej generacji, które wykorzystane są w pracach diagnostycznych podczas eksploatacji.

Austenityczne stale nierdzewne posiadają wiele cech sprawiających, że obserwuje się na nie duże zapotrzebowanie na całym świecie. Wśród właściwości, które czynią je popularnymi, warto wskazać dużą odporność na korozję, dobrą odkształcalność plastyczną czy też spawalność. Stal austenityczna często wykorzystywana jest m.in. w przemyśle chemicznym i petrochemicznym jak również energetyce. Typ 304H o wyższej zawartości węgla niż pozostałe odmiany ma zastosowanie w środowiskach pracy przy podwyższonych temperaturach. Stal S304H stosowana jest na przegrzewacze kotłów o nadkrytycznych parametrach pracy.

Badania prób pełzania stali

W artykule zaprezentowano wyniki badań skróconych prób pełzania a także badania pełzania z pomiarem wydłużenia. Próby pełzania wykonano na maszynach jednopółkowych produkcji Instytutu Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica w Gliwicach. Wyznaczono charakterystyki skróconych prób pełzania w postaci zależności log t_r = f(T_e) przy σ_b = const dla stali Super 304H przy stałym poziomie naprężenia σ_b = 150 i 180 MPa. Badania pełzania z pomiarem wydłużenia prowadzono na materiale w stanie dostawy. Prowadzono je także po starzeniu przy temperaturze 650 i 700°C w czasie 1000, 10 000 i 30 000 godzin. Próby wykonano na próbkach standardowych o stosunku l₀/d₀ = 10. Przyjęto stałą temperaturę próby 700°C, natomiast zastosowane obciążenie mieściło się w zakresie 100-150 MPa. Opisano wpływ czasu starzenia na zmiany prędkości pełzania badanej stali.

Wprowadzenie

Podstawowym wymogiem stawianym materiałom do pracy w podwyższonej temperaturze jest żarowytrzymałość mechaniczna. Jest ona określana przez czasową wytrzymałość na pełzanie RZ/t/T, którą przyjmuje się do wyznaczania naprężenia dopuszczalnego elementu konstrukcyjnego.

W warunkach eksploatacji ważnym elementem oceny stanu materiału jest obiektywna ocena trwałości resztkowej, którą można wykonać, opierając się jedynie na zespole metod i technik badawczych [1-4]. Wiąże się ona także z ustaleniem rzeczywistych parametrów pracy instalacji, takich jak temperatura, naprężenie czy też liczba odstawień i uruchomień.

• Wytrzymałość na pełzanie wyznacza się na podstawie wyników prób pełzania do zerwania bez pomiaru wydłużenia w czasie trwania próby [2, 6].
• Czasową granicę pełzania określa stałe obciążenie, podzielone przez pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki, które po upływie określonego czasu działania w danej temperaturze spowoduje trwałe wydłużenie próbki o określoną wielkość. Wyznacza się ją w próbie pełzania z pomiarem wydłużenia.

Galeria

Zobacz więcej