Development in the conventional power industry is tightly connected with aiming at raising the efficiency of power units (to the expected 50%) on the one hand, and at limiting the emission of pollutants, mainly CO2, SOx and NOx, to the atmosphere on the other hand. Increase in the power units efficiency requires raising the parameters of steam, i.e. temperature and pressure to the socalled super- or ultrasupercritical parameters. Raising the steam parameters was possible due to the development and implementation of two new groups of high-chromium materials of martensitic steels in the power industry, such as: T/P91, T/P92 or P122 steel and low alloy bainitic steels: T24 and T23 steel. High properties of the new-found steels were obtained thanks to the optimization of their chemical composition and microstructure [1÷4]. Along with the introduction of new martensitic and bainitic steel grades to the power industry it became necessary to work out new grades of steel with their properties exceeding the properties of low alloy cast steels applied so far, i.e. Cr-Mo-V or Cr-Mo cast steel. The demands which have been put to the new-found high-chromium cast steel grades were quite high, i.e.: the 100 000 hrs creep strength of 100 MPa at 600°C, good castability and weldability (similar to that of low alloy cast steels), through-hardening capability up to about 500 mm wall thickness and properties, such as: fracture toughness, low-cycle fatigue strength and long-term toughness corresponding at least to those of the low-alloys, ferritic cast steels used currently up to 565°C [5, 6]. The above requirements were fulfilled by the new grades of steel with their chemical composition being similar to that of high-chromium steels. These grades include steel casts such GX12CrMoVNbN9-1 or GX12CrMoWVNbN10-1-1 [5, 7]. The aim of the conducted investigation was determining the influence of heat treatment (hardening from the austenitizing temperature[...]

The paper presents results of research on the influence of austenitizing parameters, temperatures in the range of 895÷985°C and times of 3 and 5 hours on the size of former austenite grain in G20CrMo2-5 (L20HM) cast steel. The research was carried out on samples taken from long-term serviced (around 160 000 hours) steam turbine frame. Description of the influence of austenitizing parameters o[...]

W artykule na przedstawiono charakterystykę nowych, niskostopowych, ferrytycznych stali T23 (7CrWVMoNb9 - 6) i T24 (7CrMoVTiB10 - 10), opracowanych na bazie konwencjonalnej stali 10CrMo9 - 10 (T22), a stosowanych na elementy ciśnieniowe kotłów nadkrytycznych. The paper presents description concerning new low-alloy ferritic steels, such as: T23 (7CrWVMoNb9 - 6) and T24 (7CrMoVTiB10 - 10) which were developed on the basis of the conventional 10CrMo9 - 10 (T22) steel. The above-mentioned steels are used for pressure elements of super-critical boilers. Słowa kluczowe: nowe niskostopowe stale, struktura, własności Key words: new low-alloy steels, microstructure, mechanical properties 1. Wprowadzenie. Rozwój energetyki konwencjonalnej zaowocował wprowadzeniem do użytkowania wysokochrom[...]

Obecny rozwój żarowytrzymałych stali/staliw jest ściśle związany z wymaganiami proekologicznymi stawianymi energetyce konwencjonalnej. Ograniczenia związane z emisją tzw. gazów cieplarnianych do atmosfery przyczyniły się do opracowania i wdrożenia do energetyki dwóch grup stali, tj. wysokochromowych stali martenzytycznych oraz stali bainitycznych. Te nowe stale zostały opracowane w wyniku modyfikacji składu chemicznego stali dotychczas stosowanych w energetyce [1÷3]. Wprowadzenie do energetyki martenzytycznych stali zawierających 9÷12% Cr oraz dodatki i mikrododatki, m.in.: molibden, wolfram, wanad, niob, azot czy też bor, umożliwiło podniesienie temperatury ich eksploatacji nawet o 70°C w porównaniu z wcześniej stosowanymi gatunkami stali [4]. Lepsze właściwości mechaniczne stali nowej generacji w porównaniu z gatunkami konwencjonalnymi stali wynikają z wykorzystania czterech mechanizmów umocnienia, tj. wydzieleniowego, roztworowego, dyslokacyjnego i przez rozdrobnienie ziaren [5]. Zawartość chromu w żarowytrzymałych, martenzytycznych stalach na poziomie około 9% ogranicza jednak zastosowanie tych stali do temperatury 580÷600°C. Stąd konieczność podwyższenia zawartości chromu do poziomu około 12%, co umożliwia ich eksploatację w temperaturze powyżej 600°C przez zapewnienie odporności na utlenianie i korozję gazową. Jednak jak wykazała praktyka inżynierska, żarowytrzymałe stale martenzytyczne zawierające co najmniej 10% Cr ulegają w czasie eksploatacji w temperaturze powyżej 600°C bardzo szybkiej degradacji, tj. po czasie krótszym niż 10% przewidywanego czasu bezpiecznej eksploatacji następuje ich przedwczesne niszczenie (rys. 1). Gwałtowny spadek wytrzymałości na pełzanie spowodowany jest niestabilną mikrostrukturą - zachodzi wydzielanie złożonego azotku Cr(V, Nb)N (fazy Z) kosztem drobnodyspersyjnych wydzieleń typu MX [6÷8]. Brak w literaturze polskiej prac dotyczących zagadnień związanych z tą problematyką zainspirował au[...]

Recent years have brought a particular development of research within the energetic description of low cycle fatigue. It is mostly due to the fact that energy-based approach to fatigue is more complete than the strain- or stress-based description, as it considers mutual interactions of both: stresses and strains [1]. There are many hypotheses and concepts of energy-related approach to the description of low cycle fatigue process. Currently there are two basic approaches to describing the fatigue of metals from the energetic point of view. The first approach involves total cumulated energy in the fatigue process, and it is comparable to the energy absorbed during the static tensile tests. Proposal of such an approach can be found inter alia in the work [2]. The second approach is based on the accumulation of the energy dispersed in the material in particular cycles of changing load. In this approach there are three distinguishable groups, concerning respectively: -- only the energy of plastic strain ΔWpl [3÷5], -- the sum of elementary energy of plastic strain ΔWpl and elastic strain ΔWs [6, 7], -- elementary energy of elastic-plastic strains ΔW [8, 9]. Schemes graphically illustrating the most frequently occurring descriptions of the criterion quantity in the energy depiction are shown in Figure 1. This paper focuses on the low cycle fatigue description in which only the energy of plastic strain ΔWpl is taken into account. Fatigue graph using this quantity criterion is plotted on the basis of research carried out in the conditions of controlled strain (εac = const) or stress (σa = const). The value of quantity criterion ΔWpl within one loading cycle corresponds to the area of hysteresis loop (Fig. 1a). The loop area is determined on the basis of the analysis of measurement signals of the force burdening the test sample and its strains. These signals, after converting force into stress, al[...]

  W pracy przedstawione zostały wyniki badań trwałości zmęczeniowej w zakresie niskocyklowym staliwa GX12CrMoVNbN9 - 1 (GP91) w temperaturze 550 oC. Badaniu poddane zostało staliwo w stanie wyjściowym (po obróbce cieplnej) oraz po 8 000 godzinach wyżarzania w temperaturze 600 oC. Przeprowadzone badania wykazały, że staliwo GP91 podlega silnemu cyklicznemu osłabieniu i nie wykazuje wyraź- nego okresu stabilizacji. Wykazano także, że proces wyżarzania wpływa na podstawowe parametry pętli histerezy, m.in. amplitudę odkształ- cenia całkowitego εac, amplitudę odkształcenia plastycznego εap i amplitudę naprężenia σa oraz trwałość zmęczeniową Nf. Wyżarzanie bada- nego staliwa powoduje wyraźne obniżenie jego trwałości zmęczeniowej, której wielkość zależy od wartości odkształcenia całkowitego εac. The paper presents the results of research on low cycle fatigue life of GX12CrMoVNbN9 - 1 (GP91) cast steel at the temperature of 550 oC. The cast steel subject to investigation was in the as-received condition (after heat treatment) as well as after 8 000 hours of ageing at the temperature of 600 oC. The tests carried out have proved that the GP91 cast steel is subject to strong cyclic softening and does not show a clear period of stabilization. It has also been demonstrated that the process of annealing influences the basic parameters of hysteresis loop, such as the amplitude of total strain εac, the amplitude of plastic strain εap and the amplitude of stress σa, as well as fatigue life. Annealing in the examined cast steel causes an evident decrease in its fatigue life, which depends on the value of total strain. Słowa kluczowe: staliwo, niskocyklowe zmęczenie, podwyższona temperatura Key words: cast steel, low - cycle fatigue, elevated temperature.1. Wprowadzeni[...]

  Wprowadzenie. Stal X6CrNiNbN25-20 (HR3C) należy do nowoczesnych żarowytrzymałych stali austenitycznych wdrażanych obecnie do energetyki zawodowej. Stal HR3C została opracowana poprzez modyfikację i optymalizację składu chemicznego austenitycznej stali X8CrNi25-21. Materiał ten ze względu na wysoką zawartość chromu (24-26%) charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na korozję wysokotemperaturową i utlenianie w parze wod􀀐 nej przy wysokiej odporności na pełzanie, dlatego też re􀀐 komendowany jest na elementy instalacji energetycznych przeznaczonych do długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania do temperatury 650-660oC [1, 2]. Dotychczasowe badania wykazały, że stal HR3C cha􀀐 rakteryzuje się dużą skłonnością do bardzo szybkiego i znaczącego spadku udarności (pracy łamania), co zda􀀐 niem badaczy związane jest z procesami wydzieleniowy􀀐 mi na granicach ziaren [3-5]. Gwałtowna utrata ciągliwo􀀐 ści stali HR3C w stosunkowo krótkim czasie powoduje, że uzasadnione staje się pytanie odnośnie możliwości jej stosowania jako materiału na elementy instalacji kotła o nadkrytycznych parametrach pary. Niemniej jednak do􀀐 piero eksploatacja danego gatunku stali w rzeczywistych warunkach pracy kotła daje odpowiedź na temat jego fak􀀐 tycznej przydatności. Wymaga to prowadzenia komplekso􀀐 wych badań w celu gromadzenia specjalistycznej wiedzy o zachodzących procesach i mechanizmach degradacji mikrostruktury oraz ich wpływu na właściwości użytkowe danego gatunku stali. Prowadzone badania na wycinkach po eksploatacji w warunkach pełzania służą do budowa􀀐 nia charakterystyk materiałowych stali i stopów, które są wykorzystywane w praktyce przemysłowej w diagnostyce elementów ciśnieniowych kotłów energetycznych. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych stali HR3C po eksploatacji w rzeczywi􀀐 stych warunkach pracy[...]

W ramach pracy dokonano charakterystyki mikostrukturalnej oraz własności mechanicznych warstwy wierzchniej napawanej półautomatycznie proszkiem łukiem plazmowym. Badania zostały przeprowadzone na wars[...]

w artykule pokazano, że wyżarzanie odprężające stosowane po procesie naprawy odlewów staliwnych spawaniem zmniejsza koncentrację fosforu na granicach ziaren i poprawia udarność staliwa g17crmoV5-10. przeprowadzono badania zmiany koncentracji 2007 r. hutnik - wiadomości hutnicze s. 307 fosforu na granicach ziaren byłego austenitu staliwa wyżarzanego w temperaturze 720 °c. wykazano, że wielkość k[...]

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu regenerującej obróbki cieplnej na strukturę i własności staliwa G17CrMoV5-10. Badany materiał pobrany został z kadłuba turbiny eksploatowanej przez ponad 250 000 godzin w temperaturze 535°C. Staliwo po eksploatacji posiadało zdegradowaną strukturę ferrytyczno-bainityczną i charakteryzowało się własnościami mechanicznymi poniżej wymagań zawartych w nor[...]