Wpływ długotrwałego oddziaływania temperatury i naprężenia na trwałość eksploatacyjną stali HR3C i jej jednorodnego złącza spawanego

Stal HR3C jest nową stalą przeznaczoną do budowy elementów ciśnieniowych kotłów o nadkrytycznych parametrach pracy. W stali tej podczas eksploatacji w podwyższonej temperaturze, dzięki dodatkom Cr, Nb i N wydzielają się związki typu MX, NbCrN i M23C6, co prowadzi do zmiany właściwości mechanicznych. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury po starzeniu tej stali w temperaturze 650, 700 i 750°C w czasie do 10 000 godz. Badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Identyfikację jakościową i ilościową występujących wydzieleń wykonano metodą rentgenowskiej analizy fazowej. Opisano wpływ podwyższonej temperatury na zmiany w mikrostrukturze badanej stali. Przeprowadzono skrócone próby pełzania. Uzyskane wyniki stanowią podstawę charakterystyk materiałowych stali nowej generacji, które są wykorzystane w diagnostyce materiałowej elementów części ciśnieniowej kotłów energetycznych.

HR3C steel is a new steel designed for the construction of pressure components for boilers with supercritical performance. In this steel, during operation at elevated temperatures, the compounds MX, NbCrN and M23C6 are released due to the addition of Cr, Nb and N, leading to a change in mechanical properties. The paper presents the results of microstructure studies after ageing of this steel at 650, 700 and 750°C for up to 10,000 hours. Microstructure studies were carried out using scanning and transmission electron microscopy. Qualitative and quantitative identification of the occurring precipitations was carried out using X-ray phase analysis. The effect of elevated temperature on chan ges in the microstructure of the investigated steel is described. Shortened creep tests were carried out. The obtained results are the basis for material characteristics of the new generation steel used in material diagnostics of pressure components of power boilers.