Powłoki ze stopu Inconel 686 napawane metodą CMT na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych do spalania odpadów

Podobne dokumenty
Struktura i właściwości powłok ze stopów Inconel 625 i 686 napawanych metodą CMT na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych

POWŁOKI ELEKTROISKROWE WC-CO MODYFIKOWANE WIĄZKĄ LASEROWĄ. 88 Powłoki elektroiskrowe WC-Co modyfikowane wiązką laserową. Wstęp

ANALIZA NUMERYCZNA I BADANIA STRUKTURY PRĘTÓW AlCu4Mg WYCISKANYCH Z MAŁYM WSPÓŁCZYNNIKIEM WYDŁUŻENIA

ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE STOPOWYCH KOMPOZYTÓW POWIERZCHNIOWYCH

KOMPLEKSOWE POMIARY FREZÓW OBWIEDNIOWYCH

LASER TREATMENT WITH PREHEATING OF CAST IRON ELEMENTS

Grażyna Nowicka, Waldemar Nowicki BADANIE RÓWNOWAG KWASOWO-ZASADOWYCH W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW AMFOTERYCZNYCH

Integralność konstrukcji

KSZTAŁTOWANIE ŁUKOWO-KOŁOWEJ LINII ZĘBÓW W UZĘBIENIU CZOŁOWYM NA FREZARCE CNC

Aparatura sterująca i sygnalizacyjna Czujniki indukcyjne zbliżeniowe LSI

Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy LII Egzamin dla Aktuariuszy z 15 marca 2010 r. Część I Matematyka finansowa

OCHRONA PRZECIWPOśAROWA TABORU KOLEJOWEGO WYMAGANIA PRZECIWPOśAROWE DLA MATERIAŁÓW I KOMPONENTÓW

WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWEK CIENKICH ZA POMOCĄ ŁAWY OPTYCZNEJ

Adres do korespondencji: Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków, ul. Reymonta 25

Algorytmy graficzne. Filtry wektorowe. Filtracja obrazów kolorowych

Własności mechaniczne stali 13CrMo4-5

Odbudowa estetyczna materiałem DiaFil. Przypadki kliniczne

2. Tensometria mechaniczna

pobrano z

BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZENIKALNOŚCI MAGNETYCZNEJ

MODELOWANIE CHARAKTERYSTYK RDZENI FERROMAGNETYCZNYCH

METODYKA OCENY WŁAŚCIWOŚCI SYSTEMU IDENTYFIKACJI PARAMETRYCZNEJ OBIEKTU BALISTYCZNEGO

OCENA BARWY ORAZ ZAWARTOŚCI BARWNIKÓW KAROTENOIDOWYCH W OWOCACH POMIDORA NOWYCH LINII HODOWLANYCH

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA NASGRO DO OPISU KRZYWYCH PROPAGACYJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

2. FUNKCJE WYMIERNE Poziom (K) lub (P)

Zastosowanie analizy widmowej sygnału ultradwikowego do okrelenia gruboci cienkich warstw

Realizacje zmiennych są niezależne, co sprawia, że ciąg jest ciągiem niezależnych zmiennych losowych,

Algebra Boola i podstawy systemów liczbowych. Ćwiczenia z Teorii Układów Logicznych, dr inż. Ernest Jamro. 1. System dwójkowy reprezentacja binarna

Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy)

TERMOGRAFICZNE BADANIE BUDYNKÓW MIESZKALNYCH I OBIEKTÓW PRZEMYSŁOWYCH

temperatura

ZASTOSOWANIE ANALIZY CZASOWO-CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ W DIAGNOZOWANIU LOKALNYCH USZKODZEŃ PRZEKŁADNI ZĘBATYCH

WENTYLACJA PRZESTRZENI POTENCJALNIE ZAGROŻONYCH WYBUCHEM MIESZANIN GAZOWYCH

NAPRĘŻENIA HOT SPOT STRESS W POŁĄCZENIACH SPAWANYCH KONSTRUKCJI STALOWYCH

Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

Normy PN-EN 288 (już wycofane) i ich zmodyfikowane

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2 zakres podstawowy 1. SUMY ALGEBRAICZNE

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja

CHARAKTERYSTYKA TEKSTURY WYBRANYCH MIKSÓW TŁUSZCZOWYCH. Ewa Jakubczyk, Ewa Gondek, Karolina Samborska

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE IIc ZAKRES PODSTAWOWY I ROZSZERZONY

ROLE OF CUSTOMER IN BALANCED DEVELOPMENT OF COMPANY

CHEMIA MIĘDZY NAMI U S Z C Z E L K I P R O F I L E

Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych. Podstawy pomiaru i analizy sygnałów wibroakustycznych wykorzystywanych w diagnostyce

WŁASNOŚCI I STRUKTURA INFILTROWANYCH KOMPOZYTÓW STAL SZYBKOTNĄCA-WĘGLIK WOLFRAMU-MIEDŹ

MXZ INVERTER SERIA. Jedna jednostka zewnętrzna może obsługiwać do 8 pomieszczeń. Ograniczenie poboru prądu. Efektywność energetyczna: klasa A

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY VIII w roku szkolnym 2015/2016

URZĄD KOMISJI NADZORU FINANSOWEGO WARSZAWA, 2011 DAR/A/J/2011/001

Uszczelnienie przepływowe w maszyn przepływowych oraz sposób diagnozowania uszczelnienia przepływowego zwłaszcza w maszyn przepływowych

Układ elektrohydrauliczny do badania siłowników teleskopowych i tłokowych

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II TAK

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Energia aktywacji jodowania acetonu. opracowała dr B. Nowicka, aktualizacja D.

XB Płytowy, lutowany wymiennik ciepła

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II LO

Część 2 7. METODA MIESZANA 1 7. METODA MIESZANA

Uszczelnienie typ WGC

Zawartość / Content Pobranie / Uptake IT / TI. g kg -1 g kg -1 kg ha -1 kg ha -1 P S

Wprowadzenie: Do czego służą wektory?

Optymalizacja procesu elektroprzędzenia materiałów do zastosowań biomedycznych

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2b, 2c, 2e zakres podstawowy rok szkolny 2015/ Sumy algebraiczne

MATeMAtyka 3 inf. Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych. Zakres podstawowy i rozszerzony. Dorota Ponczek, Karolina Wej

Autor: Zbigniew Tuzimek Opracowanie wersji elektronicznej: Tomasz Wdowiak

Tydzień 1. Linie ugięcia belek cz.1. Zadanie 1. Wyznaczyć linię ugięcia metodą bezpośrednią wykorzystując równanie: EJy = -M g.

POMIAR MODUŁU SPRĘŻYSTOŚCI STALI PRZEZ POMIAR WYDŁUŻENIA DRUTU

Technikum Nr 2 im. gen. Mieczysława Smorawińskiego w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO NR 424 PRACE INSTYTUTU KULTURY FIZYCZNEJ NR

Synteza powłok wieloskładnikowych (Ti,Al)N, (Ti,Al)C, (Ti, Al)CN w plazmie niskociśnieniowego stałoprądowego wyładowania łukowego

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne. Matematyka. Poznać, zrozumieć

Modelowanie 3 D na podstawie fotografii amatorskich


Wykład 6 Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

Metody łączenia metali. rozłączne nierozłączne:

WPŁYW TRENINGU NA WYBRANE PARAMETRY HEMATOLOGICZNE U KONI SPORTOWYCH. Katarzyna Neuberg, Henryk Geringer de Oedenberg

ĆWICZENIE ANALIZA SITOWA I PODSTAWY OCENY GRANULOMETRYCZNEJ SUROWCÓW I PRODUKTÓW

WYKORZYSTANIE TECHNIKI TSDA DO OCENY JAKOŚCI ORGANOLEPTYCZNEJ NAPARÓW ROOIBOS

BADANIA STRUKTURY POŁĄCZEŃ SPAWANYCH PRZY WYKORZYSTANIU TRANSMISYJNEGO MIKROSKOPU ELEKTRONOWEGO (TEM)

WPŁYW TEMPERATURY LIOFILIZACJI I METOD SUSZENIA NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI SUSZONEJ DYNI Agnieszka Ciurzyńska, Andrzej Lenart, Patrycja Kawka

Diagnostyka uszkodzeñ wiæzadeæ krzyºowych w badaniu rezonansu magnetycznego

ZMIANY WŁAŚCIWOŚCI HIGROSKOPIJNYCH SUSZY JABŁKOWYCH W CZASIE PRZECHOWYWANIA. Małgorzata Nowacka, Dorota Witrowa-Rajchert

Katalog produktów. Kuźnia Batory

Raport na temat stężenia fluorków w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi będącej pod nadzorem PPIS w Gdyni za 2006 rok

Materiały szkoleniowe DRGANIA MECHANICZNE ZAGROŻENIA I PROFILAKTYKA. Serwis internetowy BEZPIECZNIEJ CIOP-PIB

Podstawy programowania obiektowego

SYSTEMY KANAŁÓW OKRĄGŁYCH

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia

Dr inż. Jolanta Baran Zakład Towaroznawstwa, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Krośnie

Badania termochemicznej konwersji odpadów tekstylnych zawierających

DZIAŁ 2. Figury geometryczne

Numer yczne wyznaczanie wytr zymałości opakowań z tektury falistej

Określenie możliwości zastosowania drewna sosnowego na oprzyrządowanie odlewnicze do pracy w polu mikrofalowym

Odzież ochronna przeznaczona dla pracowników przemysłu narażonych na działanie czynników gorących.

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z matematyki w klasie II poziom rozszerzony

OCENA WZROSTU I PLONOWANIA POLSKICH

Jakość technologii spawania

1. Wstęp. Pojęcie grafu przepływowego. Niech pewien system liniowy będzie opisany układem liniowych równań algebraicznych

Przeguby precyzyjne KTR z łożyskowaniem ślizgowym lub igiełkowym

Wymagania edukacyjne z matematyki Klasa IIB. Rok szkolny 2013/2014 Poziom podstawowy

Mikrostruktura połączeń różnorodnych stali 17-4PH ze stopami niklu

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne

Ćwiczenie nr 2-SCO. Warstwa połowiąca WP. Ćwiczenie nr 2. 1 Cel ćwiczenia

NOWE NIŻSZE CENY. Ceny spiral introligatorskich DOUBLE-LOOP WIRE.

Transkrypt:

.SIGMA-NOT.PL Inżynieri Mteriłow 1 (203) (2015) 15 19 DOI 10.15199/28.2015.1.3 Copyright SIGMA-NOT MATERIALS ENGINEERING Powłoki ze stopu Inconel 686 npwne metodą CMT n rury i ściny szczelne kotłów energetycznych do splni odpdów Jn Kusiński *, Mrek Blichrski, Łuksz Cieniek, Stnisłw Dymek AGH Akdemi Górniczo-Hutnicz w Krkowie, ydził Inżynierii Metli i Informtyki Przemysłowej, * kusinski@gh.edu.pl The Inconel 686 weld overlys deposited y CMT technique on pipes nd pnel wlls of the wste incinertion oilers The im of this work ws to investigte the development of microstructure nd vritions in chemicl composition in commercil Inconel 686 cotings overlid y the CMT (Cold Metl Trnsfer) technique on the oiler elements. For the experiments the externl surfce of oiler pipes nd memrne wlls mde of 163 steel were cld with Inconel 686 lloy in the SEFAKO S.A. oilers fctory using the CMT technique. Microstructurl exmintions of the Inconel 686 overlys were crried out y light nd scnning electron microscopy (LM nd SEM). The metllogrphic smples were sujected to qulittive nd quntittive nlyses of chemicl composition (used for determining vritions in the content of,,, nd ) y mens of energy dispersive spectroscopy (EDS) using detector mnufctured y the EDAX compny. The investigtion showed tht microsegregtion occurring during the weld overly solidifiction mkes the dendrite cores to e richer in nd while the interdendritic regions richer in, nd. Tungsten nd chromium show reltively low tendency to segregtion during solidifiction (much lower thn nioium in Inconel 625) while molydenum tends to segregte nd form the precipittes of TCP phses. Key words: Inconel 686, cldding, CMT technique, microstructure, chemicl composition, segregtion. prcy nlizowno strukturę orz zminy skłdu chemicznego w powłokch ochronnych z komercyjnego stopu Inconel 686, które zostły npwne n elementy kotłów techniką CMT (Cold Metl Trnsfer). Zewnętrzne powierzchnie rur orz ścin szczelnych kotłów (wykonnych ze stli 163) zostły npwne metodą CMT w wrunkch przemysłowych w SEFAKO S.A. Bdni mikroskopowe prowdzono z wykorzystniem: mikroskopii świetlnej i elektronowej skningowej (LM orz SEM). Zgłdy metlogrficzne poddno również jkościowej i ilościowej mikronlizie skłdu chemicznego techniką EDS (dno zminy skłdu chemicznego n przekroju npoiny ze szczególnym uwzględnieniem zwrtości orz segregcję dendrytyczną pierwistków,,, orz ), stosując detektor firmy EDAX. Bdni wykzły, że w wyniku mikrosegregcji zchodzącej w trkcie krzepnięci npoin rdzenie dendrytów ogtsze są w orz, ntomist oszry międzydendrytyczne w i. ykzno, że segreguje w zncznie mniejszym stopniu niż N w npoinie z Inconelu 625. Podczs krzepnięci njsilniej segreguje moliden, który tworzy wydzieleni fz TCP, ntomist pozostłe pierwistki segregują w zncznie mniejszym stopniu. Słow kluczowe: Inconel 686, npwnie, technik CMT, mikrostruktur, skłd chemiczny, segregcj. 1. PROADZENIE Elementy kotłów energetycznych chroni się przed gresywnym oddziływniem produktów splni przez stosownie rur dwuwrstwowych, wykłdzin cermicznych czy npwni stopmi o dużej odporności korozyjnej i żroodporności. Spliny tworzące się podczs splni odpdów zwierją rdzo gresywne i szkodliwe dl środowisk związki, m.in. sirczki, chlorki i fluorki [1 4]. Od wielu lt w urządzenich energetycznych dl wydłużeni czsu ich eksplotcji w środowisku korozyjnym o wysokiej gresywności, zwłszcz w udowie kotłów wykorzystywnych do utylizcji odpdów, gdzie mteriły powinny yć odporne n niesprzyjjące orz toksyczne środowisko, są stosowne powszechnie powłoki ze stopów n zie niklu [1, 2, 4]. Stopy niklu wykzują rdzo dore włsności użytkowe, co wynik między innymi stąd, że są one odporne w szerokim zkresie tempertury n oddziływni środowisk korozyjnego, w szczególności n korozję wżerową i szczelinową. Stopy 625, 686, 718, 825 z grupy Inconeli w porównniu z innymi tworzywmi metlicznymi łączą w soie dore i stilne włsności mechniczne w wysokiej temperturze (wysoką żrowytrzymłość) przy jednocześnie dorej żroodporności, tj. odporności korozyjnej n dziłnie produktów splni, czyli odporności powierzchni stopów n dziłnie gresywnego środowisk w wysokiej temperturze prcy. Brdzo wżną cechą stopów niklu jest tkże to, że są rdzo dorze spwlne [5]. Dotychczs njrdziej rozpowszechnionym w energetyce procesem zwiększjącym trwłość elementów kotłów jest ich npwnie stopem Inconel 625 [1, 3, 6, 7]. Procesy npwni tym stopem, jego struktur, skłd chemiczny orz włściwości ntykorozyjne są szeroko opisne w literturze [1, 3, 5 7]. Powszechnie stosownymi metodmi npwni łukowego są: npwnie elektrodą nietopliwą w osłonie gzowej (GTA Gs Tungsten Arc elding) orz elektrodą topliwą w osłonie gzowej (GMA Gs Metl Arc elding) [1, 8]. Nową odminą npwni łukowego jest npwnie z impulsowym podwniem drutu, tzw. proces CMT (Cold Metl Trnsfer zimne przeno szenie metlu). Technologi npwni CMT jest zncznie mniej energetyczn w porównniu z trdycyjnymi procesmi npwni, co pozwl regulowć gruość wrstwy przetopionej, tym smym rozcieńczenie wrstwy przez podłoże [7 10]. Pondto możn w niej dokłdniej niż w trdycyjnych procesch spwlniczych regulowć ilość ciepł przekzywnego do podłoż. Ze względu n niewielką ilość wprowdzonego ciepł i wynikjące z tego niewielkie wymiesznie npoiny z mteriłem podstwowym metod CMT, jko odmin spwni elektrodą topliwą w osłonie gzowej (GMA), potwierdził swoją przydtność do tego typu zstosowń. Duży wpływ n odporność korozyjną stopów m ich skłd chemiczny i mikrostruktur. Powstjące w czsie krzepnięci stopów różnice w skłdzie chemicznym są przyczyną tworzeni się zloklizownych ogniw glwnicznych powodujących zwiększenie szykości korozji. Anlizując rodzj fz wydzieljących się w czsie krystlizcji stopu Inconel 625 w przestrzenich międzydendrytycznych, wielu NR 1/2015 INŻYNIERIA MATERIAŁOA 15

utorów wykzło [5, 6, 11, 12 ], że zleży to od skłonności pierwistków do segregcji zrówno do osi dendrytów, jk i przestrzeni międzydendrytycznych, co z kolei zleży od ich prmetru k (równowgowego współczynnik podziłu pierwistków pomiędzy fzę stłą i ciekłą n froncie krzepnięci). Równowgowy współczynnik podziłu k możn określić doświdczlnie z pomirów z pomocą mikronlizy rentgenowskiej EPMA (EDS), wyznczjąc stężenie C rdz pierwistk w rdzeniu dendrytu lu komórki i jego stężenie średnie C o w nlizownym oszrze powłoki, gdyż: k = C rdz /C o [6]. Pierwistki dl których prmetr k < 1 wykzują tendencję do segregcji do przestrzeni międzydendrytycznych, ntomist te, dl których wrtość prmetru k > 1, segregują do osi dendrytów. Fzy tworzone z pierwistków, które wykzują tendencję do segregowni w przestrzenich międzydendrytycznych krystlizują jko osttnie (w osttnim etpie procesu krzepnięci). Przy dużych szykościch chłodzeni występujących w procesie npwni powłok pierwistki te w wyniku rekcji eutektycznej tworzą często węgliki typu MC lu fzy międzymetliczne. DuPont [6] wykzł również, że krystlizcj npoin ze stopu Incoloy 625 przeieg zgodnie ze schemtem: L L + γ L + γ + Lves γ + Lves, w temperturze ok. 1200 C. Pondto wielu utorów wykzło również oecność niewielkiej ilości węglik NC w npoinch npwnych n stle węglowe [11], przy czym rekcj L (γ + NC) przeieg w wyższej temperturze (ok. 1250 C). DuPont [6] wykzł, że rozpuszczone w powłoce żelzo z podłoż jest przyczyną zwiększonej skłonności pierwistków do segregcji w stopie Inconel 625. Podonego zchowni pierwistków możn spodziewć się w stopie Inconel 686 [12], z tą różnicą, że w stopie tym występuje zwiększon zwrtość (do 16,2% ms.), zmist N występuje (o zliżonej zwrtości ok. 4% ms.). Anliz ukłdów równowgi fzowej orz wykzuje, że rozpuszczlność w wynosi 39,9% ms., ntomist nie rozpuszcz się w γ. Tym smym możn oczekiwć, że skoro segreguje do osi dendrytów (dl prmetr k > 1) orz nie rozpuszcz się w γ, wolfrm ędzie segregowł do przestrzeni międzydendrytycznych. czsie procesu krzepnięci npoin ciecz wzogc się w i, w wyniku czego w końcowym jego etpie wydzielją się fzy TCP (topologiclly close-pcked), np. fzy Lves). Celem dń jest oprcownie innowcyjnej technologii wytwrzni powłok ochronnych ze stopu niklu Inconel 686 n rurch i ścinch szczelnych kotłów energetycznych przeznczonych do splni odpdów. 2. MATERIAŁ I METODYKA BADAŃ Bdni prowdzono n odcinkch rur i ścin szczelnych kotłów ze stli 163 npwnych Inconelem 686 metodą CMT. Rury npwno owodowo w pozycji poziomej, ntomist ściny szczelne w pozycji pionowej od góry do dołu. Npwnie prowdzono w tmosferze gzowej rgonu. Skłd chemiczny drutu użytego do npwni Inconel 686 (ER-14) podno w teli 1. procesie npwni rur stosowno: ntężenie prądu I = 200 A, npięcie V = 20 V, szykość wypływu rgonu 17 l/min, szykość podwni drutu v = 0,8 m/min, prędkość orotową rury w = 4,5 or/min orz przesunięcie osiowe (szerokość ściegu) l = 2,8 mm. procesie npwni zrówno rury, jk i ściny szczelne yły chłodzone ieżącą wodą przepływjącą przez wnętrz rur. Tel 1. Skłd chemiczny drutu do npwni ze stopu Inconel 686 orz mteriłu podłoż, % ms. Tle 1. Chemicl composition of Inconel 686 wire, wt % Stop Mn Si C Inconel 686 reszt 20,14 15,0 0,07 4,31 0,34 0,03 0,01 Stl 163 <0,30 0,30 reszt 0,65 <0,35 0,16 Z wycinków rur i ścin szczelnych (rys. 1) porno próki do dń mikrostruktury i skłdu chemicznego. Bdni mikrostruktury przeprowdzono z pomocą mikroskopów świetlnego Zeiss Axio Imger MAT orz elektronowych skningowych Hitchi S- -3500N i FEI Nov NnoSEM 450. przypdku rur dni prowdzono n zgłdch równoległych do osi i prostopdłych do ściny, w przypdku ścin n zgłdch prostopdłych do osi rur w ścinie. yszlifowne i wypolerowne zgłdy trwiono dwustopniowo: 3% nitlem (w celu ujwnieni struktury podłoż) orz elektrolitycznie w 10% wodnym roztworze O 3 przy npięciu 2 V (w celu ujwnieni struktury powłoki). N zgłdch metlogrficznych przeprowdzono pondto jkościową i ilościową nlizę skłdu chemicznego z pomocą spektroskopii promieniowni rentgenowskiego z dyspersją energii (EDS). Celem nlizy ilościowej yło określenie zmin zwrtości pierwistków w kierunku prostopdłym do powierzchni powłoki, jk również mikrosegregcji (segregcji dendrytycznej w kierunku prostopdłym do osi dendrytów). Anliz skłdu chemicznego oejmowł podstwowe pierwistki wchodzące w skłd npiony:,,, i. Pondto dl wyrnych miejsc wykonno mpy rozmieszczeni podstwowych pierwistków stopu orz określono ich zwrtości w osi dendrytów orz zwrtości średnie w nlizownych oszrch powłoki. Ze względu n to, że szerokość strefy częściowego wymieszni wynosi od kilkunstu do kilkudziesięciu mikrometrów, wykonno również mikronlizę skłdu chemicznego w punktch położonych w poliżu powierzchni wtopieni w celu dokłdnego określeni rozkłdu zwrtości i pozostłych pierwistków w tej strefie. Z kżdym rzem nlizę rozpoczynno w mterile podłoż w odległości kilkunstu mikrometrów od powierzchni wtopieni, kolejne pomiry wykonywno co kilk mikrometrów. Sumryczną zwrtość wszystkich nlizownych pierwistków normlizowno do 100%. N podstwie otrzymnych wyników sporządzono wykresy zleżności zwrtości nlizownych pierwistków (% ms.) od odległości od powierzchni wtopieni. 3. YNIKI I ICH DYSKUSJA Mkroskopowe orzy npwnych wycinków rur i ścin szczelnych przedstwiono n rysunku 1. stępne dni rur i ścin szczelnych npwnych stopem Inconel 686 oejmujące kontrolę chropowtości orz pęknięć powierzchniowych i porowtości (kry, otwrte pory czy pęknięci n gorąco) n powierzchni npwnych powłok orz nieniszczące dni penetrcyjne i ultrdźwiękowe wykzły, że npoiny chrkteryzowły się wysoką jkością orz równomiernością rozłożeni ściegów. Prktycznie nie oserwowno wd w postci porów ądź rku przetopieni. N rysunkch 2 i 3 przedstwiono reprezenttywne wyniki dń z wykorzystniem mikroskopii świetlnej, struktury powłok nniesionych n rury i ściny szczelne. Gruość powłoki n npwnych rurch wynosił 2,4 3,1 mm, ntomist n ścinch szczelnych ył większ, w grnicch 2,7 4,4 mm. Powłoki wykzły rdzo dorą jkość połączeni z podłożem. Stopień wzjemnego zchodzeni poszczególnych ściegów wynosił ok. 70%. Ze względu n to, że technologi npwni CMT jest zncznie mniej energetyczn w porównniu z trdycyjnymi procesmi npwni gruość strefy wpływu ciepł w podłożu nie przekrczł 0,6 mm. rurch npwnych wyrźnie są widoczne nstępujące strefy: npoin, sło trwiąc się stref częściowego wymieszni, ciemno trwiąc się stref wpływu ciepł orz mterił rodzimy (rys. 2). Krystlizcj npoiny rozpoczynł się zwykle płskim frontem krzepnięci przechodzącym stopniowo we wzrost kolumnowy i kolumnowo-dendrytyczny (rys. 4). Struktur npoin jest kolumnowo-dendrytyczn z krysztłmi równoległymi do kierunku odprowdzni ciepł. strefie wpływu ciepł występuje struktur inityczno-ferrytyczn, ntomist mterił podłoż chrkteryzuje się mikrostrukturą ferrytyczno-perlityczną. N rysunku 4 przedstwiono orz SEM mikrostruktury n grnicy npoin/rur (z z- 16 INŻYNIERIA MATERIAŁOA ROK XXXVI

Rys. 1. Frgmenty: ) rury, ) ściny szczelnej kotłów, npwnych Inconelem 686 techniką CMT w SEFAKO S.A. Fig. 1. Frgments of: ) pipe, ) pnel wll, weld cldded with the Inconel 686 using CMT technique in SEFAKO S.A. 100 90 80 70 c t% 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Points Rys. 2. Typow struktur npoiny ze stopu Inconel 686 nniesionej n rurę: ) mkrostruktur npoiny i rury, ) mikrostruktur grnicy npoin/rur w poliżu wdy, c) mikrostruktur centrlnego oszru npoiny; zgłd równoległy do osi rury Fig. 2. Typicl structure of the Inconel 686 cld deposited on pipe: ) mcrostructure of cld nd pipe, ) microstructure t the cld/pipe oundry, c) microstructure of the centrl region of cld; prllel with pipe Rys. 3. Typow struktur powłoki ze stopu Inconel 686 nniesionej n ścinę szczelną: ) mkrostruktur powłoki i rury w ścinie szczelnej, ) mikrostruktur grnicy powłok/rur, c) mikrostruktur grnicy dwóch ściegów w strefie centrlnej powłoki Fig. 3. Typicl structure of the Inconel 686 deposited on wter-wll tuing: ) mcrostructure of cld nd pipe, ) microstructure t the cld/ pipe oundry, c) microstructure of the centrl region of cld c Rys. 4. Profile zwrtości,,, orz (% ms. ) w zleżności od odległości od powierzchni wtopieni n grnicy npoin/rur Fig. 4. Concentrtion profiles of,,, nd (wt %) s function of the distnce from the fusion zone t the cld/pipe oundry znczoną linią nlizy) w oszrze zmieszni () orz wykresy rozmieszczeni pierwistków wzdłuż linii nlizy (). Ilościow nliz skłdu chemicznego wykonn w tym oszrze wykzł, że w tej strefie występuje ngł zmin skłdu chemicznego od skłdu podłoż (stl 163) do skłdu chemicznego mteriłu strefy wymieszni. Gruość strefy częściowego wymieszni w przypdku kżdej z npwnych powłok wynosi od kilkunstu do kilkudziesięciu mikrometrów. Mikronliz skłdu chemicznego wykonn wzdłuż linii n cłej gruości npoiny ściny szczelnej (rys. 5) wykzł, że skłd chemiczny wyrźnie zmieni się n grnicy wtopieni i w strefie częściowego wymieszni. Zwrtość w strefie częściowego wymieszni (o gruości ok. 25 mm) jest wyrźnie większ niż w npoinie i mleje w kierunku od podłoż do powierzchni npoiny. Przyczyną zwiększonej zwrtości w strefie częściowego wymieszni i w powłoce jest przetopienie i rozpuszcznie w nnoszonym mterile mteriłu podłoż. odległości ok. 0,5 mm od grnicy wtopieni zwrtość zmniejsz się do ok. 1% ms., ztem zncznie poniżej poziomu wymgnego przez odiorców urządzeń energetycznych (~ 5% ms). Z kolei zwrtość,, i w strefie częściowego wymieszni jest mniejsz niż w npoinie i zwiększ się w kierunku od podłoż do powierzchni npoiny. N rysunku 6 przedstwiono rozmieszczenie,,, i uzyskne n podstwie ilościowej nlizy EDS skłdu chemicznego przeprowdzonej w 100 punktch wzdłuż linii prostopdłej do osi krysztłów kolumnowo-dendrytycznych (rys. 6). Podonie jk to zostło wykzne w literturze [5, 6, 11], wyniki nlizy SEM i EDS zprezentowne n rysunkch 6 i 7 wskzują, że proces krzepnięci w npoinie rozpoczyn się od wzrostu dendrytów fzy γ ogtej w orz. tym smym czsie ciecz wzogc się w i. NR 1/2015 INŻYNIERIA MATERIAŁOA 17

20 m Rys. 5. ykres rozmieszczeni,,, i wzdłuż linii w npoinie Inconel 686 nniesionej n ścinę szczelną, wykres oprcowno n podstwie punktowej mikronlizy skłdu chemicznego techniką EDS Fig. 5. Representtive distriution of,,, nd wt % (on the sis of EDS multipoint quntittive micronlysis) in the Inconel 686 cld deposited on wter-wll tuing 60 Rys. 7. Mpy powierzchniowego rozmieszczeni,, orz w oszrze pokznym n orzie SEM orzujące segregcję pierwistków do dendrytów, przestrzeni międzydendrytycznych orz wydzieleń Fig. 7. Elementl distriution mps of,, nd in the re presented in SEM imge, showing elements segregtion to dendrite cores nd interdendritic regions 50 t% 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Points Rys. 6. Profile zwrtości,,, orz (% ms. ) w npoinie wzdłuż linii prostopdłej do osi krysztłów Fig. 6. Concentrtion profiles of,,, nd (wt %) in the cld long the line running cross dendrite cores końcowym etpie procesu krzepnięci w przestrzenich międzydendrytycznych wydziel się fz TCP zwierjąc głównie i. Jk wykzły szczegółowe dni przeprowdzone z pomocą mikronlizy rentgenowskiej prktycznie nie segreguje podczs krystlizcji, ądź jedynie w niewielkim stopniu, wchodząc z i w skłd wydzieleń fzy TCP (rys. 4, 6, 7 i 8). N podstwie wyników mikronlizy skłdu chemicznego osi dendrytów orz średniego skłdu npoiny w nlizownym oszrze, uzysknych z pomocą mikronlizy rentgenowskiej, określono wrtości prmetru k dl głównych pierwistków wchodzących w skłd powłoki. teli 2 zestwiono uśrednione wyniki 20 pomirów Rys. 8. ydzieleni fzy TCP oserwowne w przestrzeni międzydendrytycznej; SEM Fig. 8. Precipittes of TCP phse in the interdendritic region; SEM stężeni,, i z pomocą EDS w npoinie npwnej n rurę orz wyliczone wrtości C rdz i k. yniki pomirów i oliczeń potwierdzją ztem opisną szeroko w literturze [5, 6, 11] regułę, że pierwistki i (dl których prmetr k < 1) wykzują tendencję do segregcji do przestrzeni międzydendrytycznych, 18 INŻYNIERIA MATERIAŁOA ROK XXXVI

Tel 2. Określone dl,,, i wrtości C rdz i k w npoinie Inconel 686 Tle 2. Clculted vlues of C rdz nd k for,,, nd in the Inconel 686 cld Zwrtość pierwistków, % ms. Prmetr C rdz 12,7 19,4 4,8 1,1 62,1 C o 14,9 19,8 4,8 1,1 59,5 k 0,85 0,98 1,0 1,0 1,04 ntomist te, dl których wrtość prmetru k > 1 (w tym stopie głównie ) segregują do osi dendrytów. Ntomist i, dl których wrtość prmetru k 1, prktycznie nie segregują, co potwierdz wykres rozmieszczeni pierwistków w npoinie wzdłuż linii prostopdłej do osi dendrytów (rys. 6). Szczegółow nliz wykzł, że segreguje jednk w niewielkim stopniu do przestrzeni międzydendrytycznych, gdzie z i tworzy drone wydzieleni fzy międzymetlicznej TCP wzdłuż przestrzeni międzydendrytycznych (rys. 8). 4. PODSUMOANIE Przeprowdzone dni wykzły, że stop Inconel 686 możn z powodzeniem npwć metodą CMT n rury i ściny szczelne kotłów. Npwne powłoki chrkteryzowły się wysoką jkością orz równomiernością rozłożeni ściegów. Prktycznie nie oserwowno wd w postci porów ądź rku przetopieni. Gruość npoin wynosił średnio dl rur ok. 2,7 mm, dl ścin ok. 3,5 mm strefy wpływu ciepł w rurch ok. 0,6 mm. Mikronliz zwrtości żelz w npoinie pokzł, że jego stężenie szyko mlło do zwrtości poniżej 5% ms. Mł zwrtość (ok. 1% ms.) utrzymuje się również w strefie przypowierzchniowej powłoki. Bdni wykzły, że w wyniku mikrosegregcji zchodzącej w trkcie krzepnięci npoin rdzenie dendrytów ogtsze są w,, ntomist oszry międzydendrytyczne w i. Podczs krzepnięci njsilniej segreguje, ntomist pozostłe pierwistki segregują w zncznie mniejszym stopniu. ykzno, że segreguje w zncznie mniejszym stopniu niż N w npoinch ze stopu Inconel 625 [6, 7]. Anliz mikrostruktury z wykorzystniem mikroskopii elektronowej skningowej wskzuje n zncznie mniejszą niejednorodność npoin ze stopu Inconel 686 w porównniu z npoinmi ze stopu Inconel 625 [7], co pozwl oczekiwć większej odporności n korozję wysokotemperturową powleknych tym stopem rur i ścin szczelnych kotłów energetycznych przeznczonych do splni odpdów. PODZIĘKOANIA Prc zostł wykonn w rmch projektu dwczego PBS1/ B5/4/2012 finnsownego przez NCBiR w ltch 2012 2015. LITERATURA [1] Admiec P., Admiec J.: Aspekty npwni stopmi Inconel 625 i 686 elementów w kotłch do splni odpdów. Przegląd Spwlnictw 5-6 (2006) 11 14. [2] Admiec J.: High temperture corrosion of power oiler components cldded with nickel lloys. Mterils Chrcteriztion 60 (2009) 1093 1099. [3] Nowcki J., ypych A.: Mikrostruktur i odporność n wysokotemperturowe utleninie npoin ndstopu Inconel 625 n stli niskostopowej. Biuletyn Instytutu Spwlnictw 5 (2010) 84 87. [4] Lee S., Themelis N. J., Cstldi M. J.: High temperture corrosion in wste to energy oilers. Journl of Therml Spry Technology 16 (2007) 1 7. [5] DuPont J. N., Lippold J. C., Kiser S. D.: elding metllurgy nd weldility of nickel se lloys. John iley & Sons, INC., Puliction, New Jersey (2009). [6] DuPont J. N.: Solidifiction of n lloy 625 weld overly. Metllurgicl nd Mterils Trnsctions A 27A (1996) 3612 3620. [7] Rozmus-Górnikowsk M., Blichrski M., Kusiński J., Pćko M., Kusiński L., Mrszycki M.: pływ sposou npwni rur kotłowych n ich mikrostrukturę i włsności. Hutnik idomości Hutnicze 79 (4) (2012) 181 292. [8] Iordchescu D., Quintino L.: Steps towrds new clssifiction of metl trnsfer in gs metl rc welding. Journl of Mterils Processing Technology 202 (2008) 391 397. [9] Pickin C. G., illims S.., Lunt M.: Chrcteriztion of the cold metl trnsfer (CMT) process nd its ppliction for low dilution cldding. Journl of Mterils Processing Technology 211 (2011) 496 502. [10] Bruckner J.: Metod CMT rewolucj w technologii spwni. Przegląd Spwlnictw 7-8 (2009) 24 27. [11] Silv C. C., De Mirnd H. C.,tt M. F., Fris J. P., Afonso C. R. M., Rmirez A. J.: New insight on the solidifiction pth of n lloy 625 weld overly. Journl of Mterils reserch nd Technology 2 (2013) 228 237. [12] Mltin C. M., Gllowy A. M. Mweem M.: Microstructurl evolution of Inconel 625 nd Inconel 686 CPT weld metl for cld cron steel linepipe joints. Metllurgicl nd Mterils Trnsctions A 45A (2014) 3519 3532. NR 1/2015 INŻYNIERIA MATERIAŁOA 19