ANALIZA WPŁYWU SZYBKOŚCI CHŁODZENIA NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI STALIWA L21HMF PO REGENERUJĄCEJ OBRÓBCE CIEPLNEJ

Podobne dokumenty
OBRÓBKA CIEPLNA STALIWA Cr Mo V PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI

NIESTANDARDOWA REGENERACYJNA OBRÓBKA CIEPLNA NISKOSTOPOWEGO STALIWA Cr Mo V PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

STABILNOŚĆ STRUKTURALNA STALI P92 W KSZTAŁTOWANYCH PLASTYCZNIE ELEMENTACH RUROCIĄGÓW KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH ANDRZEJ TOKARZ, WŁADYSŁAW ZALECKI

WPŁYW WANADU I MOLIBDENU ORAZ OBRÓBKI CIEPLNEJ STALIWA Mn-Ni DLA UZYSKANIA GRANICY PLASTYCZNOŚCI POWYŻEJ 850 MPa

ĆWICZENIE Nr 7. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

Krzepnięcie Metali i Stopów, Nr 26, 1996 P Ai'l - Oddział Katowice PL ISSN POCICA-FILIPOWICZ Anna, NOWAK Andrzej

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

WPŁYW ALUMINIUM NA NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURĘ STALIWA

CHARAKTERYSTYKA STRUKTURALNA WARSTWY WIERZCHNIEJ W STALIWIE Cr Mo W WARUNKACH ŚCIERANIA

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

OCENA MOŻLIWOŚCI STEROWANIA MIKROSTRUKTURĄ STALIWA FERRYTYCZNO-AUSTENITYCZNEGO GX2CrNiMoCu Częstochowa, al.

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

Wpływ temperatury odpuszczania na własności niskostopowego staliwa

OCENA PROCESU ODLEWANIA I OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPOWEGO STALIWA KONSTRUKCYJNEGO METODĄ ANALIZY TERMICZNEJ I DERYWACYJNEJ

MIKROSTRUKTURA I WŁASNOŚCI NOWEGO STALIWA BAINITYCZNEGO NA KRZYŻOWNICE KOLEJOWE

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne złącza spawanego stali 12HMF po długotrwałej eksploatacji

BADANIA ŻELIWA Z GRAFITEM KULKOWYM PO DWUSTOPNIOWYM HARTOWANIU IZOTERMICZNYM Część II

NOWOCZESNE ODMIANY ŻELIWA O STRUKTURZE AUSFERRYTYCZNEJ. A. KOWALSKI, A. PYTEL Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, Kraków

WŁASNOŚCI ODLEWANYCH MONOBLOKOWYCH KRZYŻOWNIC WYKONANYCH ZE STALIWA BAINITYCZNEGO

Wykład 8. Przemiany zachodzące w stopach żelaza z węglem. Przemiany zachodzące podczas nagrzewania

REWITALIZACJA KOMORY ZAWOROWEJ TURBINY PT25/90-10MW

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. II. Przemiany austenitu przechłodzonego

WPŁYW TEMPERATURY HARTOWANIA NA MIKROSTRUKTURĘ I WŁASNOŚCI MECHANICZNE STALI DP

ZMIANY W MIKROSTRUKTURZE I WŁAŚCIWOŚCIACH MECHANICZNYCH DŁUGOTRWALE STARZONEGO STALIWA GX12CrMoVNbN9-1

OBRÓBKA CIEPLNO-PLASTYCZNA ŻELIWA SFEROIDALNEGO

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

MODYFIKACJA SILUMINÓW AK7 i AK9. F. ROMANKIEWICZ 1 Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

Obróbka cieplna stali

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

OCENA MIKROSTRUKTURY W ASPEKCIE WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNYCH WALCÓW HUTNICZYCH Częstochowa, al. Armii Krajowej 19

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

UDARNOŚĆ STALIWA L15G W TEMPERATURZE -40 C. RONATOSKI Jacek, ABB Zamech Elbląg, GŁOWNIA Jan, AGH Kraków

WPŁYW TEMPERATURY WYŻARZANIA NA WIELKOŚĆ ZIARNA

KOROZYJNO - EROZYJNE ZACHOWANIE STALIWA Cr-Ni W ŚRODOWISKU SOLANKI

Nowoczesne stale bainityczne

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

WŁASNOŚCI MECHANICZNE I STRUKTURA ŻELIWA Z GRAFITEM MIESZANYM PO DWUSTOPNIOWYM HARTO- WANIU IZOTERMICZNYM

MODYFIKACJA STOPU AK64

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ SILUMINU ALSi17

RENTGENOSTRUKTURALNE BADANIA PRZEMIANY EUTEKTOIDALNEJ W ŻELIWIE EN-GJS

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

ĆWICZENIE Nr 5. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

Badanie wytwarzania korpusów granatów kumulacyjno-odłamkowych metodą wyciskania na gorąco

BADANIE WYDZIELEŃ W STALIWIE RUR KATALITYCZNYCH PRZY POMOCY MIKROSKOPU SKANINGOWEGO

WPŁYW PROCESU ODTLENIANIA I MODYFIKACJI NA UDZIAŁ I MORFOLOGIĘ WTRĄCEŃ NIEMETALICZNYCH STALIWA WĘGLOWEGO

Obróbka cieplna stali

CHARAKTERYSTYKA MATERIAŁOWA PRODUKCYJNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO. Al. Jana Pawła II 37, Kraków, 2 Odlewnia Żeliwa Ciągliwego S.A.

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA MIKROSTRUKTURĘ SILUMINÓW

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE STALIWA GS-20Mn5 PRZEZNACZONEGO DO PRACY W OBNIŻONEJ TEMPERATURZE

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

ZAPYTANIE OFERTOWE. Alchemia S.A. Oddział Walcownia Rur Andrzej, ul. Lubliniecka 12, Zawadzkie

WPŁYW MAŁYCH DODATKÓW WANADU I NIOBU NA STRUKTUR I WŁACIWOCI MECHANICZNE ELIWA SFEROIDALNEGO

WPŁYW PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ TAŚM ZE STALI X6CR17 NA ICH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I STRUKTURĘ

BADANIA ŻELIWA Z GRAFITEM KULKOWYM PO DWUSTOPNIOWYM HARTOWANIU IZOTERMICZNYM Część I

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

Zespół Szkół Samochodowych

Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA. Tom XLIX Rok 2009 Zeszyt 3

WPŁYW TEMPERATURY WYGRZEWANIA NA UDZIAŁ FAZ PIERWOTNYCH W STRUKTURZE ŻAROWYTRZYMAŁEGO ODLEWNICZEGO STOPU KOBALTU

BADANIA MATERIAŁOWE ODLEWÓW GŁOWIC SILNIKÓW

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

BADANIA STRUKTURY I WŁASNOŚCI ŻELIWA SYNTETYCZNEGO HARTOWANEGO IZOTERMICZNIE W ZŁOŻU FLUIDALNYM

Taśma amunicyjna do 30 mm naboju podstawy technologii produkcji

IZOTERMICZNA OBRÓBKA CIEPLNA ŻELIWA SFEROIDALNEGO W ZAKRESIE TEMPERATUROWYM Ar 1

WPŁYW MIKROSTRUKTURY NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI NOWOCZESNYCH STALI KONSTRUKCYJNYCH AHSS

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTUR I MORFOLOGI PRZEŁOMÓW SILUMINU AK64

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

OBRÓBKA CIEPLNA STOPOWYCH KOMPOZYTÓW POWIERZCHNIOWYCH

A. PATEJUK 1 Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

ZMIANY MIKROSTRUKTURY I WYDZIELEŃ WĘGLIKÓW W STALIWIE Cr-Ni PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY ŻELIWA SFEROIDALNEGO PODCZAS CIĄGŁEGO CHŁODZENIA

BADANIE WPŁYWU PARAMETRÓW PROFILU TEMPERATUROWEGO DLA PROCESU WYŻARZANIA CIĄGŁEGO NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE BLACH CIENKICH ZE STALI DP

KOMPOZYTOWE WARSTWY STOPOWE C Cr Mn NA ODLEWACH STALIWNYCH. Katedra Odlewnictwa Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej 2

WPŁYW PARAMETRÓW ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO NA STRUKTURĘ i WŁAŚCIWOŚCI STOPU MAGNEZU AM50

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

WPŁYW SZYBKOŚCI KRZEPNIĘCIA NA UDZIAŁ GRAFITU I CEMENTYTU ORAZ TWARDOŚĆ NA PRZEKROJU WALCA ŻELIWNEGO.

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

WĘGLOAZOTOWANIE JAKO ELEMENT OBRÓBKI CIEPLNEJ DLA ŻELIWA ADI

Janusz Dobrzański, Adam Zieliński. Trwałość resztkowa i resztkowa rozporządzalna. Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice. /t r

Transkrypt:

73/21 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2006, Rocznik 6, Nr 21(2/2) ARCHIVES OF FOUNDARY Year 2006, Volume 6, Nº 21 (2/2) PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 ANALIZA WPŁYWU SZYBKOŚCI CHŁODZENIA NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI STALIWA L21HMF PO REGENERUJĄCEJ OBRÓBCE CIEPLNEJ G. GOLAŃSKI 1, S. STACHURA 2, B. GAJDA 3, J. KUPCZYK 4 Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska, ul. Armii Krajowej 19, 42 200 Częstochowa STRESZCZENIE W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu różnych szybkości chłodzenia na strukturę i własności staliwa L21HMF poddanego regenerującej obróbce cieplnej. Optymalny zakres szybkości chłodzenia, dla uzyskania struktury bainitycznej, wyznaczono w oparciu o wykonany wykres CTP c. Wykazano, że struktura odpuszczonego bainitu zapewnia w badanym staliwie optymalne skojarzenie własności wytrzymałościowych i udarności. Key words: cooling rate, cast steel, bainitic structure, regenerative heat treatment 1. WPROWADZENIE Długotrwała eksploatacja staliwa w temperaturach 530 550 o C przyczynia się do obniżania własności mechanicznych - małego spadku własności wytrzymałościowych oraz znacznego zmniejszenia udarności poniżej minimalnej wartości 27J [1 3]. Obniżanie własności jest spowodowane zachodzącymi w czasie eksploatacji zmianami w strukturze staliw, głównie: uprzywilejowanym wydzielaniem węglików po granicach ziaren oraz segregacją fosforu do granic ziaren i powierzchni międzyfazowych węglik/osnowa [2 6]. Stopień obniżenia własności spowodowany zachodzącymi zmianami w strukturze w czasie długotrwałej eksploatacji w podwyższonych temperaturach, zależy w dużym stopniu od struktury wyjściowej staliwa. 1) dr inż., grisza@mim.pcz.czest.pl; 2) prof. dr hab. inż., 3, 4) mgr inż.

Zmiany w strukturze i własnościach długotrwale eksploatowanych odlewów, nie ograniczają jednak możliwości ich dalszej bezpiecznej eksploatacji. Wydłużenie czasu eksploatacji staliw długotrwale eksploatowanych możliwe jest przez wykonanie rewitalizacji odlewów. Rewitalizacja odlewów staliwnych obejmuje usuwanie odkształceń, pęknięć oraz regenerację struktury zabiegiem obróbki cieplnej [7, 8]. Struktura odpuszczonego bainitu, jak wykazały badania własne [9,10], pozwala na uzyskanie optymalnego skojarzenia własności wytrzymałościowych i udarności staliwa. Ponieważ odlewy kadłubów turbin oraz komór zaworowych posiadają zróżnicowane grubości ścianek, stąd niezbędne jest określenie zakresu szybkości chłodzenia austenitu dla uzyskania struktury bainitycznej w całym odlewie. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu różnych szybkości chłodzenia austenitu na strukturę i własności staliwa L21HMF. 2. MATERIAŁ DO BADAŃ Materiałem do badań było staliwo niskostopowe L21HMF o składzie chemicznym podanym w tabeli 1. Próbki do badań pobrano z kadłuba wewnętrznego turbiny eksploatowanego przez ponad 186 000 godzin w temperaturze 540 o C przy ciśnieniu 13,5MPa. Tabela 1. Skład chemiczny badanego staliwa L21HMF w %wag. Table1. Chemical composition of the investigated cast steel (wt.%) C Mn Si P S Cr Mo V 0,19 0,74 0,30 0,017 0,014 1,05 0,56 0,28 W stanie poeksploatacyjnym struktura odlewu była ferrytyczno - perlityczna. Wewnątrz i na granicach ziaren ferrytu obserwowano bardzo liczne węgliki M 23 C 6, które często tworzyły ciągłą siatkę. W perlicie widoczny był proces fragmentacji i sferoidyzacji węglików M 23 C 6 (rys. 3a). Wewnątrz ziaren ferrytu obserwowano również węgliki VC i M 6 C. Wielkość ziarna ferrytu w badanym staliwie mieściła się w zakresie od 88 do 31µm, co odpowiada wielkości ziarna 4-7 według skali wzorców ASTM. Staliwo po eksploatacji charakteryzowało się bardzo niską udarnością wynoszącą 10J oraz twardością 156HV30. Staliwo po eksploatacji spełniało wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia dla nowych odlewów, natomiast granica plastyczności była niższa o 15MPa od minimalnych wymagań zawartych w normie (tabela 2). 3. METODYKA BADAŃ Badanie struktury staliwa przeprowadzono za pomocą mikroskopii optycznej i skaningowej, na konwencjonalnie przygotowanych zgładach metalograficznych trawionych nitalem. Obserwację i rejestrację obrazów struktur przeprowadzono za pomocą mikroskopu optycznego Axiovert 25 z przystawką umożliwiającą cyfrową 144

rejestrację zdjęć oraz skaningowego mikroskopu JEOL JSM 5400. Wykres CTPc badanego staliwa sporządzono w oparciu o założony program różnych szybkości chłodzenia próbek w dylatometrze optycznym typu LS 4. Statyczną próbę rozciągania przeprowadzono na serwohydraulicznej maszynie wytrzymałościowej MTS 810. Pomiary twardości wykonano za pomocą twardościomierza Future-Tech FV- 700. Badania własności mechanicznych wykonano zgodnie z obowiązującymi normami. Tabela 2. Własności staliwa L21HMF po eksploatacji Table 2. Mechanical properties of cast steel after serviced R m R e A 5 Z KV MPa MPa % % J HV30 Struktura po ferrytyczno - 545 305 26 74 10 156 eksploatacji - perlityczna wymagania wg normy* 500 670 min. 320 min. 20 --- min. 27 140 ** 197 *- PN - 89/ H - 83157; ** - twardość Brinella 4. WYNIKI BADAŃ I ICH DYSKUSJA Temperatury krytyczne Ac 1 i Ac 3 badanego staliwa wyznaczono przy szybkości nagrzewania 0,05 K/s. Wynosiły one odpowiednio 775 o C oraz 906 o C. Przyjęto optymalną temperaturą austenityzacji 910 o C oraz czas austenityzacji 3 godziny. Taki czas austenityzacji stosowany jest dla kilkutonowych odlewów kadłubów i komór zaworowych. Szybkość nagrzewania próbek wynosiła v 5-8 8,76 K/s. Temperatura austenityzacji nie przekraczająca temperatury Ac 3 o 30 o C, zapewnia drobne ziarno austenitu o średniej średnicy około 15µm [10]. Rys. 1. Wykres CTP c dla staliwa L21HMF Fig. 1. CCT diagram for the L21HMF cast steel 145

Zastosowanie rożnych szybkości chłodzenia austenitu w zakresie temperatur 800 500 o C zamieszczonych w tabeli 3, pozwoliło na sporządzenie wykresu CTPc przedstawionego na rysunku 1. Ponadto w tabeli 3 zamieszczono również twardości uzyskanych struktur oraz ich analizę ilościową. Tabela 3. Wpływ szybkości chłodzenia na rodzaj struktury i twardość staliwa L21HMF Table 3. The influence of the cooling rate on the type of structure and hardness of the cast steel Nr V 8-5 K s -1 HV 30 Rodzaj mikrostruktury / procenty 1 183.490 500 martenzyt/100 V k 71.430 500 martenzyt/100 2 33.330 463 bainit/100 3 14.630 396 bainit/ 94, ferryt/6 4 13.636 333 bainit/90, ferryt/10 5 5.332 315 bainit/81, ferryt/19 6 2.434 300 bainit/78, ferryt/22 7 0.869 280 ferryt/53, bainit/44, pojedyncze ziarna perlitu /2 8 0.208 210 ferryt/84, bainit/12, perlit /4 9 0.093 191 ferryt/80, perlit/16, bainit/4 11 0.040 181 ferryt/76, perlit/21, bainit/3 14 0.017 161 ferryt/74, perlit/26 15 0.013 158 ferryt/74, perlit/26 W oparciu o analizę krzywych dylatometrycznych stwierdzono, że austenit chłodzony z szybkością 0,004 K/s v 8-5 0,017 K/s ulega przemianie w ferryt i perlit. Szybkość chłodzenia austenitu wynosząca 0,023 < v 8-5 0,869 K/s pozwala uzyskać struktury ferrytyczno perlityczno bainityczne. Natomiast chłodzenie w zakresie od 0,869 K/s < v 8-5 14,63 K/s pozwala otrzymać strukturę bainityczno ferrytyczną, z zwiększającym się udziałem bainitu w miarę wzrostu szybkości chłodzenia. Struktura bainityczna powstaje przy szybkościach chłodzenia v 8-5 33,33 K/s. Krytyczna szybkość chłodzenia, obliczona na podstawie składu chemicznego i temperatury austenityzacji, wyniosła 71,43 K/s (tabela 3). Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę i twardość badanego staliwa przedstawiono w formie graficznej na rysunku 2. 146

Rys. 2. Wpływ szybkości chłodzenia austenitu na strukturę i twardość staliwa L21HMF Fig. 2. Influence of the cooling rate on structure and hardness of the cast steel Tabela 4. Parametry obróbki cieplnej, własności i struktura staliwa L21HMF Table 4. Structure and properties of the L21HMF cast steel after regenerating heat treatment Parametry obróbki cieplnej R m MPa R e MPa A 5 % Z % KV J HV30 Struktura 910 o C/ 3h/ 33,33 K s -1 + 720 o C/4h 728 620 18 55 104 228 bainityczna 910 o C/ 3h/ 2,791 K s -1 + 720 o C/4h 721 594 17 52 62 220 bainityczno ferrytyczna 910 o C/ 3h/ 0,017 K s -1 +720 o C/4h 558 336 27 67 26 153 ferrytyczna - perlityczno wymagania wg normy* 500 670 min. 320 min. 20 min. 27 140 ** 197 *- PN-89/ H-83157 "Staliwo do pracy w podwyższonych temperaturach"; ** - twardość Brinella W celu ustalenia wpływu struktury na własności staliwa L21HMF, przeprowadzono obróbkę cieplną. Próbki poddano chłodzoniu z szybkościami zapewniającymi uzyskanie struktury: bainitycznej, bainitycznej z około 20% ferrytu 147

oraz ferrytycznej z ok. 20% perlitu, z następnym odpuszczaniem w temperaturze 720 o C przez 4 godziny [10]. Uzyskane struktury i własności badanego staliwa po obróbce cieplnej przedstawiono odpowiednio na rysunku 3 i w tabeli 4. Rys. 3. Struktura staliwa L21HMF po: a) eksploatacji; b) chłodzeniu z szybkością v 8-5 ~ 33,33 K/s i odpuszczaniu; b) chłodzeniu z szybkością v 8-5 ~ 2,791 K/s i odpuszczaniu; c) chłodzeniu z szybkością v 8-5 ~ 0,017 K/s i odpuszczaniu. Fig. 3. Structure of the cast steel after: a) serviced; b) cooling rate v 8-5 ~ 33,33 K/s and tempered; b) cooling rate v 8-5 ~ 2,791 K/s and tempered; c) cooling rate v 8-5 ~ 0,017 K/s and tempered. WNIOSKI I STWIERDZENIA 1. Uzyskanie struktury bainitycznej w badanym staliwie wymaga chłodzenia odlewów z szybkościami większymi od 33,33 K/s. Struktura bainityczna po odpuszczaniu posiada optymalne skojarzenie wysokich własności wytrzymałościowych i udarności. 148

2. Zawartość około 20% ferrytu w strukturze bainitycznej, przyczynia się do obniżeniu udarności o około 40%, przy nieznacznym, nie przekraczającym 5%, spadku własności wytrzymałościowych. 3. Badania wykazały niekorzystny wpływ struktury ferrytyczno - perlitycznej na własności staliwa L21HMF. Własności wytrzymałościowe i udarność zawierały się na poziomie minimalnych wymagań zawartych w normie. 4. Celowa jest minimalizacja ilości ferrytu w strukturze bainitycznej, ze względu na jego niekorzystny wpływ na udarność staliwa. LITERATURA 1. Dobosiewicz J. Wpływ eksploatacji na zmiany własnosci mechanicznych metalu kadłubów turbin parowych, Energetyka, 1, 1992, 27 2. Stachura S., - "Zmiany struktury i własności mechanicznych w stalach i staliwach eksploatowanych w podwyższonych temperaturach", Energetyka, 2, 1999, 109 3. Golański G., Kupczyk J., Stachura S. - " Zmiany struktury i własności staliw długotrwale eksploatowanych w podwyższonych temperaturach", VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa "Nowe technologie i osiągnięcia w metalurgii i inżynierii materiałowej", Częstochowa, 2006, 172 4. Stachura S., Stradomski Z., Golański G., - "Fosfor w stopach żelaza", Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 5, 2001, 184 5. Stachura S. Segregacja fosforu w stali i staliwie Cr Mo V po długotrwałej pracy w podwyższonych temperaturach, Inżynieria Materiałowa, 6, 1998, 1333 6. Islam M. A., Knott J.F., Bowen P. - "Kinetics of phosphorus segregation and its effect on low temperature fracture behaviour in 2.25Cr - 1Mo pressure vessel steel", Materials Sc. and Techn., vol.21, No.1, 2005, 76 7. Trzeszczyński J., Grzesiczek E., Brunne W. Skuteczność rozwiązań wydłużających czas pracy długo eksploatowanych staliwnych elementów turbin i rurociągów parowych, Energetyka, 3, 2006, 179 8. Dobosiewicz J., i inni, - "Dotychczasowe doświadczenia związane z rewitalizacją korpusów turbin parowych", Energetyka, 50, 1, 1996, 39 9. Stachura S., Kupczyk J., Gucwa M. - "Optymalizacja struktury i właściwości staliwa gatunków Cr - Mo i Cr - Mo - V przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach", Przegląd Odlewnictwa, 54, 5, 2004, 402 10. Golański G., Kupczyk J., Stachura S., Gajda B., - Regeneracyjna obróbka cieplna długotrwale eksploatowanego staliwa Cr Mo V, Inżynieria Materiałowa, 3, 2006, 147 11. Teper M. praca magisterska, Częstochowa, 2006 149

SUMMARY INFLUENCE OF THE COOLING RATE ON STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF L21HMF CAST STEEL AFTER REGENERATIVE HEAT TREAMENT The paper presents results of the research concerning the influence of the cooling rate on the structure and mechanical properties of long term serviced L21HMF cast steel after regenerative heat treatment. Optimum cooling rate in order to obtain bainitic structure is determined on the basis of the CCT diagram. It has been proved that the structure of tempered bainite ensures obtaining of high impact energy and mechanical properties in the investigated cast steel. Recenzował: prof. Zbigniew Konopka. 150