VLASTNOSTI A MIKROSTRUKTURA SIMULOVANÝCH PÁSEM TOO SVAROVÉHO SPOJE OCELI T 24



Podobné dokumenty
STRUKTURNÍ STABILITA A VLASTNOSTI SVAROVÝCH SPOJŮ OCELI T24

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SVAROVÝCH SPOJŮ MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ T24 A P92. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.

Mikrostrukturní analýza svarového spoje oceli P92 po creepové expozici

ROZBOR HOMOGENNÍHO SVAROVÉHO SPOJE SUPERMARTENZITICKÉ OCELI TYPU 13Cr6Ni2,5Mo

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

Obr. 1. Řezy rovnovážnými fázovými diagramy a) základního materiálu P92, b) přídavného materiálu

HOMOGENNÍ A HETEROGENNÍ SVAROVÉ SPOJE ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ SIMILAR AND DISSIMILAR WELD JOINTS OF CREEP-RESISTING STEELS

OBSERVATION OF KINETICS OF STRUCTURAL CHANGES DURING LONG-TERM ANNEALING OF TRANSITIONAL WELDS ON P91 STEEL

VLIV MIKROLEGUJÍCÍCH PRVKŮ A PARAMETRŮ TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI PLECHŮ JAKOSTI P 460N

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

MOŽNOSTI VYUŽITÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ. Tomáš Schellong Kamil Pětroš Václav Foldyna. JINPO PLUS a.s., Křišťanova 2, Ostrava, ČR

Zkušební protokol č. 18/12133/12

SVĚTELNÁ A ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE SVAROVÉHO SPOJE OCELI P91 LIGHT AND ELECTRON MICROSCOPY OF THE STEEL P91 WELD JOINT.

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

MIKROSTRUKTURA A ŽÁROPEVNÉ VLASTNOSTI SVAROVÉHO SPOJE OCELI P92 SVOČ FST 2009

Heterogenní spoje v energetice, zejména se zaměřením na svařování martenzitických ocelí s rozdílným obsahem Cr

Technické požadavky normy EN 1090 na výrobu konstrukcí z ocelí s vyšší mezi kluzu

Vladislav OCHODEK VŠB TU Ostrava Katedra mechanické technologie ústav svařování Vl. Ochodek 3/2012

Technologie I. Část svařování. Kontakt : michal.vslib@seznam.cz Kancelář : budova E, 2. patro, laboratoře

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

INFLUENCE OF TEMPERING ON THE PROPERTIES OF CAST C-Mn STEEL AFTER NORMALIZING AND AFTER INTERCRITICAL ANNEALING. Josef Bárta, Jiří Pluháček

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

MIKROSTRUKTURNÍ PARAMETRY KOMBINOVANÉHO SVAROVÉHO SPOJE PO DLOUHODOBÉ VYSOKOTEPLOTNÍ EXPOZICI.

B 550B ,10

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

Teplotní režim svařování

HETEROGENNÍ SVAROVÉ SPOJE V ENERGETICE

MĚŘENÍ ELASTICITRY OVLIVNĚNÝCH PÁSEM SVAROVÝCH SPOJŮ VYSOKOPEVNOSTNÍCH OCELÍ

(ocelových výztuží) ČSN EN ISO Technické pravidlo CWS ANB TP C 027/I/07. doc. Ing. Ivo Hlavatý, Ph.D.

Precipitace sekundárních fází v ocelích obsahujících 2 až 3,5%Cr s ohledem na strukturní stabilitu a žárupevnost

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

DRÁTY PRO SVAŘOVÁNÍ POD TAVIDLEM

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud:

Požadavky na provedení tepelného zpracování svarových spojů v energetice

E-B 312. EN 1599: E Z (CrMo) B 42

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Lukáš Martinec, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

PODKRITICKÝ RŮST TRHLINY VE SVAROVÉM SPOJI MEZI KOMOROU A PAROVODEM KOTLE VÝKONU 230 T/H. Jan KOROUŠ, Ondrej BIELAK BiSAFE, s.r.o.

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud:

Svařitelnost vysokopevné oceli s mezí kluzu 1100 MPa

VÝVOJ MIKROSTRUKTURY VÍCEFÁZOVÉ OCELI S TRIP EFEKTEM SVOČ - FST 2013

Požadavky na kvalifikaci postupu svařování vybraných VPO podle ASME předpisů

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra mechanické technologie

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

DRÁTY PRO SVAŘOVÁNÍ POD TAVIDLEM

Nástrojové oceli. Ing. Karel Němec, Ph.D.

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

Závěrečná zpráva ze stáže ve společnosti Flash Steel Power a.s.

5/ Austenitické vysokolegované žáruvzdorné oceli

OK SFA/AWS A 5.11: (NiTi3)

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA HOUŽEVNATOST LITÝCH MIKROLEGOVANÝCH NÍZKOUHLÍKOVÝCH OCELÍ

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

VLIV NANOČÁSTIC NA ŽÁROPEVNÉ VLASTNOSTI PROGRESIVNÍCH ŽÁROPEVNÝCH FERITICKÝCH OCELÍ

COMTES FHT a.s. R&D in metals

Kvantifikace strukturních změn v chrom-vanadové ledeburitické oceli v závislosti na teplotě austenitizace

ŽÁRUPEVNÉ VLASTNOSTI A MIKROSTRUKTURA HETEROGENNÍCH SVAROVÝCH SPOJŮ P91/P23 CREEP PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF HETEROGENEOUS WELD JOINTS P91/923

þÿ V l i v v o d í k u n a p e v n o s t a s v ay i t vysokopevných martenzitických ocelí pro automobilové aplikace

VLIV PARAMETRŮ LASEROVÉHO POVRCHOVÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU OCELÍ

Zkoušky postupu svařování z pohledu výrobce. Ing. Jiří Frýba Excon Steel Hradec Králové

Svařitelnost korozivzdorných ocelí

POPIS PRECIPITAČNÍCH DĚJŮ PŘI SEKUNDÁRNÍM VYTVRZENÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI SE ZVÝŠENÝM OBSAHEM NIOBU. P. Novák, M. Pavlíčková, D. Vojtěch, J.

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

FÁZOVÉ PŘEMĚNY. Hlediska: termodynamika (velikost energie k přeměně) kinetika (rychlost nukleace a rychlost růstu = celková rychlost přeměny)

E-B 321. EN ISO 3580: E Z (CrMoV) B 22

VÝVOJ NOVÉ TECHNOLOGIE OPRAVY SVAROVÝCH SPOJŮ POMOCÍ WELD OVERLAY (WOL)

VÝVOJ MIKROSTRUKTURY ŢÁROPEVNÝCH OCELÍ BĚHEM KLASICKÝCH A ZRYCHLENÝCH ZKOUŠEK TEČENÍ SVOČ FST 2017

Hodnocení degradace ocelí pro tepelnou energetiku pomocí mikrosrukturních paramertrů

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ NIKLOVÝCH SUPERSLITIN HEAT TREATMENT OF HIGH-TEMPERATURE NICKEL ALLOYS. Božena Podhorná a Jiří Kudrman a Karel Hrbáček b

3. VÝSLEDKY ZKOUŠEK A JEJICH DISKUSE

Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí. Ing. Petr Beneš

Žáropevné oceli pro energetiku a jejich degradace

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

Metalurgie vysokopevn ch ocelí

DEGRADACE MATERIÁLOVÝCH VLASTNOSTÍ OCELI A PŘÍČINY VZNIKU TRHLIN VYSOKOTLAKÝCH PAROVODŮ

OK SFA/AWS A 5.5: E 8018-G EN ISO 2560-A: E 46 5 Z B 32

Záznam z průmyslové stáže ve firmě Český svářečský ústav s.r.o.

Petr Kubeš. Vedoucí práce: Prof. Ing. Petr ZUNA, CSc. D. Eng. h.c. Konzultant: Ing. Jakub HORNÍK, Ph.D.

E-B 420. SFA/AWS A 5.4: E EN 1600: (E Z 19 9 Nb B 2 2*)

NEKONVENČNÍ VLASTNOSTI OCELI 15NiCuMoNb5 (WB 36) UNCONVENTIONAL PROPERTIES OF 15NiCuMoNb (WB 36) GRADE STEEL. Ladislav Kander Karel Matocha

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

DIFÚZNÍ SVAŘOVÁNÍ V OCHRANNÉ ATMOSFÉŘE S POUŽITÍM PŘECHODOVÝCH MEZIVRSTEV

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

E-B 420. SFA/AWS A 5.4: E EN 1600: (E Z 19 9 Nb 2 2*)

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VELIKOST ZRNA MIKROLEGOVANÝCH LITÝCH OCELÍ MECHANICAL PROPERTIES AND GRAIN SIZE IN MICROALLOYED CAST STEELS

OPTIMÁLNÍ POSTUPY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ MATERIÁLŮ PRO PRÁCI ZA TEPLA. Jiří Stanislav

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

, Hradec nad Moravicí CHOVÁNÍ OCELI T23 PŘI DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY BEHAVIOUR OF STEEL T23 AFTER LONG-TIME TEMPERATURE EFFECT

K618 - Materiály listopadu 2013

VLIV INTERKRITICKÉHO ŽÍHÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU A MECHANICKÉ VLASTNOSTI LITÝCH MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ

Česká svářečská společnost ANB Czech Welding Society ANB (Autorised National Body for Welding Personnel and Company Certification) IČO:

Základy úspěšného svařování ocelových konstrukcí z VP ocelí

Podle ČSN EN Svařované duté profily tvářené za studena z konstrukčních nelegovaných a jemnozrnných ocelí technické dodací předpisy

PŘÍNOS METALOGRAFIE PŘI ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NÁSTROJOVÝCH OCELÍ. Antonín Kříž

Transkript:

VLASTNOSTI A MIKROSTRUKTURA SIMULOVANÝCH PÁSEM TOO SVAROVÉHO SPOJE OCELI T 24 prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc., VŠB-TU Ostrava, Český svářečský ústav s.r.o. Ing. Martin Sondel, Ph.D., VŠB-TU Ostrava, Český svářečský ústav s.r.o. doc. Ing. Drahomír Schwarz, CSc., VŠB-TU Ostrava, Český svářečský ústav s.r.o. Ing. Radek Sztefek, VŠB-TU Ostrava Anotace Cílem příspěvku je stanovit základní mechanické vlastnosti a provést mikrostrukturní rozbor jednotlivých pásem TOO svarového spoje oceli T24. Vzhledem k velmi malým šířkám jednotlivých pásem TOO reálných svarových spojů oceli T24 byla využita modelovací technika. Na základě měření teplotních cyklů jednotlivých pásem TOO byly definovány základní charakteristiky (rychlost ohřevu, maximální teplota cyklu, výdrž na maximální teplotě, čas ochlazování mezi 800 a 500 C) pro simulování jednonásobných teplotních cyklů na odporovém simulátoru Smitweld. Základní mechanické vlastnosti modelovaných pásem TOO byly hodnoceny pomocí hodnot R e, R m, A 5 a KV a byla měřena tvrdost HV10. Mikrostruktura jednotlivých simulovaných pásem TOO svarového spoje oceli T24 byla analyzována pomocí transmisní elektronové mikroskopie a byla provedena strukturně fázová analýza pro identifikaci jednotlivých typů minoritních fází a stanovení disperze částic precipitátu. 1. Úvod V parních kotlích energetických bloků se ve spalovacích komorách v současné době používá konstrukční řešení v podobě membránových stěn, které tvoří stěny výparníků. Membránová stěna je tvořena z trubek a tyto trubky jsou navzájem spojeny přes plochou ocel. Membránová stěna se vyrábí jako nerozebíratelný celek (svařovaná konstrukce), jednotlivé obvodové svary mezi trubkami se provádějí metodou 141 a spoje mezi plochou ocelí a trubkou se ve výrobě řeší svařováním metodou 121 (SAW). Při montáži kotle se plochá ocel přivařuje k trubkám rovněž metodou 141. Problematice svařitelnosti oceli T/P24 je v současné době věnována značná pozornost. Důvodem je vznik vad v průběhu výroby membránových stěn, při jejich dopravě na staveniště a v počátcích náběhu energetického bloku do provozu. Některé publikace poukazují na vznik teplých trhlin [5, 6], avšak vznik teplých trhlin je úzce spjat s procesem svařování, tudíž nelze tímto způsobem vysvětlit příčinu vzniku trhlin za provozu zařízení. Jako pravděpodobný mechanismus vzniku vad v membránových stěnách se kromě nízké teploty předehřevu, nedodržování teploty interpass, nedostatečné izolace svařovaného místa a nepopuštění svarových spojů, také uvádí sekundární vytvrzování a s tím spojené nízké hodnoty plastických vlastností [7, 8]. Problém sekundárního vytvrzování je úzce spjat s obsahem karbidotvorných a nitridotvorných prvků a s teplotou popouštění ocelí. Vlastnosti jednotlivých pásem TOO svarových spojů nelze s ohledem na jejich malé rozměry studovat klasickými metodami, ale pouze pomocí modelovací techniky. Nutnou podmínkou pro využití modelovací techniky je znalost teplotních cyklů, kterým jsou jednotlivá pásma TOO vystavena. Detailní studium jednotlivých oblastí svarového spoje umožní určit nejslabší místo svarového spoje jak z hlediska základních mechanických vlastností, tak i z hlediska

mikrostrukturních parametrů. Tyto znalosti pak mohou být využity pro optimalizaci technologie svařování, zvýšení životnosti a spolehlivosti energetických zařízení. 2. Experimentální materiál V rámci experimentálního programu byly na trubkách Ø42,8 x 7,1 mm z oceli T24 měřeny teplotní cykly v průběhu svařování obvodových svarových spojů, s cílem použít naměřené teplotní cykly pro simulaci jednotlivých pásem TOO. Svarový spoj byl zhotoven metodou 141 s předehřevem přibližně 180 C. Jako přídavný materiál byl použit svařovací drát typu WZ CrMo2VTi/Nb dle EN 12070 o průměru 2,4 mm, chemické složení je uvedeno v tabulce 1. V tabulce 2 jsou uvedeny požadované mechanické hodnoty trubek z oceli 7CrMoVTiB10-10 (T24) uváděné normou ČSN EN 10216-2+A2 [16]. Měření bylo provedeno pomocí termočlánků Ni NiCr o průměru 0,25 mm při teplotě předehřevu 180 C. Cílem měření teplotních cyklů svařování bylo získat detailní charakteristiky teplotních cyklů pro jednotlivá pásma TOO svarového spoje. Vzhledem k nedokonalosti při měření reálného svarového spoje byly naměřené charakteristiky validovány a následně upřesňovány pomocí numerických simulací svařování v softwaru Sysweld. Takto získané charakteristiky teplotních cyklů u jednotlivých pásem TOO jsou uvedené v tabulce 3. Hodnoty parametru t 8/5 jsou v souladu s hodnotami uvedenými v publikacích [17, 18, 19, 20]. Základní materiál T24 (standard) T24 základní materiál přídavný materiál Tab. 1 Chemické složení experimentální oceli T24 a přídavného materiálu (hmot. %) C Si Mn P S Al Cr Mo V Ti N B 0,05 0,10 0,15 0,45 0,30 0,70 max. 0,020 max. 0,010 max. 0,020 2,20 2,60 0,90 1,10 0,20 0,30 0,05 0,10 max. 0,010 0,0015 0,0070 0,078 0,29 0,55 0,017 0,0025 0,012 2,522 0,975 0,224 0,084 0,0098 0,0022 0,05 0,30 0,50 - - - 2,20 1,00 0,22 Ti/Nb 0,05 - - Tab. 2 Požadované vlastnosti pro trubky z oceli T24 [16] Ocel R e pro tl. stěny t 16 R m A min podél KV min při 20 C podél KV min při 20 C napříč T24 450 MPa 565-840 MPa 17 % 40 J 27 J Charakteristiky změřených teplotních cyklů jednotlivých pásem TOO svarového spoje byly použity pro simulaci pásem TOO svarového spoje. Simulace byla prováděna na hranolcích o rozměrech 10,2x10,2x70 mm vyrobených ze základního materiálu, jehož chemické složení je uvedeno v tabulce 1. Výchozí tepelné zpracování hranolků bylo normalizační žíhání a popouštění. Vlastní simulace byla realizována ve Výzkumném a zkušebním ústavu v Plzni na simulátoru Smitweld TCS 1405.

Tab. 3 Charakteristiky jednotlivých tepelných cyklů pásem TOO tupého svarového spoje Charakteristika Pásmo přehřátí Pásmo normalizace Pásmo interkritické (částečné překrystalizace) Počáteční teplota Rychlost ohřevu 180 C po dobu 30 sekund 60 C/sec Max. teplota cyklu T max 1350 C 1000 C 860 C Doba výdrže na T max Rychlost ochlazování mezi T max a 800 C 1 sec 24 C/sec 20 C/sec 10 C/sec Parametr t 8/5 36,5 sec 39 sec 43 sec Ochlazování pod 500 C vzduch Jedna část nasimulovaných vzorků byla ponechána bez tepelného zpracování (po svaření) a druhá část vzorků byla tepelně zpracována na teplotě 740 C po dobu 1 hodiny. Mikrostruktura v jednotlivých pásmech a v obou stavech byla tvořena bainitem, resp. popuštěným bainitem a liší se od sebe v základních rysech typických pro jednotlivé oblasti TOO svarového spoje. Podle normy ČSN EN ISO 6892-1 byly provedeny tahové zkoušky. Z kdého nasimulovaného pásma a z kdého stavu byly zkoušeny 2 vzorky při pokojové teplotě. Výsledky zkoušek jsou graficky zpracovány na obr. 1 5. Na obrázcích jsou vyneseny průměrné hodnoty ze dvou měření. Rovněž jsou na obrázcích pro informaci zakresleny minimálně požadované hodnoty jednotlivých vlastností pro trubky z oceli 7CrMoVTiB10-10 (T24) podle [16]. 3. Hodnoty tvrdosti simulovaných pásem TOO oceli T24 Hodnoty tvrdosti HV10 simulovaných pásem TOO byly stanoveny podle normy ČSN EN ISO 6507-1 se zatížením 98 N. Tvrdost základního experimentálního materiálu oceli T24 je 200 HV10. Naměřené hodnoty tvrdosti simulovaných pásem TOO v nepopuštěném a popuštěném stavu jsou znázorněny na obrázku 1.

Obr. 1 Hodnoty tvrdosti HV10 simulovaných pásem TOO oceli T24 Naměřené hodnoty tvrdosti pásma přehřátí v nepopuštěném stavu jsou vyšší než maximální přípustná tvrdost podle normy ČSN EN ISO 15614-1. Svarové spoje ocelí tohoto typu se však používají pouze v popuštěném stavu. Hodnoty tvrdosti naměřené ve všech pásmech TOO ve stavu po tepelném zpracování splňují požadavky dané ČSN EN ISO 15614-1 pro kvalifikace postupu svařování (max. 350 HV10). Splňují i požadavky na tvrdost popuštěného svarového kovu použitého přídavného materiálu pod 300 HV10. Naměřené hodnoty dokumentují, že nejtvrdším místem svarového spoje je pásmo přehřátí TOO. V tomto pásmu by měly být rovněž naměřeny největší hodnoty R m a R e a nejnižší hodnoty KV. Naměřené hodnoty tvrdosti tepelně zpracovaného pásma normalizace jsou jen o málo vyšší než hodnoty změřené v základním experimentálním materiálu. Hodnoty naměřené v tepelně zpracovaném interkritickém pásmu jsou nižší než v základním materiálu. Tomuto pásmu by měly odpovídat minimální hodnoty R m a R e a maximální hodnoty KV. 4. Základní mechanické vlastnosti modelovaných pásem TOO Základní mechanické vlastnosti simulovaných pásem TOO byly hodnoceny pomocí hodnot R e, R m, A 5 a KV. Pro jejich stanovení byly použity standardní platné normy. Tabulka 4 uvádí základní mechanické hodnoty zjištěné u experimentálního základního materiálu oceli T24. Tab. 4 Mechanické hodnoty experimentálního základního materiálu oceli T24 Ocel R e (MPa) R m (MPa) A 5min (%) KV (+20 C) (J) T24 545 663 20 183

Naměřené hodnoty základních mechanických vlastností v simulovaných pásmech TOO jsou uvedeny na obrázcích 2 5. Pásmo přehřátí vykazuje nejvyšší hodnoty R e a R m a nejnižší hodnoty A 5. Interkritické pásmo vykazuje naopak nejnižší hodnoty R e, R m a nejvyšší hodnoty A 5. Požadavek na minimální hodnotu R e (450 MPa) nesplňuje interkritické pásmo. Obr. 2 Hodnoty R e simulovaných pásem TOO oceli T24 Obr. 3 Hodnoty R m simulovaných pásem TOO oceli T24 V nepopuštěném stavu není rozdíl v hodnotách tnosti A 5 mezi simulovanými pásmy TOO tak výrazný a všechna pásma nesplňují minimální požadovanou hodnotu 17%. Popuštěný stav zřetelně ukazuje rozdíly mezi jednotlivými pásmy. Minimální požadovanou hodnotu tnosti A 5 nesplňuje tepelně zpracované simulované pásmo přehřátí.

Obr. 4 Hodnoty tnosti A 5 simulovaných pásem TOO oceli T24 Obr. 5 Hodnoty KV simulovaných pásem TOO oceli T24 Požadavky na minimální hodnotu nárazové práce při teplotě okolí min. 40 J v podélném směru nesplňuje v nepopuštěném stavu pásmo přehřátí. V popuštěném stavu splňují požadované hodnoty na nárazovou práci všechna simulovaná pásma TOO. Požadavky na základní materiál oceli T24 splňují v popuštěném stavu z hlediska minimálně požadovaných hodnot R m a KV všechna simulovaná pásma TOO. Popuštěné interkritické pásmo nesplňuje požadavek na minimální hodnotu R e a popuštěné pásmo přehřátí pak nesplňuje požadavek na minimální hodnotu tnosti A 5. Kritické mohou být zejména nízké plastické vlastnosti pásma přehřátí v nepopuštěném stavu, které by mohly být příčinou porušení svarů. Je proto nezbytné svarové spoje co nejdříve po svaření tepelně zpracovat.

Dosené výsledky dokazují, že nejslabším místem TOO, které limituje její vlastnosti je z hlediska hodnot R e a R m interkritické pásmo a z hlediska hodnot A 5 a KV pásmo přehřátí. 5. Studium mikrostruktury simulovaných pásem TOO oceli T24 na elektronovém mikroskopu Elektronové mikroskopické studium bylo provedeno na prozařovacím mikroskopu JEM 2100, vybaveném ED analyzátorem. Při hodnocení mikrostruktury modelových pásem TOO pomocí elektronové mikroskopie byla provedena strukturně fázová analýza a identifikace jednotlivých typů minoritních fází. Pro účely stanovení disperzity precipitátu v jednotlivých vzorcích byly nasnímkovány soubory snímků z extrakčních uhlíkových replik. Identifikace minoritních fází byla provedena pomocí selekční elektronové difrakce a energiově disperzní RTG spektrální mikroanalýzy (EDX). Extrakční uhlíkové repliky jednotlivých pásem TOO oceli T24 po simulaci a po tepelném zpracování jsou uvedeny na obrázku 6 Pásmo přehřátí TOO Mikrostruktura pásma přehřátí po simulaci je hrubozrnná, čistě bainitická. V průběhu simulace došlo k úplné překrystalizaci výchozí popuštěné bainitické mikrostruktury a rozpuštění téměř všech částic minoritních fází, s výjimkou primárních částic MX titanem bohaté nitridy, příp. karbonitridy, které se v oceli vyloučily v průběhu solidifikace nebo dokonce i v tavenině (částečně). Tato fáze má ze všech fází typu MX nejvyšší teplotu rozpustnosti v austenitu. V nepopuštěném pásmu přehřátí identifikovány následující minoritní fáze: karbonitridy (příp. nitridy MX bohaté titanem), sulfidy mědi (příp. komplexní sulfidy mědi a titanu), velmi jemné částice cementitu. Pozorované částice precipitátu v popuštěném pásmu přehřátí vznikly v průběhu tepelného zpracování na teplotě 740 C. Hranice původních austenitických zrn byly lemovány nesouvislým síťovím částic precipitátu, minoritní fáze lze pozorovat i podél latěk bainitického feritu. Zvýšená leptatelnost hranic latěk bainitického feritu nasvědčuje, že tyto hranice jsou dekorovány velmi jemnými precipitáty. V mikrostruktuře popuštěného pásma přehřátí byly identifikovány následující minoritní fáze: karbidy M 23 C 6, M 7 C 3, karbidy (příp. karbonitridy) MX. Pásmo normalizace TOO Mikrostruktura pásma normalizace je plně bainitická, což svědčí o tom, že v průběhu simulace teplotních cyklů došlo k úplné reaustenitizaci. Distribuce zhrublých částic precipitátu nasvědčuje, že se jedná o řetízky částic, které se v průběhu předchozího tepelného zpracování na jakost vyloučily podél hranic původních austenitických zrn. Hranice austenitických zrn, vytvořených v průběhu simulace, nejsou dekorovány zhrublými částicemi precipitátu. Jemné části precipitátu jsou distribuovány relativně rovnoměrně v bainitické matrici. Lze předpokládat, že v průběhu normalizace došlo jednak k částečnému rozpuštění precipitátu a jednak k určitému zhrubnutí částic přítomných v kovové matrici po tepelném zpracování na jakost. V pásmu normalizace byly identifikovány následující minoritní fáze: karbidy M 23 C 6, M 7 C 3, karbidy (příp. karbonitridy) MX. Mikrostruktura simulovaného pásma normalizace po tepelném zpracování je plně bainitická, s relativně malou velikostí původního austenitického zrna, které se vytvořilo během

simulace normalizovaného pásma. Řetízky zhrublých částic pravděpodobně představují částice, které se vyloučily na hranicích původních austenitických zrn přítomných v mikrostruktuře během tepelného zpracování na jakost a nerozpustily se během simulačního žíhání. Rovněž jemné částice precipitátu, které byly distribuovány relativně rovnoměrně v bainitické matrici, zřejmě představují částice, které se nerozpustily během simulace. Lze předpokládat, že v průběhu krátkodobého popouštění na teplotě 740 C/1h došlo k dodatečné precipitaci převážně jemných částic. V pásmu normalizace po tepelném zpracování byly identifikovány následující minoritní fáze: karbidy M 23 C 6, M 7 C 3, karbidy (příp. karbonitridy) MX. Interkritické pásmo TOO Zpětná transformace útvarů austenitu, které vznikly během simulace interkritického pásma, vedla ke vzniku bainitu protože se jedná o nepopuštěnou strukturu. Uvnitř tohoto čerstvého bainitu jsou dobře pozorovatelné laťky bainitického feritu. Bainit, který byl přítomen ve struktuře během simulace, se rozpadl na feriticko-karbidickou složku. Většina částic precipitátu, byla zděděna z výchozí mikrostruktury (po tepelném zpracování na jakost). Lze předpokládat, že řetízky hrubých částic precipitátu lemovaly původní hranice austenitických zrn v mikrostruktuře po tepelném zpracování na jakost. Četnost jemného precipitátu ve feritu (interkriticky přežíhaný bainit) se jeví podstatně větší než v bainitu, který vznikl při vychlazování z teploty interkritického žíhání. Během simulačního žíhání zřejmě došlo k dodatečné precipitaci ve feritu. V mikrostruktuře interkritického pásma TOO byly identifikovány následující minoritní fáze: karbidy M 23 C 6, karbidy M 7 C 3, karbidy (příp. karbonitridy) MX. Po provedeném tepelném zpracování interkritického pásma na teplotě 740 C/1h jsou v mikrostruktuře stále patrné rozdíly mezi bainitem, který se v průběhu interkritického žíhání rozpadl na feriticko-karbidickou složku a bainitem, který vznikl během ochlazování z teploty interkritického žíhání. Velká část precipitátů byla zděděna z výchozí mikrostruktury po tepelném zpracování materiálu T24 na jakost, poněvadž teplota interkritického žíhání (860 C) byla příliš nízká pro jejich rozpuštění. Během žíhání na teplotě 740 C došlo k dodatečné precipitaci jak v bainitu, který byl přítomen v mikrostruktuře v průběhu interkritického žíhání, tak i v bainitu, který vznikl při rozpadu austenitu během ochlazování z teploty interkritického žíhání. Ve vzorku popuštěného interkritického pásma byly identifikovány následující minoritní fáze: karbidy M 23 C 6, karbidy M 7 C 3, karbidy (příp. karbonitridy) MX.

interkritické pásmo pásmo normalizace pásmo přehřátí Po simulaci Po TZ (740 C/1h) Obr. 6 Extrakční uhlíkové repliky simulovaných pásem TOO oceli T24 ve stavu po simulaci a po TZ (740 C/1h) 6. Závěr Výsledky uvedené v článku jsou příspěvkem k řešení svařitelnosti moderních nízkolegovaných žáropevných ocelí, které se vyvíjejí pro konstrukci energetických zařízení se superkritickými parametry páry a s vysokou účinností. Svařitelnost je řešena s využitím znalostí teplotních cyklů, kterým jsou jednotlivá pásma TOO svarových spojů vystavena a s využitím

modelovací techniky, která umožňuje detailní studium vlastností jednotlivých pásem TOO svarového spoje. Klasický způsob řešení svařitelnosti pomocí velkého počtu reálných svarových spojů toto studium neumožňuje a hodnotí svarové spoje jako celek. Dosené hodnoty základních mechanických vlastností a změny mikrostruktury potvrzené výsledky studia na elektronovém mikroskopu prokázaly nutnost tepelného zpracování svarových spojů oceli T/P24 po svaření. Teprve po provedeném tepelném zpracování bude mikrostruktura téměř ve stabilním stavu a dosáhneme požadované vlastnosti TOO svarových spojů. Literatura [1] PECHA, J., Zváranie moderných žiarupevných ocelí pre energetické zariadenia. 1. vydání. Bratislava: STU Bratislava, 2007. 136 s., ISBN 978-80-227-2744-0. [2] MYSUYAMA et al., Development of a Tungsten Strengthened Low Alloy Steel with Improved Weldability. Proc. Conf. Materials of Advanced Power Engineering 1994. Eds. D Coutsouradis et al., Dordrecht, Netherlands, 1994, s. 173-181. [3] HUSEMANN, R. U., BENDICK, W., HAARMANN, K., The new 7CrMoVTiB10-10 (T24) Material for Boiůer Waterwalls.7ASME PWR- Vol. 34, s 663-640. [4] KUBOŇ, Z. Aplikační vlastnosti svarů z oceli T24 pro membránové stěny. In PROMATTEN 2011. 1. vydání. Ostrava: Flash Steel Power, a.s., 2011. s. 99-104. ISBN 978-80-260-0931-3. [5] ADAMIEC, J., BERNAS, A., WIECEK, M., BIJOK, H., Hot cracking of SAW welded joints of the 7CrMoVTiB10-10 steel. Proc. Conf. New methods of damage and failure analysis of structural parts. 1. vydání. Ostrava, 10 14 September 2012. s. 337-343. [6] MRÁZ, L., BERNASOVSKÝ, P., ZIFČÁK, P., BRZIAK, P., KOTORA, J., KRAJČÍ, D., MRÁZ, M., PECHA, J., Skúsenosti s úžitkovými vlastnosťami ocele T24. In zváranie Svařování- ročník 61. 1. vydání. Bratislava, 5-6 2012. s. 105-114. [7] MOHYLA, P. Vliv teploty popouštění na mechanické vlastnosti svarových spojů nízkolegovaných žáropevných ocelí. In 20 th Intrnational Conference on Heat Treatment. Jihlava, listopad 2004. s. 109-114. ISBN 80-239-3561-5. [8] MOHYLA, P., KOUKAL, J. Příspěvek k výzkumu svařitelnosti moderních nízkolegovaných žáropevných ocelí. In Acta metallurgica Slovaca. 1. vydání. Košice, březen 2003. s. 210-216. ISSN 1335-1532. [9] KOUKAL, J., SCHWARZ, D., HAJDÍK, J. Materiály a jejich svařitelnost. 1. vydání. Český svářečský ústav: Ostrava 2009. 241 s. ISBN 978-80-248-2025-5. [10] ANTALFFY, L., WHIPPLE, R. The use of vanadium modified chrome molybdenum steel plates in pressure vessel fabrication. Proc. Conf. Dillinger pressure vesel colloquium. Dillinger 16/17th September 2009. [11] PRAGER, M. Chalenges for application of 2¼Cr1Mo¼V alloys in heavy wall hightemperature high-pressure hydro-processing equipment. Proc. Conf. Dillinger pressure vesel colloquium. Dillinger 16/17th September 2009. [12] CHAUVY, C., PILLOT, S. Prevention of weld metal reheat cracking during Cr-MoV heavy reactors fabrication. Proc. Conf. ASME Pressure vessels and piping division. Czech Republic: Praha, 26-30 July 2009.

[13] TANINO, M., NISHIDA, T. On the secondary hardening on tempering in vanadium stells, Trans JIM. Vol 9. 1968. s.103-110. [14] BAIN, P., J., PAXTON, W., W. Alloying elements in steel. In 2 nd ed ASM. 1961. 195 s. [15] FAWAKHRY, K., A., MISHREKY, M., L., EISSA, M., M..Secondary hardening of vanadium and titanium microalloyed steels. Neue Hütte 35 Jahrgang. Heft 9. September 1990. s.343-347. [16] ČSN EN 10216-2+A2. Bezešvé ocelové trubky pro tlakové nádoby a zařízení - Technické dodací podmínky - Část 2: Trubky z nelegovaných a legovaných ocelí se zaručenými vlastnostmi při zvýšených teplotách. 1. 2. 2008. [17] XAVIER, C., R., DELGADO, H., G., CASTRO, J., A. Numerical evaluation of the weldability of the low alloy ferritic steels T/P23 and T/P24. In Materials Research. February 2011. s. 73-90. [18] CARON, J., HEINZE, C., SCHWENK, C., RENTHMEIER, M., BABU, S. S., LIPPOLD, J. Effect of contiuous cooling transformation variations on numerice calculation of welding-induced residual stresses. In welding journal, Vol. 89. July 2010. 1999. s. 151-160 [19] BONN, R. Experimentelle und numerische Ermittlung der thermo-mechanischen Beanspruchung des Wurzelbereichs austenitischer Rundnähteweldment. Stuttgart: Staatliche Materialprüfungsanstalt universität, Fakultät Energietechnik, Oktober 2001, 122 s. Dissertation Arbeit. [20] CERJAK, H., NAGEL, G., PRADER, R. Quantification of the toughness distribution in a heavy section submerged arc multilayer reactor pressure vessel weldment. In Nuclear Engineering and Design 190. 1999. s. 29-39. [21] ČSN EN ISO 15614. Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů - Zkouška postupu svařování. 1. 5. 2005.