{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 26

O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y

S . P á l k a – J . H a s i l – P. D o l e ž a l Z l e p š e n í v l a s t n o s t í l i t é Cr- N i o c e l i D I N 1. 4 8 65 p ř í s a d o u i n o ku l a nt ů

Zlepšení vlastností lité Cr-Ni oceli DIN 1.4865 přísadou inokulantů Improvement of properties of cast Cr-Ni steel DIN 1.4865 via addition of refiners Received: 10.09.2015 Received in revised form: 08.10.2015 Accepted: 20.10.2015 669.15-194 : 621.745.4 : 539.4 alloyed steel—inoculation—strength

Cr- Ni steels belong to the group of alloys used at high temperature application. The properties of these alloys could be strongly affected by the base structure. It has been tested on superalloys that lowering of the pouring temperature together with the addition of grain refiners leads to the improvement of the grain size by up to 56% [1]. Plenty of existing works deal with the evaluation of macrostructure, microsegregations and mechanical fatigue. It has been rarely tested the impact of refining on the resistance to the thermal fatigue. Thermal fatigue resistance (TFR) at 950 °C was tested on the refined and non-refined samples respectively. TFR properties of the refined structure were improved. Microstructure changes and hot tensile properties were reviewed as well.

Ing. Stanislav Pálka Cr o n i t e C Z , s . r. o . ( L t d .), B r n o

Ing. Jan Hasil Cr o n i t e C Z , s . r. o . ( L t d .), B r n o

Ú vo d Lité Cr-Ni oceli nacházejí široké uplatnění v průmyslových aplikacích. Navzdory jejich časté náhradě niklovými superslitinami v nejnáročnějších aplikacích si tyto slitiny stále drží velký podíl v petrochemii a v tepelném zpracování. K rozsáhlému vývoji technologií ke zjemnění zrna došlo u superslitin, zatímco Cr-Ni oceli zůstávaly stranou. Mnohé studie jako [1], [2], [3] pracovaly s aplikací inokulantů, ale žádná z nich se nezabývala měřením vysokoteplotních vlastností. Proto je nutno prověřit možnosti využití inokulantů v oblasti vysokoteplotních aplikací, kde lité Cr-Ni oceli již dosahují svých limitů. Ž á r u v z d o r n é o c e l i a s l i t i ny v t e p e l n é m z p ra c ová n í Žáruvzdorné oceli, jako například DIN 1.4865 (tab. I), jsou nejčastěji používanými materiály pro výrobu přípravků pro tepelné zpracování. V současnosti je nejčastější výrobní metodou statické odlévání do pískových forem pojených bentonitem, případně jiným pojivem. Současný tlak na zvyšování přesnosti a povrchové kvality výrobků vede také k častějšímu využívání metody vytavitelného modelu. Běžný pracovní cyklus přípravků sestává z mechanického zatížení, ohřevu až na 1100 °C a prudkého ochlazení na okolní teplotu. Klíčovými faktory, limitujícími životnost v tomto prostředí, jsou odolnost vůči nízkocyklové tepelné únavě, nastávající díky opakovaným ohřevům a ochlazením, chemickému prostředí, způsobujícímu difuzi prvků do materiálu, a creep, který způsobuje deformaci přípravků, zřejmou především v podobě ohýbání. Pro některé aplikace jsou důležité také tahové vlastnosti materiálu za vysokých teplot z důvodu sil vznikajících při krátkodobé manipulaci za horka. Cr-Ni oceli mají austenitickou strukturu, která neprochází žádnými změnami struktury v průběhu pracovních cyklů a je schopna pracovat až do teploty blízké 90 % tavicí teploty materiálu. Zpevnění materiálů je obvykle zajištěno precipitáty M23C6, MC a jemnými Lavesovými fázemi na hranicích i uvnitř zrn [4]. V la st no st i hrub o - a je m nozrnné st ruk t ur y Bylo zjištěno, že hrubá struktura vykazuje lepší creepové vlastnosti z důvodu menší plochy hranic zrn, na kterých se odehrávají pokluzy v první fázi creepu [5]. Odolnost vůči mechanické únavě je obvykle lepší u jemnozrnné struktury. Při zkouškách z typově podobného materiálu IN 713LC bylo změřeno, že vzorky s jemnozrnnou strukturou mohou dosáhnout 2–4× delší doby do lomu při zkoušce cyklickým tahem [2]. Odolnost vůči tepelné únavě je ovlivněna především velikostí a tvarem vměstků. Obzvláště hrubé precipitáty, jako například karbidy Cr23C6, pracují jako zdroje mikronapětí ve struktuře, které narůstá z důvodu rozdílů v tepelné expanzi vměstků a základního materiálu. Pokud mezi vměstky není dostatečně velká pružná oblast materiálu, napětí mohou dosáhnout hodnot převyšujících mez pevnosti materiálu. Taková napětí mohou vést až k mechanickému porušení materiálu [6]. Proto je nutné zabránit vzniku hrubých vměstků volbou správné výrobní metody. Inokulace

Ing. Petr Doležal Cr o n i t e C Z , s . r. o . ( L t d .), B r n o

432

S l é vá re ns t v í . L X I V . li s to p a d – p ro s in e c 2016 . 11–12

Homogenní nukleace nastává v materiálu bez zárodků, kde je nutné dosažení silného podchlazení pro samotné nastartování tuhnutí. Růst zárodků s poloměrem r je pak řízen změnou volné entalpie ∆G.

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 11-12 2016  

Slevarenstvi 11-12 2016  

Profile for inasport