The structure and mechanical properties of the high chromium and nickel content cast alloy after long duration work in high temperature

Abstract

In the petrochemical industries cast steel tube coil sheets with high chromium and nickel content are used. The operation range of these alloys are 533 to 1150°C. A paramount for these alloys are: - corrosion and scaling re-sistance at high temperatures; - dimensional stability, i.e. resistance to warping, cracking and thermal fatigue; - resistance to plastic flow, i.e. creep strength. Tube coil sheet of furnace resulting in aggregate failures have been con-sidered. Life span of the studied specimens obtained from tube coil sheet was 3 years. After a few years of exploita-tion several hollow cracks on the heater tube-sheet were identified. Pre-oxidation of the tubes surface are possible and it has not only favourable effects: during cooling cracks may form in the oxide layer. The aim of the per-formed research was to characterize the microstructure and mechanical properties of the investigated alloy after ageing at the temperature of 900°C. The high temperature determine elements diffusion in the structure, emergence of chromium and niobium carbides and other precipitates and cause the changes in the mechanical properties.

Naftos chemijos pramonėje vamzdynų rinklių palaikymui naudojami lieti lakštiniai elementai, pagaminti iš daug chromo ir nikelio turinčių lydinių. Lydinių darbo temperatūra yra 533-1150°C. Lydiniai turi būti atsparūs korozijai ir oksidacijai aukštoje temperatūroje, pasižymėti matmenų stabilumu (t.y., atsparumu matmenų ir geometrijos iškraipymams) ir atsparumu aukšta temperatūriniam valkšnumui. Darbe pateikti šių lydinių konstrukcinių elementų įrimo tyrimai. Tirtų elementų medžiaga dirbo tik 3 metus, tačiau juose buvo pastebėti dideli konstrukcinių elementų supleišėjimai. Darbo metu vyksta intensyvi konstrukcinių elementų paviršiaus oksidacija. Šių elementų aušimo iki aplinkos temperatūros metu, oksidų sluoksnyje gali susidaryti mikroįtrūkiai. Pristatomoje tyrimų medžiagoje nustatyti ir įvertinti lydinio, sendinto 900oC temperatūroje, mikrostruktūros ir mechaninių savybių pokyčiai, chromo, niobio ir kompleksinių karbidų susidarymas ir jų poveikis lydinio eksploatacinėms savybėms.