Mikrostruktura i właściwości nowych martenzytycznych stali 12 % Cr dla nadkrytycznych bloków energetycznych

Badaniom mikrostrukturalnym poddano martenzytyczną stal VM12 zawierającą 12 % chromu, opracowaną przez COST 522 dla elektrowni konwencjonalnych pracujących w temperaturze około 625÷650 °C. Analizowano mikrostrukturę stali w stanie dostawy, po długotrwałym (29 000 godz.) wyżarzaniu, jak i pełzaniu w temperaturze 625 °C. Ilościową analizę obrazu na elektronomikroskopowych zdjęciach mikrostruktury prowadzono w celu określenia gęstości dyslokacji wewnątrz listew martenzytu/podziarn, wielkości podziarn, jak i wielkości (średnia średnica) oraz kształtu (współczynnik kształtu) wydzieleń. Fazy wtórne identyfikowano przy wykorzystaniu selektywnej dyfrakcji elektronów. Badania za pomocą TEM wykazały, że zarówno długotrwałe wyżarzanie, jak i pełzanie w temperaturze 625 °C powoduje zmiany w mikrostrukturze. Ilościowa analiza parametrów mikrostruktury wykazała, że podczas długotrwałego (29 000 godz.) wyżarzania wielkość podziarn oraz węglików M23C6 rośnie. Dla stali odkształconej podczas pełzania zmiany w mikrostrukturze są bardziej zawansowane w porównaniu ze stalą jedynie wyżarzaną w tym samym czasie. W artykule dyskutowana jest ewolucja mikrostruktury i jej wpływ na długoczasową wytrzymałość na pełzanie stali VM12.

---

The microstructure of the new COST martensitic 12 % chromium steel VM12 developed for advanced power stations operated around 625÷650 °C in the as received condition and after long-term creep exposure (up to around 29 000 h) has been investigated. Quantitative analyses of VM12 steel microstructure based on TEM micrographs were undertaken to determine the dislocations density within the subgrains, the width of the martensite laths/subgrains and the particles parameters (shape, size, distribution). Phases identification was performed using electron diffraction. The TEM results showed that the thermal exposure at 625 °C and creep deformation caused some changes of VM12 steel microstructure. The statistical quantitative analyzes of the microstructural parameters, showed that the size of subgrains and M23C6 precipitates slightly increased after exposure up to 29 000 h. In the creep tested specimens, microstructure changes were much more pronouced than in the thermal exposed specimens. Microstructural stability and its influence on the long-term rupture strength of the VM12 steel is discussed in the paper.