Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Austenitické oceli KTO/EMO Cvi č ení 1.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Austenitické oceli KTO/EMO Cvi č ení 1."— Transkript prezentace:

1 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Austenitické oceli KTO/EMO Cvi č ení 1

2 Austenit - definice Austenit – fáze ve slitinách ž eleza intersticiální tuhý roztok uhlíku v ž eleze γ p ř ebyte č ný uhlík se vylu č uje ve form ě segregátu po hranicích zrn kubická plošn ě centrovaná m ř í ž ka [1] FCC – Face-Centered Cubic Lattice

3 Systém Fe-Fe 3 C v systému Fe-Fe 3 C je austenit stabilní do teploty 727 ºC p ř idáním austenito-tvorných prvk ů – zejména - Ni a Mn se stane austenit stabilní p ř i pokojové teplot ě

4 Austenitická ocel strukturu t ě chto oceli tvo ří p ř evá ž n ě ž elezo γ (austenit) základním typem je chrom-niklová austenitická ocel s 18% Cr a 9% Ni pro docílení po ž adované korozní odolnosti a mechanických vlastností, se p ř idávají další legující prvky

5 Austenitická ocel Vliv základních a doprovodných prvk ů na vlastnosti lze schematicky charakterizovat následovn ě : -celková korozní odolnost (Cr, Mo, Cu, Si, Ni) -mechanické vlastnosti (N) -obrobitelnost (S, Se, P, Pb, Cu) -odolnost proti bodové a št ě rbinové korozi ( Mo, Si, N) -odolnost proti obrobení (Ni)

6 Austenitické oceli -jsou nemagnetické -nepodléhají fázovým p ř em ě nám a proto -nejsou kalitelné -pevnost lze zvyšovat pouze legováním (nap ř. p ř ísadou N) -u ocelí vyzna č ujících se menší stabilitou austenitu je mo ž nost pevnost zvýšit tvá ř ením za studena (p ě chování, ta ž ení)

7 Austenitické oceli -velmi dob ř e tvářitelné – ta ž nost 40% (trvalé prodlou ž ení m ěř ené délky zkušebního vzorku) -korozní odolnost se s nar ů stajícím procentem legur zvyšuje (Cr, Mo)

8 Austenitické oceli ocel DIN s austenitickou strukturou struktura austenitické oceli je tvo ř ena zrny austenitu a vylou č eným uhlíkem ve form ě segregátu na hranicích zrn

9 Austenitické oceli - p ř íklady DECZUSAUKFrItSweden DINDIN ČSN ASTMBSIAFNORUNI 6900 SIS W. Nr.DIN ASMEBS 1554NFA UNI 6901 AISIBS X2CrNi L304S11Z3CN18-10X2CrNi X2CrNiN LN304S61Z3CN18-10AzX2CrNiN X5CrNi S31Z7CN18-09X5CrNi X5CrNiMo S31Z7CND X5CrNiMo X2CrNiMoN LN316S61Z3CND17-11Az X6CrNiTi S31Z6CNT18-10X6CrNiTi X6CrNiMoTi Ti320S17Z6CNDT17-12X6CrNiMoTi

10 DIN austenitická chrómniklová ocel s p ř ísadou titanu (stabilizovaná) -zvýšená odolnost proti korozi, zvlášt ě proti mezikrystalické -sva ř itelnost je velmi dobrá -odolná do 800°C

11 DIN Chemické slo ž ení C ≤ 0,08%, Cr (17 – 19) %, Ni (9 – 12) %, Ti (min. 5 x %C - 0,70) -vhodná pro stavbu tlakových nádob a sva ř ovaných konstrukcí -sva ř ování díl ů v ě tší tloušťky [5] -pou ž ívá se v energetickém, chemickém a farmaceutickém průmyslu - č asto je pou ž ívána jako materiál pro konstruk č ní prvky v jaderném strojírenství

12 Porovnání vlastností při pokojové teplotě DIN ČSN R p0,2 [MPa]min. 325min. 200 R m [MPa] HB nekalenomax Tažnost [%]1740 Nárazová práce [J]2560 Tepelná vodivost [W/m.K]4715

13 DIN Ocel m á : -silný sklon ke zpev ň ov á n í za studena - zpevn ě n í vznik á p ř etvo ř en í m austenitu na deforma č n í martenzit, který zvý ší pevnost a sn í ž í ta ž nost -dobrou hou ž evnatost – KV = 60 J (n á razov á pr á ce) oproti KV = 25 J ČSN (C45E) -n í zkou tepelnou vodivost - 15 W/m.K oproti cca 30 W/m.K [4] pro feritick é a martenzitick é korozivzdorn é oceli a 47 W/m.K pro ocel Č SN

14 -proto ocel DIN , stejn ě jako celá skupina austenitických ocelí, pat ř í mezi obtí ž ně obrobitelné materiály -pro lepší obrobitelnost je do tavby přidávána síra -obsah síry u skupiny ocelí se zlepšenou obrobitelností se pohybuje v intervalu 0,015 až 0,030 % -vedle toho existují automatové austenitické oceli, kde je obsah síry zvýšen na 0,15 a ž 0,3 % -zvýšený obsah síry v oceli zp ů sobí lepší lámavost třísky, hladší povrch obrobku a menší opotřebení nástroje ALE … Austenitické oceli - obrobitelnost

15 ALE se zvyšujícím se obsahem síry (sulfidů) klesá odolnost proti korozi - proto je hodnota obsahu síry 0,3% MEZNÍ - odolnost nerezav ě jících ocelí proti korozi je závislá v první ř ad ě na chemickém slo ž ení Austenitické oceli - korozivzdornost

16 Vliv % S a % Cu na obrobitelnost [6] Slo ž ení vzork ů a nam ěř ený kroutící moment při vrtání konstantní posuvovou silou, vzorek č. 1 je nemodifikovaného slo ž ení

17 Vliv % S a % Cu na obrobitelnost [6] Absolutní obrobitelnost vyjád ř ená č asem ř ezu

18 Záv ě r modifikované vzorky 2 – 4 se zvýšeným hmotnostním procentem síry dosáhly lepší obrobitelnosti. Obrobitelnost je vyjád ř ena absolutn ě velikostí kroutícího momentu a č asem ř ezání p ř i konstantní posuvové síle. Vliv % S a % Cu na obrobitelnost [6]

19 Vliv % S a % Cu na korozivzdornost [6] vzorek č. 1 je nemodifikovaného slo ž ení

20 Vliv % S a % Cu na korozivzdornost [6] Výsledky testu korozní odolnosti (Strauss ů v test) a expozice vzorků ve vroucí 5% H2SO4

21 Vliv % S a % Cu na korozivzdornost [6] Závěr v méně agresivním prostředí (Strauss ů v test) je úbytek vzorku zanedbatelný pro méně agresivní prostředí je vhodné použít modifikovanou pro více agresivní prostředí je vhodnější použít nemodifikovanou ocel (se zvyšujícím se obsahem síry (sulfidů) klesá odolnost proti korozi)

22 Pokud jsou tyto oceli po tepelném zpracování nebo svařování pomalu ochlazovány, dochází v oblasti kritických teplot přibližně v rozmezí 500 až 800° C k vylučováni karbidů po hranících zrn. To způsobuje vznik mezikrystalové koroze v kyselém prostředí vlivem ochuzení zmíněných oblastí o chrom. Austenitické oceli – sva ř itelnost a korozivzdornost

23 Stárnutí austenitických ocelí v jaderném pr ů myslu [7, 8] Stárnutí oceli – k ř ehnutí hou ž evnatých ocelí, zp ů sobené zejména precipitací karbidu a nitridu ž eleza z p ř esyceného feritu K nejd ů le ž it ě jším p ř í č inám procesu stárnutí v jaderných elektrárnách pat ř í: -ozá ř ení -tepelné namáhání -mechanické namáhání -koroze, mechanické a abrazivní opotřebení -kombinace a vzájemné působení uvedených vlivů

24 Stárnutí austenitických ocelí v jaderném pr ů myslu [7, 8] Na oceli pou ž ívané v jaderné technice se kromě po ž adavk ů na pevnost a korozní vlastnosti kladou z jaderného hlediska ješt ě tyto základní po ž adavky: a/ nízké indukovaná aktivita b/ odolnost proti radia č nímu poškození

25 Stárnutí austenitických ocelí v jaderném pr ů myslu [7, 8] S nar ů stajícím v ě kem reaktoru se mohou objevit p ř í č iny poruch, které nebyly p ř edem p ř edvídány nebo byly dokonce vylu č ovány (nap ř íklad vznik trhliny v titanem stabilizované austenitické oceli v d ů sledku kombinace koroze a namáhání), co ž prohlubuje problém stárnutí.

26 Stárnutí austenitických ocelí v jaderném pr ů myslu [7, 8] – k ř ehnutí v d ů sledku dávek radioaktivního zá ř ení Integrální neutronový tok Ф [nm-2] (počet neutron ů, které projdou plochou 1 nm 2 za 1 sekundu) a Re, Rm, δ a ψ

27 Vlivem zá ř ení se zvyšuje z mechanických vlastnosti: zejména mez kluzu (Re), pevnost (Rm) a tvrdost, sou č asn ě klesá ta ž nost (δ), kontrakce (ψ), vrubová hou ž evnatost, tranzitní teplota vrubové hou ž evnatosti se posunuje k vyšším teplotám – materiál k ř ehne. oceli s krystalovou prostorov ě st ř ed ě nou m ř í ž kou jsou zna č n ě citliv ě jší k ú č ink ů m zá ř ení ne ž austenitické oceli s krychlovou m ř í ž kou plošn ě st ř ed ě nou. Stárnutí austenitických ocelí v jaderném průmyslu [7, 8] – k ř ehnutí v d ů sledku dávek radioaktivního zá ř ení

28 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Literatura [1] SKÁLOVÁ, J.: Fyzikálně metalurgický slovník. Plzeň 2001, ISBN [2] vscht.cz [5] [6] HLINIKOVSKÝ, M., CHMIEL, B., MÁDL, J., KOUTNÝ, V., ŠTROBL, R.: Legování austenitické nerezav ě jící oceli sírou a mědí. METAL 2005 [7] FROGGATT, A.: Bezpečnostní rizika jaderných reaktorů. Nuclear Power: Myth and Reality, No. 2, December 2005 [8] KOUTSKÝ, J.: Materiály jaderných zařízení. Plzeň 1986 VŠSE


Stáhnout ppt "Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Austenitické oceli KTO/EMO Cvi č ení 1."

Podobné prezentace


Reklamy Google