Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
Struktura i właściwości powłok ze stopów Inconel 625 i 686 napawanych metodą CMT na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych — Structure and properties of Inconel 625 and 686 weld overlays deposited onto boiler pipes and membrane walls by the CMT technique / Jan KUSIŃSKI, Marek BLICHARSKI, Łukasz CIENIEK, Stanisław DYMEK, Magdalena ROZMUS-GÓRNIKOWSKA, Monika SOLECKA, Katarzyna FARYJ // Inżynieria Materiałowa ; ISSN 0208-6247. — 2015 — R. 36 nr 6, s. 363–367. — Bibliogr. s. 367
Autorzy (7)
Słowa kluczowe
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 95225 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2016-01-12 |
| DOI | 10.15199/28.2015.6.2 |
| Rok publikacji | 2015 |
| Typ publikacji | artykuł w czasopiśmie |
| Otwarty dostęp |  |
| Czasopismo/seria | IM Inżynieria Materiałowa = Materials Engineering |
Streszczenie
W artykule zaprezentowano wyniki kompleksowych badań mikrostruktury, składu chemicznego, właściwości mechanicznych oraz odporności korozyjnej dotyczących powłok ze stopów Inconel 625 oraz 686 napawanych na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych przeznaczonych do spalania odpadów. Ściany szczelne i rury kotłów wykonane ze stali 16Mo3 zostały napawane metodą CMT (Cold Metal Transfer — przenoszenie zimnego metalu) w SEFAKO S.A. Grubość napawanych powłok wynosiła średnio ok. 2,5 mm, a strefy wpływu ciepła w rurach ok. 0,6 mm. Badania mikroskopowe prowadzono z wykorzystaniem: mikroskopii świetlnej i elektronowej (skaningowej i transmisyjnej), rentgenowskiej analizy fazowej i mikroanalizy składu chemicznego techniką EDS. Badano zmiany składu chemicznego na przekroju powłok oraz segregację dendrytyczną pierwiastków. Ponadto badano wytrzymałość napawanych rur i ścian szczelnych oraz zmiany twardości na granicy wtopienia i w strefie wpływu ciepła oraz na grubości powłoki. Próby wytrzymałościowe wykazały, że rury i ściany szczelne napawane stopami Inconel 625 oraz 686 wykazują dużą wytrzymałość oraz plastyczność. Mikroanaliza zawartości żelaza w powłokach ze stopów Inconel 625 oraz 686 pokazała, że jego koncentracja szybko zmniejsza się do poziomu poniżej 5% mas. w odległości ok. 30 μm od linii wtopienia, a niski poziom zawartości Fe (poniżej 3% mas.) utrzymuje się również w strefie przypowierzchniowej powłoki. Badania wykazały, że w wyniku mikrosegregacji zachodzącej w trakcie krzepnięcia napawanych powłok rdzenie dendrytów są bogatsze w Ni, Fe i Cr, natomiast obszary międzydendrytyczne w Mo oraz Nb (w przypadku stopu 625). Wykazano, że W w powłokach ze stopu 686 segreguje w znacznie mniejszym stopniu niż Nb w powłokach z Inconelu 625. Analiza mikrostruktury z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej wskazuje na znacznie mniejszą niejednorodność powłok ze stopu Inconel 686 w porównaniu z powłokami ze stopu Inconel 625. co w przypadku Inconel 686 skutkowało większą odpornością na korozję wysokotemperaturową w popiołach ze spalarni odpadów niż Inconelu 625.
Abstract
In the paper results of complex microstructural, microchemical, mechanical and corrosion resistance investigations of Inconel 625 and 686 weld overlays deposited onto boiler pipes and membrane walls, which are used within boilers for waste incineration, are described. The membrane walls and boiler pipes (made of 16Mo3 steel) were weld overlaid in the SEFAKO S.A. using CMT (Cold Metal Transfer) technique. The average thickness of weld deposited coatings was about 2.5 mm, while thickness of the heat affected zone in pipes about 0.6 mm. The microstructure and chemical composition of the deposited coatings were analyzed using light, scanning and transmission electron microscopes connected to an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) apparatus. The chemical composition variations in the content of Ni, Fe, Cr, Mo and Nb in the direction perpendicular to the coatings surface and dendritic microsegregation were examined. Moreover, mechanical properties were determined using tensile test samples made of overlaid pipes and membrane walls. Examinations showed a high strength and plasticity of the Inconel 625 and 686 weld overlaid boiler pips and membrane walls. EDS Microprobe measurements of the Inconel 625 and 686 weld overlays showed the Fe content rapidly decreasing in the direction from the Fe-rich substrate towards the coating to the level of 5 wt % within 30 μm, and near the coating surface the Fe content reaches level of only about 3%. Research showed that due to microsegregation that occurs during the process of solidification of the Inconel 625 weld overlays, the cores of the dendrites are richer in Ni, Fe and Cr, while the areas between dendrite arms, the so-called interdendritic regions, are richer in Mo and Nb. It was shown that W in 686 alloy segregates much less than Nb in Inconel 625 coatings. Microstructural analysis of the deposited coatings showed that the Inconel 686 weld overlays exhibit a higher level of structural homogeneity when compared to the Inconel 625, which results in a better corrosion resistance of the Inconel 686 weld overlays when tested at 650°C in the corrosive ash environment during incineration of waste.
