Vývoj nového typu chromové modifikované oceli

Dr. Ing. Zdeněk Kuboň¹; Ing. Miroslav Liška, CSc.¹; Ing. Vladislav Kurka, Ph.D.¹

V článku je nastíněn postup vývoje a ověřování vlastností včetně dlouhodobé creepové pevnosti nového typu žárupevné oceli patřící do skupiny modifikovaných chromových ocelí, jejíž cílovou materiálovou charakteristikou je hodnota meze pevnosti při tečení při teplotě 650 °C ve výši 150 MPa a která nalezne uplatnění v tlakovém systému nově budovaných energetických kotlů velkých výkonů, tzv. ultra-superkritických kotlů (USC). Vývoj této oceli byl zahájen v rámci projektu CRESTA, kde se na základě poznatků o nepříznivém vlivu přítomnosti Z- fáze na bázi Cr(Nb, V)N na dlouhodobou creepovou odolnost modifikovaných chromových ocelí, vyčlenily dva směry úpravy chemického složení s cílem získat buď ocel zcela bez Z-fáze, nebo ocel s modifikovaným složením Z-fáze na bázi tantalu, který nahradí niob. Byla vyrobena experimentální tavba oceli bez Z-fáze (Nb-free) a komplexně analyzovány její vlastnosti i struktura včetně dlouhodobých creepových zkoušek. Rovněž byl vyvinut přídavný svařovací materiál a postupy svařování. V článku jsou uvedeny výsledky creepových zkoušek základního materiálu trubky, prováděných při teplotě 600, 650 a 700 °C, a homogenního svarového spoje na tlustostěnné trubce při teplotě 600 a 650 °C, a to vše spolu s metalografickou analýzou creepového poškození v místě lomu, ke kterému došlo v jemnozrnné oblasti tepelně ovlivněné zóny (tzv. lom IV. typu). Dále článek uvádí výsledky proměření mikrotvrdosti přes svarový spoj v oblasti poškození. Na základě porovnání creepové pevnosti základního materiálu a svarového spoje byl stanoven redukční koeficient pevnosti svarového spoje (SRF faktor) ve výši 0,57, což je méně než pro oceli P 91 i P 92, u nichž tento parametr dosahuje hodnot nad 0,60. Na nadějné výsledky, které byly v rámci projektu CRESTA získány, navazuje v současné době (2014–2018) pokračovací projekt New Creep Resistant Stable Steel for USC Power Plant (CRESTA 2) financovaný evropským fondem Research Fund for Coal and Steel (RFCS).

MATERIAL & METALLURGICAL RESEARCH Ltd., Pohraniční 693/31, 703 00 Ostrava-Vítkovice, Czech Republic