4. PROGRAM I PRZEBIEG BADAŃ SYMULACYJNYCH RÓŻNYCH OBSZARÓW SWC W STALI X10CrMoVNb 9.10 (P91) [8]

W badaniach użyto stopowej stali martenzytycznej w gatunku X10CrMoVNb 9.10 (P91), której skład chemiczny zamieszczono w tablicy 1.

Tablica 1. Skład chemiczny stali X10CrMoVNb 9.10 (P91)

Stal				Zawartość pierwiastka w [%]
	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Mo	V	Alrozp.	Nb
X10CrMoVNb 9.10	0,10	0,41	0,33	0,018	0,001	8,27	0,25	0,876	0,18	0,007	0,08
wg ASTM A335	0,08	0,30	0,20	max.	max.	8,00	max.	0,85	0,18	max.	0,06
	• • 0,12	• • 0,60	• • 0,50	0,015	0,010	• 9,50	0,40	• • 1,05	• • 0,25	0,04	• • 0,10

Ze względu na skład chemiczny stal P91 niezależnie od szybkości chłodzenia zawsze uzyskuje strukturę martenzytu i nie wykazuje takiej różnorodności struktur jak to wynika z rysunku 1. Nie mniej jednak w wyniku oddziaływania nakładających się cykli cieplnych spawania o różnych parametrach (różne wartości temperatur maksymalnych cykli oraz czasów stygnięcia ts/s) w obszarach SWC stali P91 zachodzą znaczące pod względem morfologii i własności zmiany struktury martenzytu.

Z badanej stali wykonano próbki przeznaczone do symulowania cykli cieplnych spawania. Próbki miały kształt, wymiary oraz karb typu Charpy V odpowiednie do badania udamości. Następnie przy użyciu symulatora cykli cieplno - odkształceniowych w próbkach zasymulowano obszary SWC o różnych strukturach i własnościach w warunkach oddziaływania wielokrotnych cykli cieplnych spawania. Schemat symulacji dla stali P91 zamieszczono w tablicy 2.

Tablica 2. Parametry symulowanych cykli cieplnych spawania w stali P91

Obszar SWC	Temperatura Tmax [°C] cyklu			Czas stygnięcia tg/5 [s]
Obszar SWC	1	2	3	6	24	60
CGHAZ	1250	«	-	X	X	X
FGHAZ	1250	950	-	X	X	X
ICCGHAZ	1250	860	-	X	X	X
SRCGHAZ	1250	750	-	X	X	X
Cykl odpuszczający	1250	790	550	X	X	X

gdzie: T,^ - temperatura maksymalna cyklu cieplnego, °C;

t8/5 - czas stygnięcia w zakresie temperatur pomiędzy 800 a 500°C, s;

CGHAZ - obszar SWC o strukturze gruboziarnistej; cykl pojedynczy;

FGHAZ - obszar SWC o strukturze drobnoziarnistej; T_max drugiego cyklu wyższa od temperatury Ac3;

ICCGHAZ - powtórnie nagrzany gruboziarnisty obszar SWC; Tmax drugiego cyklu mieści się w zakresie pomiędzy temperaturami Aci i Ac3;

SRCGHAZ - powtórnie nagrzany gruboziarnisty obszar SWC; Tmax drugiego cyklu niższa od temperatury Aci;

Cykl odpuszczający - cykl potrójny; Tma_X drugiego i trzeciego cyklu poniżej temperatury Aci.

Na próbkach z symulowanymi obszarami SWC przeprowadzono badania udamości w temperaturze otoczenia, badania metalograficzne mikroskopowe oraz pomiary twardości