Design av en ny generation 12 % kromstål

Startdatum 2010-10-11
Slutdatum Projektet är avslutat: 2016-01-31
Ångkraftverk svarar för 70 % av världens elproduktion, och för att minska CO2-utsläppen hos fossileldade kraftverk är det nödvändigt att öka ångtemperatur och tryck så mycket som möjligt. Detta fordrar ett material med tillräckligt motstånd mot krypning, oxidation, korrosion och utmattning vid 650°C. Dagens 9-12% kromstål uppvisar goda prestanda upp till 615°C. Den viktigaste härdningsmekanismen i dessa stål är utskiljningshärdning från fina MX-partiklar. Efter låg tids exponering vid hög temperatur drabbas dessa stål av en fasomvandling varvid grov och spröd Z-fas tillväxer på bekostnad av de fina MX-partiklarna. För att fördröja Z-fasens uppträdande är det nödvändigt med kompromisser i legeringssammansättningen såsom reducerad kromhalt och därmed försämrat korrosionsmotstånd. Vår nya lösning är att använda findispers Z-fas som ett termodynamiskt stabilt och effektivt bidrag till härdningen. Detta leder till en ny generation av 12% kromstål som har möjligheten att öka termiska verkningsgraden hos ångkraftverk från dagens genomsnitt på 38% till 50%. För att åstadkomma detta karakteriserar vi mikrostrukturen hos olika försökslegeringar med svepelektronmikroskopi, transmissionselektronmikroskopi och atomsondstomografi.
Publikationer
​Initial study on Z-phase strengthened 9-12% Cr steels by atom probe tomography
F Liu, H-O Andrén
In “Materials for Advanced Power Engineering 2010”, Eds. J Lecomte-Beckers, Q Contrepois, T Beck and B Kuhn, Schriften der Forschungszentrum Jülich GmbH (2010), Reihe Energitechnik, Part III pp 107-116

Microstructure of a Creep-Resistant 10 Pct Chromium Steel Containing 250 ppm Boron
A Golpayegani, F Liu, H Svensson, M Andersson, H-O Andrén

Metallurgical and Materials Transactions A, 42 (2011) 940-951
Effects of laser pulsing on analysis of steels by atom probe tomography
F Liu, H-O Andrén
Ultramicroscopy, 111 (2011) 633-641

Effect of Boron on Carbide Coarsening at 873 K (600°C) in 9 to 12 pct Chromium Steels
F Liu, D Fors, A Golpayegani, H-O Andrén, G Wahnström
​Metallurgical and Materials Transactions A, 43 (2012) 4053-4062​
​​KME (Consortium for Materials technology for thermal energy processes), VGB (Research Foundation of the Association of Large Power Plant Operators, Germany), STEM (Swedish National Energy Agency), Z-ultra (FP7, EU)
​​​​Siemens Industrial Turbomachinery, Finspång, Sweden; Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung, Freiburg, Germany; Saarschmiede GmbH Freiformschmiede, Völklingen, Germany; RWE Power AG, Essen, Germany; Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark; Institute of Physics of Materials, Brno, Czech Republic; E.O. Paton Electric Welding Institute, Kiev, Ukraine; Technical University of Georgia, Tbilisi, Georgia; Technical University of Graz, Graz, Austria; IPP-Centre Ltd, Kiev, Ukraine; Engineering Academy of Armenia, Yerevan, Armenia.​

Publicerad: on 19 feb 2014.