Przedstawiona rozprawa doktorska ma na celu wskazanie czynników wpływających na jakość odlewanych odśrodkowo rur reformingowych oraz analizę związków występujących pomiędzy szybkością utleniania a makro- i mikrostrukturą. Aby zrealizować założone cele i udowodnić postawione tezy pracy, materiał badawczy w formie tulei odlewanych odśrodkowo, poddany został szerokim badaniom makro-i mikrostrukturalnym (badania przy użyciu mikroskopii świetlnej, skaningowej i transmisyjnej wraz z rentgenowską analizą fazową oraz rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej). Wykorzystując metody rentgenowskie przeprowadzono analizę składu fazowego badanych staliw. Dodatkowo posłużono się metodami stereologicznymi w celu określenia wielkości ziaren i udziału objętościowego węglików. W celu oceny odporności na korozję wysokotemperaturową przeprowadzono badania kinetyki utleniania oraz badania zgorzelin powstałych na stopach. Ocena zgorzeliny obejmowała badania skaningowe, test przyczepności, badania chropowatości i topografii powierzchni oraz analizę fazową przy zastosowaniu dyfrakcji w geometrii Bragg-Brentano i stałego kąta padania.
Istotnym wynikiem badań było wykazanie, że oprócz węglików niobu typu NbC w strukturach stopów zidentyfikowano węgliki typu Nb2C. Dodatkowo w materiałach modyfikowanych Ti i Zr odnotowano obecność złożonych węglików typu (Ti, Zr, Nb)C. Stwierdzono, że cer występujący w staliwach odlewanych odśrodkowo lokuje się przede wszystkim w strefie kryształów równoosiowych a nie ziaren słupkowych oraz nie jest związany w fazę tlenkową.
Przeprowadzone badania kinetyki utleniania nie ujawniły wyraźnego wpływu modyfikacji na wartości parabolicznych stałych szybkości utleniania staliwa. Stwierdzono jednak, że wraz ze wzrostem temperatury w zgorzelinie pojawiają się nieciągłości i odpryski. Odnotowano ponadto, że wprowadzone mikrododatki wpływają na przyczepność zgorzeliny do podłoża podczas utleniania w temperaturze wynoszącej 1093K.
The role of microadditives in heat resistance improvement of the centrifugally cast steel
The aim of the submitted doctor's thesis was to indicate the factors that can affect the quality of the centrifugally cast reforming tubes and to examine the relationships that are believed to exist between the oxidation rate and macro/microstructure. To achieve these goals and prove the theses of the study, the research materials, i.e. the centrifugally cast tubes, were subjected to extensive macro- and microstructural examinations (optical, scanning and transmission microscopes combined with X-ray absorption spectroscopy). Using X-ray techniques, the phase composition of the investigated cast steels was examined. Additionally, stereological methods were used to determine the grain size and volume fraction of carbides. To evaluate the corrosion resistance behaviour at high temperatures, the kinetics of oxidation was measured, and the scale formed on alloys was examined. The investigations of the scale included scanning analysis, testing of adherence, measurements of roughness and surface topography as well as phase analysis by Bragg-Brentano geometry diffraction with constant angle of incidence.
An important output of the investigations was proving that, besides
niobium carbides of the NbC type, the presence of the Nb2C type carbides was also
identified in the alloy structure. Additionally, in alloys modified with Ti and Zr, the presence of complex carbides of the (Ti, Zr, Nb)C type was reported. In centrifugal steel castings, cerium was observed to be located within the area of equiaxial crystals rather than within the area of columnar grains, and it was not related to the oxide phase. The conducted investigations of the oxidation kinetics were not capable of proving any distinct effect of modification on the values of the parabolic constant rates of the cast steel oxidation. It has been proved, however, that with increasing temperature some discontinuities and spallings start appearing in the scale. Moreover, it has been reported that the introduced microadditives affect the adherence to the substrate of the scale formed on alloy during oxidizing at a temperature of 1093K.
