Analysis of crystallite size changes in a hematite and magnetite formed on steel used in the power idustry
Monika Gwoździk
Abstract
The paper presents results of studies on the crystallite sizes of oxide layer formed during a long-term operation on 10CrMo9-10 steel at an elevated temperature (T = 545° C, t = 200,000 h). This value was determined by a method based on analysis of the diffraction line profile, according to a Scherrer formula. The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the outer and inner site on the pipe outlet, at the fire and counter-fire wall of the tube. X-ray studies were carried out on the surface of a tube, then the layer’s surface was polished and the diffraction measurements repeated to reveal differences in the originated oxides layer.
Keywords:
10CrMo9-10 steel, hematite, magnetite, X-ray diffraction, crystallite sizesReferences
BISCHOFF J., MOTTA A.T., EICHFELD C., COMSTOCK R.J., CAO G., ALLEN T.R. 2013. Corrosion of ferritic-martensitic steels in steam and supercritical water. Journal of Nuclear Materials, 441: 604–611.
BRAMOWICZ M., KULESZA S., MROZEK G. 2014. Changes in magnetic domain structure of maraging steel studied by magnetic force microscopy. Technical Sciences, 17(4): 371–379.
CHEN Y., SRIDHARAN K., ALLEN T.R., UKAI S. 2006. Mictrostructural examination of oxide layers formed on an oxide dispersion strengthened ferritic steel exposed to supercritical water. Journal of Nuclear Materials, 359: 50–58.
CULLITY B.D. 1964. Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich. PWN, Warszawa.
EN 10028-2 Flat products made of steels for pressure purposes. Part 2. Non-alloy and alloy steels with specified elevated temperature properties.
GWOŹDZIK M., NITKIEWICZ Z. 2014. Studies on the adhesion of oxide layer formed on X10CrMoVNb9-1 steel. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 14: 335–341.
GWOŹDZIK M. 2016a. Structure studies of porous oxide layers formed on 13CrMo4-5 steels long-term operated in the power industry. Technical Sciences, 19(3): 257–266.
GWOŹDZIK M. 2016b. The defects of oxide layers formed on 10CrMo9-10 steel operated for 200,000 hours at an elevated temperature. Archives of Metallurgy and Materials, 2B(61): 987–992.
GWOŹDZIK M. 2016c. Analysis of Crystallite Size Changes in an Oxide Layer Formed on Steel Used in the Power Industry. Acta Physica Polonica A, 4(130): 935–938.
LABISZ K., KRUPIŃSKI M., PAWLYTA M., MATUS K., KREMZER M., DOPIERALA K. 2016. High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition. Acta Physica Polonica A, 130(4): 823–826.
LABISZ K., TAŃSKI T., KREMZER M., JANICKI D. 2017. Effect of laser alloying on heat-treated light alloys. International Journal of Materials Research, 108(2): 126–132.
SZAFARSKA M., IWASZKO J. 2012. Laser remelting treatment of plasma-sprayed Cr2O3 oxide coatings. Archives of Metallurgy and Materials, 57(1): 215–221.
SÁCHEZ L., HIERRO M.P., PÉREZ F.J. 2009. Effect of chromium content on the oxidation behaviour of ferritic steels for applications in steam atmospheres at high temperatures. Oxidation of Metals, 71: 173–186.
ŚLIWA A., GAWRON P. 2010. Wpływ warunków chemicznych pracy bloków energetycznych na możliwość przedłużania ich eksploatacji powyżej 300000 godzin. XII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe: „Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Modernizacje urządzeń energetycznych w celu przedłużenia ich eksploatacji powyżej 300000 godzin”, Wisła, p. 23–28.
TRZESZCZYŃSKI J. 2011. System diagnostyczny zapewniający bezpieczną pracę bloków 200MW eksploatowanych powyżej 300000 godzin. XIII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe: „Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni”, Katowice, p. 87–90.
BRAMOWICZ M., KULESZA S., MROZEK G. 2014. Changes in magnetic domain structure of maraging steel studied by magnetic force microscopy. Technical Sciences, 17(4): 371–379.
CHEN Y., SRIDHARAN K., ALLEN T.R., UKAI S. 2006. Mictrostructural examination of oxide layers formed on an oxide dispersion strengthened ferritic steel exposed to supercritical water. Journal of Nuclear Materials, 359: 50–58.
CULLITY B.D. 1964. Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich. PWN, Warszawa.
EN 10028-2 Flat products made of steels for pressure purposes. Part 2. Non-alloy and alloy steels with specified elevated temperature properties.
GWOŹDZIK M., NITKIEWICZ Z. 2014. Studies on the adhesion of oxide layer formed on X10CrMoVNb9-1 steel. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 14: 335–341.
GWOŹDZIK M. 2016a. Structure studies of porous oxide layers formed on 13CrMo4-5 steels long-term operated in the power industry. Technical Sciences, 19(3): 257–266.
GWOŹDZIK M. 2016b. The defects of oxide layers formed on 10CrMo9-10 steel operated for 200,000 hours at an elevated temperature. Archives of Metallurgy and Materials, 2B(61): 987–992.
GWOŹDZIK M. 2016c. Analysis of Crystallite Size Changes in an Oxide Layer Formed on Steel Used in the Power Industry. Acta Physica Polonica A, 4(130): 935–938.
LABISZ K., KRUPIŃSKI M., PAWLYTA M., MATUS K., KREMZER M., DOPIERALA K. 2016. High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition. Acta Physica Polonica A, 130(4): 823–826.
LABISZ K., TAŃSKI T., KREMZER M., JANICKI D. 2017. Effect of laser alloying on heat-treated light alloys. International Journal of Materials Research, 108(2): 126–132.
SZAFARSKA M., IWASZKO J. 2012. Laser remelting treatment of plasma-sprayed Cr2O3 oxide coatings. Archives of Metallurgy and Materials, 57(1): 215–221.
SÁCHEZ L., HIERRO M.P., PÉREZ F.J. 2009. Effect of chromium content on the oxidation behaviour of ferritic steels for applications in steam atmospheres at high temperatures. Oxidation of Metals, 71: 173–186.
ŚLIWA A., GAWRON P. 2010. Wpływ warunków chemicznych pracy bloków energetycznych na możliwość przedłużania ich eksploatacji powyżej 300000 godzin. XII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe: „Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Modernizacje urządzeń energetycznych w celu przedłużenia ich eksploatacji powyżej 300000 godzin”, Wisła, p. 23–28.
TRZESZCZYŃSKI J. 2011. System diagnostyczny zapewniający bezpieczną pracę bloków 200MW eksploatowanych powyżej 300000 godzin. XIII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe: „Diagnostyka i remonty urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni”, Katowice, p. 87–90.
Gwoździk, M. (2017). Analysis of crystallite size changes in a hematite and magnetite formed on steel used in the power idustry. Technical Sciences, 21(1), 65–73. https://doi.org/10.31648/ts.2717
Monika Gwoździk
