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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 11/2019

22.08.2019

Effect of Precipitation Control on Strength and Impact Toughness in Advanced Pressure Vessel Steel

verfasst von: Hyun Je Sung, Sung-Joon Kim

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 11/2019

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Abstract

This paper reports the effect of increase in vanadium (V) content on changes in precipitation reaction and on mechanical properties in SA1017 grade 23 steel (2.25Cr-1.5W-VNbTi) for application to pressure vessels in advanced nuclear reactors. Increase in V content prohibits formation of coarse M23C6 carbide and allows only fine MX carbo-nitrides precipitation in this steel during tempering. Calculation based on Ashby–Orowan equation suggests that increase in yield strength is mainly attributed to precipitation hardening of fine MX carbo-nitrides and it shows a good agreement with experimental results. Meanwhile, step-cooling heat treatment causing temper embrittlement decreases Charpy impact toughness of steels at sub-zero temperatures, but higher V-alloyed steel shows higher toughness. Because interfaces between MX carbo-nitrides and the matrix act as strong trap sites of segregating P, its segregation toward prior austenite grain boundaries is decreased. Therefore, alloy design of V content for SA1017 grade 23 improves strength without degradation of impact toughness and temper embrittlement.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R.L. Klueh, and A.T. Nelson: J. Nucl. Mater., 2007, vol. 371, pp. 37-52.CrossRef R.L. Klueh, and A.T. Nelson: J. Nucl. Mater., 2007, vol. 371, pp. 37-52.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat K. Aoto, P. Dufour, Y. Hongyi, J.P. Glatz, Y.I. Kim, Y. Ashurko, R. Hill, and N. Uto: Prog. Nucl. Energy, 2014, vol. 77, pp. 247-265.CrossRef K. Aoto, P. Dufour, Y. Hongyi, J.P. Glatz, Y.I. Kim, Y. Ashurko, R. Hill, and N. Uto: Prog. Nucl. Energy, 2014, vol. 77, pp. 247-265.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat R. Chhibber, H. Singh, N. Arora, and B.K. Dutta: Mater. Des., 2012, vol. 36, pp.258-274.CrossRef R. Chhibber, H. Singh, N. Arora, and B.K. Dutta: Mater. Des., 2012, vol. 36, pp.258-274.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat K.L. Murty, and I. Charit: J. Nucl. Mater., 2008, vol. 383, pp. 189-195.CrossRef K.L. Murty, and I. Charit: J. Nucl. Mater., 2008, vol. 383, pp. 189-195.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Z. Yang, Z. Liu, X. He, S. Qiao, and C. Xie: Sci. Rep., 2018, vol. 8, pp. 207-218.CrossRef Z. Yang, Z. Liu, X. He, S. Qiao, and C. Xie: Sci. Rep., 2018, vol. 8, pp. 207-218.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat T. Asayama, Y. Nagae, T. Wakai, K. Tsukimori, and M. Morishita: in Proc. ASME Symposium on Elevated Temperature Application of Materials for Fossil, Nuclear, and Petrochemical Industries, 2014, ETAM2014-1037. T. Asayama, Y. Nagae, T. Wakai, K. Tsukimori, and M. Morishita: in Proc. ASME Symposium on Elevated Temperature Application of Materials for Fossil, Nuclear, and Petrochemical Industries, 2014, ETAM2014-1037.
7.
8.
Zurück zum Zitat Y.B. Chun, S.H. Kang, S. Noh, T.K. Kim, D.W. Lee, S. Cho, and Y.H. Jeong: J. Nucl. Mater., 2014, vol. 455, pp.212-216.CrossRef Y.B. Chun, S.H. Kang, S. Noh, T.K. Kim, D.W. Lee, S. Cho, and Y.H. Jeong: J. Nucl. Mater., 2014, vol. 455, pp.212-216.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat H.J. Sung, N.H. Heo, and S.-J. Kim: Metall. Mater. Trans. A., 2017, vol. 48, pp.1459-1465.CrossRef H.J. Sung, N.H. Heo, and S.-J. Kim: Metall. Mater. Trans. A., 2017, vol. 48, pp.1459-1465.CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat M. Taneike, F. Abe, and K. Sawada: Nature, 2003, vol. 424, pp.294-296.CrossRef M. Taneike, F. Abe, and K. Sawada: Nature, 2003, vol. 424, pp.294-296.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat H.J. Sung, N.H. Heo, and S.-J. Kim: ISIJ Int., 2017, vol. 57, pp. 176-180.CrossRef H.J. Sung, N.H. Heo, and S.-J. Kim: ISIJ Int., 2017, vol. 57, pp. 176-180.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat S.G. Druce, G. Gage, and G. Jordan: Acta Metall., 1986, vol. 34, pp. 641-652.CrossRef S.G. Druce, G. Gage, and G. Jordan: Acta Metall., 1986, vol. 34, pp. 641-652.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat R. Xing, D. Yu, G, Xie, Z. Yang, X. Wang, and X. Chen: Mater. Sci. Eng. A, 2017, vol. 720, pp. 169-175.CrossRef R. Xing, D. Yu, G, Xie, Z. Yang, X. Wang, and X. Chen: Mater. Sci. Eng. A, 2017, vol. 720, pp. 169-175.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat H. Nakata, K. Fujii, K. Fukuya, R. Kasada, and A. Kimura: J. Nucl. Sci. Technol., 2006, vol. 43, pp. 785-793.CrossRef H. Nakata, K. Fujii, K. Fukuya, R. Kasada, and A. Kimura: J. Nucl. Sci. Technol., 2006, vol. 43, pp. 785-793.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y.L. Li, L.M. Fu, Y. Hu, H.Q. Zhang, J.B. Chen, and J.F. Li: Mater. Sci. Technol., 2012, vol. 28, pp. 879-885.CrossRef Y.L. Li, L.M. Fu, Y. Hu, H.Q. Zhang, J.B. Chen, and J.F. Li: Mater. Sci. Technol., 2012, vol. 28, pp. 879-885.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat G. Gupta, and G.S. Was: Metall. Mater. Trans. A, 2008, vol. 39, pp. 150-164.CrossRef G. Gupta, and G.S. Was: Metall. Mater. Trans. A, 2008, vol. 39, pp. 150-164.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat ASME Boiler & Pressure Vessel Code: Section II-Materials, Part A—Ferrous Material Specifications, American Society of Mechanical Engineers, 2013. ASME Boiler & Pressure Vessel Code: Section II-Materials, Part A—Ferrous Material Specifications, American Society of Mechanical Engineers, 2013.
19.
Zurück zum Zitat ASTM A542/A542M: Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Quenched-and-Tempered, Chromium-Molybdenum, and Chromium-Molybdenum-Vanadium, American Society for Testing and Materials, 2013. ASTM A542/A542M: Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Quenched-and-Tempered, Chromium-Molybdenum, and Chromium-Molybdenum-Vanadium, American Society for Testing and Materials, 2013.
20.
21.
Zurück zum Zitat M.Y. Wey, T. Sakuma, and T. Nishizawa: Trans. Jpn. Inst. Met., 1981, vol. 22, pp. 733-742.CrossRef M.Y. Wey, T. Sakuma, and T. Nishizawa: Trans. Jpn. Inst. Met., 1981, vol. 22, pp. 733-742.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat B. Kim, E. Boucard, T. Sourmail, D. SanMartín, N. Gey, and P.E.J. Rivera-Díaz-del-Castillo: Acta Mater., 2014, vol. 68, pp. 169–78.CrossRef B. Kim, E. Boucard, T. Sourmail, D. SanMartín, N. Gey, and P.E.J. Rivera-Díaz-del-Castillo: Acta Mater., 2014, vol. 68, pp. 169–78.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat A.D. Batte, and R.W.K. Honeycombe: Met. Sci., 1973, vol. 7, pp. 160-168.CrossRef A.D. Batte, and R.W.K. Honeycombe: Met. Sci., 1973, vol. 7, pp. 160-168.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat S. Morito, J. Nishikawa, and T. Maki: ISIJ Int., 2003, vol. 43, pp. 1475-1477.CrossRef S. Morito, J. Nishikawa, and T. Maki: ISIJ Int., 2003, vol. 43, pp. 1475-1477.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J. Pesicka, R. Kuzel, A. Dronhofer, and G. Eggeler: Acta Mater., 2003, vol. 51, pp. 4847-4862.CrossRef J. Pesicka, R. Kuzel, A. Dronhofer, and G. Eggeler: Acta Mater., 2003, vol. 51, pp. 4847-4862.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat D.V. Edmonds, and R.C. Cochrane: Metall. Trans. A, 1990, vol. 21, pp. 1527-1540.CrossRef D.V. Edmonds, and R.C. Cochrane: Metall. Trans. A, 1990, vol. 21, pp. 1527-1540.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S. Morito, H. Yoshida, T. Maki, and X. Huang: Mater. Sci. Eng. A, 2006, vol. 438, pp. 237-240.CrossRef S. Morito, H. Yoshida, T. Maki, and X. Huang: Mater. Sci. Eng. A, 2006, vol. 438, pp. 237-240.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J.W. Morris Jr., C. Kinney, K. Pytlewski, and Y. Adachi: Sci. Technol. Adv. Mat., 2013, vol.14, pp. 014208-014217.CrossRef J.W. Morris Jr., C. Kinney, K. Pytlewski, and Y. Adachi: Sci. Technol. Adv. Mat., 2013, vol.14, pp. 014208-014217.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat J.P. Naylor, and P.R. Krahe: Metall. Trans., 1974, vol. 5, pp. 1699-1701.CrossRef J.P. Naylor, and P.R. Krahe: Metall. Trans., 1974, vol. 5, pp. 1699-1701.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat D. Brandon, and W.D. Kaplan: Microstructural Characterization of Materials, John Wiley & Sons Ltd, Chippenham, England, 2008.CrossRef D. Brandon, and W.D. Kaplan: Microstructural Characterization of Materials, John Wiley & Sons Ltd, Chippenham, England, 2008.CrossRef
Metadaten
Titel
Effect of Precipitation Control on Strength and Impact Toughness in Advanced Pressure Vessel Steel
verfasst von
Hyun Je Sung
Sung-Joon Kim
Publikationsdatum
22.08.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 11/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-019-05416-5

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