Técnicas de Microscopía Electrónica aplicadas a Aceros Termoresistentes

el .


Los  aceros termoresistentes presentan una microestructura en estado de colada compuesta por una matriz austenitica y cadenas de carburos primario. Se sabe que estos tienden a disolverse y formar carburos finamente dispersos dentro de la matriz durante su servicio, por lo cual hay cambios en sus propiedades mecánicas y para predecir o estimar dichos cambios se requiere la aplicación de diversas técnicas de estudio.

Continuamente se están desarrollando técnicas y métodos para el estudio de este tipo de aceros, con el objetivo de optimizar su funcionamiento y garantizar el mayor rendimiento en condiciones de trabajo. Una de las técnicas de uso común para el estudio de los aceros termoresistentes es la microscopia electrónica de barrrido (MEB), la cual permite la observación y caracterización de materiales, entregando información composicional y morfológica de las fases del material analizado.

Es conocido que los aceros  resistentes al calor contienen altas cantidades de cromo y níquel, los cuales han sido desarrollados para suministrar resistencia a la corrosión y estabilidad de la fase de austenita requerida para las aplicaciones de alta temperatura. Entre estas aleaciones, los aceros resistentes al calor son fundamentalmente los aceros austeníticos resistentes al calor Fe – 25Cr – 35Ni modificados con niobio para formar los carburos NbC para la estabilidad de los precipitados en condiciones de servicio a alta temperatura.

Todas las reacciones dentro de los hornos son fuertemente endotérmicas, y son estimuladas por el aumento de temperatura, por tal razón una temperatura de servicio muy alta, afecta  la estabilidad del material primario  y forma otras partículas de segunda fase, que determina la resistencia a la fluencia a largo plazo y la vida útil máxima de estos componentes tensionados.

 Se han realizado estudios sobre estos aceros, en el cual el uso de la MEB ha sido vital, en el año 2016 Attarian M y colaboradores, realizaron un análisis de fallas del tubo de horno de reformador primario soldado de HPNb de acero aleado resistente al calor. Los estudios macroscópicos revelaron que la falla había ocurrido debido a la fisuras extensas iniciadas y desarrolladas desde la zona afectada por el calor, adyacente a la soldadura de raíz, los resultados de la microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de dispersión de energía, el análisis (EDS) y los cálculos de la tasa de crecimiento de la grieta indicaron que la tasa de propagación de la grieta fue controlado por el sobrecalentamiento y la tensión térmica secundaria debido a las paradas repentinas. . Por otra parte, la ductilidad en la punta de la grieta se había reducido debido a la absorción de nitrógeno a alta  temperatura, que favoreció la tasa de crecimiento de grietas.

En otro estudio realizado en el IIMM en el año 2018, basado en la prueba de las Barras de Parrilla (Barrotes), el cual tuvo como finalidad evaluar las características del barrote en estado de colada y en la comparación de dos barrotes después de ser expuesto a servicio con 750.000 toneladas producidas, uno sin daños aparentes y otro con un nivel de falla severo. Para el cual la aplicación de la MEB fue esencial en la etapa de caracterización y evaluación, lograndose determinar por medio de ésta técnica que el barrote en estado de colada presenta una matriz austenitica-ferritica; sin presencia de fase sigma, ni microporos o microcavidades, por su parte el barrote sin falla aparente presenta una alta densidad de fase sigma la cual genera una fragilización significativa en el material y es indicio de falla inminente en el barrote, mientras que el barrote con falla severa presenta una fragmentación y parcial disolución de los carburos primarios, alto grado de coalescencia de poros con signos de decohesión entre las fases de la matriz y los carburos primarios, oxidación interna y decarburación en la estructura del material, fenómenos que ocurren a elevadas temperaturas en atmosfera oxidante. En la figura 1 puede observar resultados de la imagen  obtenida en el equipo de microscopia electrónica mediante el detector de energía dispersiva.

Figura 1. Microestructura Correspondiente al Barrote en Estado de Colada.

 

Referencias.
 
A Ortiz, Estudio de la precipitación en un acero HK40, tesis de Maestría, ESIQIE IPN, 2014, 30 – 33.

Ipohorski M., Bozzano P.B., & Versaci R.A. (2018) Microscopía Electrónica de Barrido. UNSAM-CNEA, 78, 08.

E. Díaz, G. Basanta, & J. Garcia. (2018.). prueba de Barras de Parrilla (Barrotes). Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales, SIDOR, 01, 02.

 

Neivis Pérez /Ervis Díaz, Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales/SIDOR, Puerto Ordaz. Venezuela.
Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla./ Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.

Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro
Todos los Derechos Reservados ©2009 - Sidor C.A. / RIF: G200106263
  ¡Este sitio es versión HTML5 válido! ¡Este sitio es CSS versión 3 válido!