Resumen

Desarrollo de una ecuación mejorada para una mayor precisión en el cálculo de la velocidad de fluencia estacionaria de aceros resistentes a la fluencia. Efecto de los componentes de tensión actuantes en la matriz de disyunción de partículas. Efecto del aumento del número de vacantes en la red de ferrita.

INTRODUCCIÓN

El objetivo de este artículo no es el análisis de la física del proceso de fluencia, el objetivo es presentar el concepto de fluencia estacionaria de un acero moderno resistente a la fluencia con una velocidad de fluencia gobernada por el componente de la tensión actuante en la matriz de ferrita entre partículas denominada matriz de disyunción de partículas (pdm). Dado que, en publicaciones anteriores, se citó un gran número de trabajos de muchos autores, sólo se citan dos básicos y la referencia con la nueva ecuación derivada.

La microestructura de los aceros resistentes a la fluencia consiste en granos de ferrita de tamaño 10-20 μm y nanopartículas de carburos y carbonitruros de elementos de aleación, principalmente vanadio, niobio y cromo. Las partículas precipitan a partir de una solución sobresaturada de carbono y nitrógeno en martensita. El tamaño de las partículas oscila entre 5 y 500 nm y depende de la temperatura y el tiempo de envejecimiento. Tras el envejecimiento, el número de partículas depende del contenido de elementos constitutivos en el acero y suele ser del orden de magnitud de 10¹¹ cm^-3 aproximadamente. La distribución de las partículas afecta en gran medida a la velocidad de fluencia. En las figuras 1 y 2, se muestran partículas en un acero X20 envejecido 24 h, rsp. 672 h a 800 oC. La velocidad de fluencia del espécimen de la figura 1 era <1 × 10^-8 y la del espécimen de la figura 2 ≈22 × 10^-8 s^-1, mientras que la diferencia del tamaño medio de las partículas era ≈10 %. La diferencia demuestra que la distribución de las partículas, especialmente los cordones de partículas, influyen mucho en la velocidad de fluencia. Por otro lado, la tasa de descomposición de los filamentos de partículas es muy alta. Por esta razón, sólo un tamaño medio pequeño de las partículas, una baja tasa de engrosamiento y una distribución uniforme garantizan una baja tasa de fluencia estacionaria (secundaria) y un funcionamiento duradero y estable de los tubos de acero en las centrales termoeléctricas que producen electricidad a partir de combustibles fósiles.

La fluencia secundaria (estacionaria) del acero se produce por el deslizamiento y ascenso de las dislocaciones móviles en la matriz de ferrita. Las partículas son poliedros y detienen el deslizamiento de la dislocación que continúa con el by-pass de las partículas con el ascenso de la dislocación móvil.

• Materias:Acero Nanopartículas Propiedades de fluencia Propiedades de la materia
• Subjects:Steel Nanoparticles Creep properties Properties of matter
• Palabras claves:Acero resistente a la fluencia; Nanopartículas de carburo; Matriz de dislocación de partículas; Vacantes de ferrita; Ecuación de fluencia
• Keywords:Creep resistant steel; Carbide nano-particles; Particle dislocation matrix; Ferrite vacancies; Creep equation