Creep properties of microalloyed steels

Propiedades de fluencia de los aceros microaleados

El artículo analiza las propiedades de los aceros microaleados de calidad S315 MC y S460 MC y del acero al carbono de resistencia al calor de calidad St.45.8 a temperaturas más elevadas en condiciones de fluencia. Los valores más altos de resistencia a la rotura por tensión de los aceros microaleados en condiciones de fluencia (400 - 500 °C), que son comparables a la resistencia a la rotura por tensión de los aceros de baja aleación, son principalmente el resultado del endurecimiento por precipitación.

INTRODUCCIÓN

El aumento significativo de las propiedades de resistencia de los aceros de consumo comercial trae consigo la producción de aceros microaleados. El aumento de las propiedades de resistencia de los aceros al carbono tradicionales sólo era posible mediante el siguiente aumento del contenido de carbono o manganeso en el acero, lo que provocaba una disminución expresiva de la fractura frágil y de las propiedades tecnológicas (soldabilidad, flexibilidad). La aleación de aceros con bajo contenido en carbono, principalmente por el Nb, V, Ti (hasta 0,15%) u otros elementos en combinación con el procesamiento termomecánico, permite obtener para los aceros microaleados especialmente por los granos y el endurecimiento por precipitación los altos valores de límite elástico (hasta 600 MPa), mientras que las propiedades mecánicas y tecnológicas son las mismas o incluso mejores [1-3].

La temperatura, como factor externo, tiene una influencia significativa en las propiedades del acero y en su comportamiento durante el servicio. En general, con el aumento de la temperatura disminuyen las propiedades de resistencia del acero y, a largo plazo, se produce la fluencia de los materiales [4-5]. Todos estos cambios dependen, además de la temperatura y el tiempo, de la estructura del acero. El aumento de las propiedades de fluencia de los aceros al carbono resistentes al calor mediante el aumento del contenido de carbono resulta ser de baja eficacia. Por lo tanto, deben utilizarse aceros de baja aleación (Mo, Mo-Cr) para las temperaturas de explotación más elevadas (400 - 430 °C). Las fuentes bibliográficas [6-8] señalan que es posible utilizar los aceros microaleados también como los aceros de resistencia al calor, debido principalmente a la presencia de precipitados en la matriz de ferrita de estos aceros.

El objetivo principal de este trabajo es analizar el comportamiento de los nuevos aceros microaleados laminados en caliente de calidad S y MC en condiciones de fluencia. Los aceros analizados tienen un bajo contenido de Si, C y elementos menores y son adecuados para la conformación en frío [9]. Estos aceros tienen también una alta resistencia a la fatiga y a la fractura frágil y una excelente soldabilidad.

PROGRAMA EXPERIMENTAL

El programa experimental se ha realizado sobre probetas mecanizadas a partir de chapas de acero microaleado laminadas en caliente, de 8 mm de espesor y 1400 mm de ancho, de calidad S315 MC y S460 MC y sobre probetas obtenidas a partir de tubo de resistencia térmica al carbono de calidad St.45.8. La composición química de los aceros ensayados figura en la tabla 1.