Charpy notch toughness and hardness of reheated martensite and lower bainite

Tenacidad a la ruptura Charpy y dureza de martensita recalentada y bainita inferior

Un acero V-Nb de alta resistencia y baja peligrosidad (HSLA) se resistirá térmicamente hasta martensita y bainita inferior con diferentes tamaños de grano, se recalentó 3 segundos a 750 °C y se enfrió con aire. Se realizaron ensayos de entalla Charpy de -100 °C a 60 °C y se evaluó la dureza a temperatura ambiente. Para el acero suministrado y la bainita inferior, la tenacidad de la plataforma superior era superior a 200 J y la temperatura de transición baja, mientras que para la martensita el umbral de tenacidad de la plataforma superior era aproximadamente 0 °C. Después del recalentamiento, la tenacidad de la entalladura era superior a 200 J y la temperatura de transición baja. Tras el recalentamiento, la tenacidad de entalla tendrá moderadamente para la martensita y dura para la bainita inferior. Independientemente del tamaño de grano, la bainita inferior era más propensa que la martensita a la fragilización tras un recalentamiento corto en el intervalo (α + β). En el caso de la martensita, el cambio de la tenacidad de entalla no estaba relacionado con el cambio de dureza, ya que al disminuir la dureza, también disminuía la tenacidad.

INTRODUCCIÓN

La resistencia a la fragilización por hidrógeno es de esencial importancia para los aceros destinados a recipientes de almacenamiento de hidrocarburos y depende del efecto del hidrógeno absorbido sobre la ductilidad del acero.

Los ensayos API han demostrado para los aceros HSLA de 490 MPa de límite elástico con la microestructura de partículas de ferrita y cementita una reducción de área mucho mayor que para el acero de 350 MPa con la microestructura de ferrita poligonal y perlita [1,2]. Mediante ensayos rutinarios realizados durante la construcción de una vasija de 60.000 m³, se comprobó que, con el mismo procedimiento de soldadura, la tenacidad Charpy era menor para las placas de 15 mm que para las de 25 mm del mismo acero HSLA. Se supuso que las diferencias estaban relacionadas con la propensión de los constituyentes de la zona afectada por el calor (ZAC) a la fragilización por recalentamiento corto en el rango de dos fases (ferrita+austenita) para el acero que produce zonas frágiles locales en la ZAC de las soldaduras [3-15].

Pruebas de simulación anteriores han demostrado [3] que la sensibilidad a la fragilización tras el recalentamiento era diferente para un acero microaleado que para un acero convencional. Como se muestra en las figuras 1 y 2, tras el enfriamiento desde 1300 ºC, la tenacidad Charpy fue ligeramente inferior para el acero ^.0562 con un límite elástico de 350 MPa que para el acero microaleado Niomol 490 K con un límite elástico de 490 MPa, mientras que, tras el recalentamiento, la tenacidad fue ligeramente inferior para este acero. El diferente comportamiento de ambos aceros se confirmó con ensayos Charpy en HAZ de soldaduras de chapas de 20 mm [3]. El objetivo de este trabajo era comprobar estos hallazgos con ensayos más sistemáticos y verificar si la propensión a la fragilización estaba relacionada con la diferencia de los aceros en composición química o con los constituyentes de la microestructura obtenida con el enfriamiento desde alta temperatura. Se investigaron la martensita y la bainita inferior en el acero microaleado Niomol 490 K porque se suponía que eran más sensibles a la fragilización por recalentamiento que otros constituyentes de la ZAT de las soldaduras. Para la comparación, se utilizó el acero con la microestructura suministrada.