Effect of heat load on structural changes of selected corrosive resistant steels

Efecto de la carga térmica en los cambios estructurales de determinados aceros resistentes a la corrosión

Los aceros resistentes a la corrosión se utilizan para la fabricación de piezas expuestas a entornos corrosivos y también a cargas termomecánicas. Los moldes de acero en la industria de fabricación de vidrio con sus superficies funcionales expuestas simultáneamente a las cargas cíclicas termo-mecánicas combinadas por el vidrio líquido y los efectos corrosivos de los escapes agresivos de los quemadores de precalentamiento son buenos ejemplos. Este trabajo se centra en las propiedades estructurales y la estabilidad de los aceros seleccionados en estas exigentes condiciones. El experimento simuló condiciones de carga térmica. Se seleccionaron dos materiales experimentales resistentes a la corrosión y a las cargas térmicas con alta dureza: acero austenítico Dominial-ZF2 ESU, 1.2782 y aceros martensíticos Toolox 33 y 44 (equivalentes a los números W. 1.2311, 1.2312, 1.2738 y P20).

INTRODUCCIÓN

Los moldes y preformas para la fabricación de vidrio son piezas de construcción utilizadas en la fabricación de productos de vidrio. Su forma refleja la de un producto manufacturado y su superficie funcional está muy pulida. Sirven de base para prensar o mover el vidrio fundido en ciclos cortos. La gota de vidrio fundido caliente que cae sobre la superficie metálica se procesa mecánicamente y posteriormente se enfría rápidamente. En lo que respecta a la degradación prematura de las piezas de acero, los clientes estarán interesados no sólo en el comportamiento del material desde el punto de vista de las propiedades mecánicas, sino también de la estabilidad estructural [1-3].

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Con el fin de predecir los cambios estructurales en los materiales seleccionados, se realizó una simulación de las condiciones de carga térmica en barras de ensayo de tracción especialmente preparadas y sometidas a calentamiento cíclico. La rugosidad de la superficie de la región estrecha (central) de todas las muestras era idéntica, ya que la exposición a altas temperaturas dio lugar a la formación de una capa de óxido de grosor variable que cubría toda la superficie de la muestra. El calentamiento cíclico (a una temperatura de 1 000 °C) se llevó a cabo utilizando un dispositivo de soldadura especialmente modificado que permitía concentrar la temperatura en la sección transversal más pequeña de la muestra. Tras la carga térmica, las muestras se enfriaron rápidamente en agua corriente a una temperatura de 18 °C (durante 5 segundos). Todo el proceso se repitió 80 veces. Posteriormente, las varillas de prueba sometidas a ciclos se han roto utilizando una máquina de ensayos de tracción. La observación de la estabilidad estructural se llevó a cabo en secciones preparadas metalográficamente (en la sección transversal más pequeña) en una sección longitudinal perpendicular a la superficie de fractura.

Respuestas microestructurales de los materiales en las proximidades de la superficie de fractura