Effect of carbides size and distribution on creep rate

Efecto del tamaño y la distribución de los carburos en la velocidad de fluencia

Uno de los constituyentes microestructurales más influyentes en los aceros resistentes a la fluencia son las partículas de carburo. Las partículas de carburo actúan como obstáculos para el movimiento de las dislocaciones, por lo que la velocidad de fluencia depende en gran medida de su tamaño y distribución. A las elevadas temperaturas a las que se exponen los aceros resistentes a la fluencia, la morfología de los carburos se ve alterada por el mecanismo de engrosamiento, deteriorando consecuentemente la resistencia a la fluencia de estos aceros. El objetivo de este trabajo es estudiar el papel del tamaño y la distribución de las partículas de carburo en la velocidad de fluencia. Se obtuvieron diferentes distribuciones y tamaños de carburos mediante diferentes condiciones de tratamiento térmico. El efecto de la diferente morfología de los carburos sobre la resistencia a la fluencia se evaluó mediante ensayos de fluencia con carga constante uniaxial.

INTRODUCCIÓN

Algunos de los componentes vitales de las centrales térmicas que soportan las cargas de servicio térmicas y mecánicas más elevadas se fabrican a partir de aceros ferríticos martensíticos templados con un 9 - 12 % de Cr [1-4]. El cromo es un importante elemento de aleación, promueve la ferrita, aumenta la resistencia a la corrosión y es un fuerte formador de carburos [5, 6].

Estos aceros ampliamente utilizados funcionan a temperaturas comprendidas entre 773 y 923 K (500 - 650 °C). Durante su vida útil, estos aceros están expuestos a cargas elevadas, altas temperaturas, ambientes corrosivos, choques térmicos, etc., condiciones que inducen la degradación de su microestructura, lo que a su vez limita su vida útil. Por lo tanto, es esencial una comprensión detallada de estos procesos y del papel de la microestructura [7-9].

La microestructura martensítica templada de estos aceros se obtiene por temple y posterior revenido en uno o dos pasos. Además de la composición química óptima, los parámetros del tratamiento térmico desempeñan un papel crucial en la obtención de una microestructura martensítica templada adecuada con partículas de carburo finamente dispersas [10].

Las partículas de carburo se comportan como obstáculos al movimiento de las dislocaciones, y la velocidad de fluencia depende en gran medida de su tamaño y distribución. En estudios previos se demostró que estos parámetros gobiernan la velocidad de movimiento de las dislocaciones, lo que afecta a la resistencia a la fluencia de estos aceros [11, 12].

A temperaturas elevadas, a las que están expuestos los aceros resistentes a la fluencia, los carburos se engrosan, [11-13] es decir, algunos de ellos crecen y otros se disuelven, deteriorando en consecuencia la resistencia a la fluencia del acero. El objetivo de este trabajo fue analizar el papel del tamaño y la distribución de las partículas de carburo en la resistencia a la fluencia de tres grados de aceros con 9-12% Cr. Con diferentes parámetros de tratamiento térmico, se obtuvieron diferentes distribuciones y tamaños de carburos.