Precipitation of σ phase in superaustenitic stainless steel UHB 904L

Precipitación de la fase σ en el acero inoxidable superustenítico UHB 904L

El acero inoxidable superaustenítico UHB 904L con altas concentraciones de Mo se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren alta tenacidad y resistencia a la corrosión. Dadas ciertas historias térmicas, UHB 904L puede ser susceptible a la formación de fases intermetálicas potencialmente perjudiciales, como la fase σ (sigma). La formación de la fase σ se ve favorecida por altas concentraciones de Cr y Mo, mientras que elementos como el carbono, el níquel y el nitrógeno retardan su formación. Las muestras de UHB 904L se sometieron a recocido isotérmico en un intervalo de temperaturas comprendido entre 850 y 1 000 °C, durante 8 h cada una, seguido de enfriamiento con agua. Los análisis microestructurales realizados mediante microscopía óptica y electrónica mostraron que la fase σ se forma a temperaturas de hasta 1 000 °C. Las probetas de tracción se trataron en solución a 1 000 °C, 1 060 °C, 1 100 °C y 1 140 °C durante 0,5 h, seguido de enfriamiento con agua. Los ensayos de tracción se realizaron a temperatura ambiente.

INTRODUCCIÓN

La precipitación de la fase 𝜎 (sigma), que se observa a menudo en diversas series de aceros inoxidables austeníticos, es una de las principales razones del deterioro de las propiedades de los aceros inoxidables. La presencia de la fase 𝜎 no sólo afecta negativamente a las propiedades mecánicas del material, sino que también reduce su resistencia a la corrosión al eliminar el cromo y el molibdeno de la matriz austenítica [1,2]. El acero inoxidable superaustenítico UHB 904L tiene un alto contenido en Ni (25 % en peso de Ni) y, lo que es más importante, contiene una cantidad significativa de Mo (4 % en peso de Mo) además de un nivel de Cr (20 % en peso de Cr). Los niveles relativamente altos de Cr y Mo en el UHB 904L sugieren la posibilidad de rechazo de estos elementos a las regiones interdendríticas durante el proceso de solidificación. Cuando estas bandas contienen niveles suficientes de cromo y molibdeno, son susceptibles a la formación de la fase 𝜎. Así, la máxima susceptibilidad a la formación de la fase 𝜎 suele observarse cerca de la línea central de la placa [3,4]. La fase 𝜎 puede precipitarse durante procesos de alta temperatura como el laminado en caliente, la soldadura, la forja y el envejecimiento. El objetivo de este estudio es identificar la presencia de la fase 𝜎 que precipita en muestras de UHB 904L durante el recocido isotérmico y correlacionarla con el comportamiento a tracción.

EXPERIMENTAL

En el estudio se utilizaron probetas de acero inoxidable superustenítico UHB 904L. La composición química y la microestructura de este acero se presentan en la Tabla 1 y en la Figura 1, respectivamente.