Estudio de las cinéticas de recuperación y termofluencia en aceros al Cr-Mo, sin y con deformación previa. - Bergant, Marcos (2008)
Ciertas uniones roscadas especiales requieren, durante su producción, la deformación en frío de los extremos de los tubos laminados, templados y revenidos, para la adecuada fabricación de las roscas. Durante esta operación de produce una deformación plástica localizada. Ésta introduce una alta densidad de dislocaciones en el material, mientras que la no homogeneidad en la deformación genera un estado de tensiones residuales en los extremos de los tubos. Debido a que estos fenómenos afectan las propiedades mecánicas y la resistencia del material a la fisuración bajo tensión en medio sulfhídrico durante el servicio, los extremos de los tubos deformados en frío son tratados térmicamente. Durante el proceso de recocido el material es calentado, activándose los fenómenos metalúrgicos de recuperación y termofluencia. Estos son los mecanismos operantes en la recuperación de la deformación y la relajación de las tensiones residuales, motivo por el cual el modelado de éstos constituye una herramienta importante para el diseño y optimización de los tratamientos térmicos a aplicar. El objetivo del presente trabajo se centró en el estudio teórico y experimental de las cinéticas de recuperación y termofluencia. En el desarrollo teórico se formuló un modelo metalúrgico capaz de predecir las cinéticas de recuperación y termofluencia. Por su lado, en la parte experimental se diseñaron y realizaron ensayos de recuperación y termoluencia, con la finalidad de ajustar y validar el modelo propuesto. En la literatura se han presentado modelos basados en la densidad de dislocaciones como parámetro microestructural que caracteriza la evolución de la estructura de dislocaciones durante los procesos de recuperación y termofluencia. Otros modelos, por su parte, han sido desarrollados considerando que la estructura de dislocaciones en un material puede representarse en forma similar a una red formada por segmentos de dislocaciones, con un espectro de longitudes. En estos modelos, el parámetro microestructural que gobierna la evolución de la estructura de dislocaciones es la distribución de longitudes de segmentos de dislocaciones. Siguiendo estas últimas ideas, se desarrolló un modelo metalúrgico capaz de predecir la evolución temporal de la distribución de longitudes de dislocaciones durante los procesos de recuperación y termofluencia. A partir de esta se derivan la densidad de dislocaciones y la velocidad de deformación por termofluencia, como funciones del tiempo. El modelo desarrollado cuenta con una serie de parámetros empíricos, cuyos valores se han determinado a través del ajuste y validación de datos experimentales obtenidos de los ensayos de recuperación y termofluencia, utilizando un acero al Cr-Mo templado y revenido. En el caso de los ensayos de recuperación, el material original fue deformado en frío hasta el 2,6 por ciento y el 7 por ciento. Por su lado, para los ensayos de termofluencia se utilizó el material sin deformación previa.