Comportamiento en transformación y caracterización microestructural de aceros de alta temperatura para reactores nucleares avanzados. - Carrizo, Dense Alejandra (2012)
El objetivo del presente trabajo es estudiar la influencia de la velocidad de enfriamiento sobre las transformaciones de fase y la microestructura resultante en ciclos de enfriamiento continuo, para condiciones fijas de austenizado. El material bajo estudio es el acero ASTM A335 P91. El diagrama TEC (Transformación en Enfriamiento Continuo) de este material se ha establecido en la literatura previa [1], por lo que se conocen los campos de las fases principales. Se prepararon y analizaron ocho muestras austenizadas a 1050 grados C durante 30 minutos y luego enfriadas a distintas velocidades, entre 50 grados C/h y 300 grados C/h. Se agregaron además una muestra templada en agua y otra enfriada en aire luego de un austenizado en las mismas condiciones. La determinación y caracterización de fases se llevó a cabo mediante técnicas de Microscopías Óptica y Electrónica de Barrido, Difracción de Rayos X y Espectroscopía Mössbauer. Los principales resultados obtenidos se pueden resumir del siguiente modo: 1) Se determinó la velocidad crítica para la formación de martensita en el valor aproximado de 150 grados C/h, para las condiciones de austenizado ensayadas. 2) Se acotó un intervalo de velocidades, entre 50 y 100 grados C/h, dentro del cual se encuentra la velocidad crítica para la formación de ferrita. 3) Se determinó la presencia de austenita retenida en las muestras enfriadas a velocidades altas (hasta 115 grados C/h inclusive). 4) Se obtuvo la evolución de los parámetros de red de las fases presentes en cada muestra en función de las velocidades de enfriamiento. 5) Se implementó un procedimiento de ajuste para estimar porcentajes de fases mediante el refinamiento Rietveld, para las muestras que presentan una estructura mixta (martensita y ferrita). 6) Se determinó un intervalo de valores para la temperatura Ms entre 365 grados C y 415 grados C aproximadamente. 7) Se determinó la presencia de distintos entornos de Fe (caracterizados por distintos valores de parámetros hiperfinos) debidos a la concentración de aleantes. 8) Se estableció el rol decisivo de la técnica de Espectroscopia Mössbauer a la hora de determinar la presencia de carburos de tipo cementita aleada en todas las muestras. Finalmente se propuso una modificación en el diagrama TEC del material, considerando la austenita retenida en el dominio martensítico y parte del dominio mixto ferrítico-martensítico. [1] The T91/P91 Book, Vallourec and Mannesmann Tubes, 2nd. Edition (2002).