Estudio de la transformación isotérmica austenita → ferrita en un acero 9Cr grado 92 candidato para la fabricación de componentes estructurales de reactores cuarta generación. - Hintze Cesaro, Alejandro (Instituto Sabato, 2017)
En este trabajo se estudió la cinética de descomposición isotérmica de la austenita y se caracterizó detalladamente la microestructura resultante para un acero ASTM A335 grado 92 (9CrMoWVNNb). En particular, el diagrama Tiempo-Temperatura-Transformación (TTT) de dicho acero fue obtenido a partir de un austenizado a 1050 ºC. Los ciclos de transformación isotérmica fueron llevados a cabo en un dilatómetro de alta resolución entre las temperaturas 625 y 750 ºC tomando intervalos de 25 ºC. En acuerdo con resultados en aceros similares, la microestructura luego de las trasformaciones isotérmicas consistió en ferrita + carburos/carbonitruros en todo el rango de temperaturas estudiado. Un subgrupo de antiguos granos austeniticos con un tamaño significativamente mayor al promedio fue identificado en todas las muestras austenizadas a 1050 ºC. A temperaturas por debajo de la nariz del diagrama TTT, los antiguos bordes de grano austeniticos fueron identificados gracias a que las partículas de segunda fase precipitaron en los primeros estadios de la transformación sobre dichos límites de grano. Gracias a este fenómeno se pudo obtener una distribución del tamaño de los antiguos granos austeníticos. Por encima de la nariz, los antiguos límites de grano fueron más difíciles de identificar debido a un cambio drástico en la naturaleza de la transformación. Sin embargo, los distintos tamaños de los granos de la ferrita ayudaron a identificar los granos de austenita que crecieron exageradamente durante el austenizado. Las curvas dilatometricas obtenidas para cada temperatura fueron analizadas con la expresión de Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami para obtener información sobre la cinética de descomposición isotérmica de la austenita. El ajuste de las curvas experimentales a la ecuación JMAK permitió dar cuenta de la presencia de una distribución heterogénea de tamaños en la estructura de la fase madre, austenita. Simultáneamente, se realizó un estudio riguroso de la microestructura de las muestras completamente transformadas a través de observaciones en microscopio óptico y electrónico (FEG-SEM y TEM). Se extrajeron réplicas de carbón en muestras seleccionadas para estudiar en detalle la naturaleza de los precipitados presentes. En todas las muestras estudiadas los precipitados identificados fueron del tipo M23C6, M2X y MX. Si bien en todas las muestras se identificaron los mismos tipos de precipitados, se observaron diferencias de composición, tamaño, sitio de nucleación y morfología en función de la temperatura de transformación.