Estudio de la fragilización 475°C de un nuevo acero súper dúplex modificado con Niobio: caracterización, evolución de microestructua, propiedades mecánicas y de corrosión.

Abstract

Los aceros inoxidables súper dúplex, también llamados austenítico-ferríticos, poseen una estructura bifásica con cantidades equitativas de austenita y ferrita, proporcionando resistencia a la corrosión y sólido desempeño mecánico. Ampliamente utilizados en industrias como la petrolera y petroquímica, así como en aplicaciones marinas, estos materiales son susceptibles a la fragilización térmica cuando se exponen a temperaturas entre 200°C y 500°C durante períodos prolongados. Por lo tanto, Es crucial controlar la temperatura y el tiempo durante el tratamiento térmico, ya que la falta de precisión puede dar lugar a la formación de fases no deseadas, afectando negativamente las propiedades del material. Por esta razón, se llevó a cabo un estudio para fabricar un acero inoxidable super dúplex, incorporando Niobio como estabilizador microestructural, con el propósito de analizar el comportamiento mecánico y la resistencia a la corrosión después envejecer el acero a 475°C. La producción del material se realizó en un horno de inducción al vacío a 1400°C. Tras obtener el acero, se sometió a un proceso termomecánico de laminación a 1200°C y a un tratamiento térmico de solubilización a 1100°C durante una hora para lograr una homogeneización completa. Posteriormente, se llevó a cabo un envejecimiento isotérmico a 475°C durante dos intervalos de tiempo (T1: 1 hora y T2: 24 horas) con el objetivo de estudiar la formación de fases intermetálicas. Después del envejecimiento, se caracterizó el material mediante microscopía óptica, electrónica de barrido y difracción de rayos X, encontrando fases intermetálicas (fase sigma y carburos de cromo) y segregación en ambos tiempos de tratamiento. Los aceros tratados térmicamente mostraron una fase dual ferrita-austenita con presencia de carburos de cromo y fase sigma. La resistencia a la corrosión se evaluó mediante técnicas electroquímicas (curvas de polarización, EIS y DLEPR), revelando una reducción en la resistencia en las muestras con tratamiento isotérmico, evidenciada por mayores densidades de corriente y falta de protección del material. Confirmándose una disminución en la resistencia al medio y un aumento en la sensibilización del acero, con porcentajes del 3,79% en T1 y 41,10% en T2. Finalmente en las pruebas mecánicas, se observó una reducción en la elongación y un aumento marcado en la dureza en las muestras con tratamiento isotérmico, provocando fragilidad debido a la formación de fases secundarias precipitadas.