ESTABILIDAD Y EVOLUCIÓN DE SEGUNDAS FASES PRECIPITADAS PRESENTES EN UN ACERO ASTM A335 GR P92 DURANTE CICLOS DE AUSTENIZADO

ARIEL DANON; INES LUPPO; MERCEDES DURAN

MAR DEL PLATA

Congreso; SAM-CONAMET; 2022

Durante las últimas décadas, la operación de las plantas de potencia con combustible fósil ha apuntado a un aumento de la eficiencia energética y la reducción de emisiones de gases efecto invernadero; ello ha conducido al diseño de sistemas que empleen temperaturas y presiones de trabajo cada vez más elevadas. Así, los materiales destinados a la manufactura de componentes críticos de estas plantas deben satisfacer requerimientos mucho más exigentes con respecto a los tradicionalmente establecidos. En forma paralela, el cambio conceptual en cuanto al diseño y fabricación de reactores nucleares de la llamada Generación IV ha conllevado, igualmente, modificaciones significativas en las condiciones de servicio y, por ende, en la selección de materiales. Los nuevos materiales estarán sometidos a mayores temperaturas de operación,mayores dosis de radiación por neutrones rápidos y ambientes altamente corrosivos. Por lo tanto, los materiales seleccionados para la fabricación de componentes estructurales de estos reactores deberán cumplir una serie de especificaciones tales como alta estabilidad térmica, buena respuesta frente a la termofluencia bajo irradiación, propiedades mecánicas favorables y poseer además propiedades tecnológicas (soldabilidad, trabajabilidad, costos) adecuadas [1,2].Los aceros ferrítico-martensíticos (F/M) de alto Cr son los principales candidatos para la fabricación de componentes estructurales de Reactores de Generación IV, por su buena resistencia mecánica, alta resistencia al creep y buena estabilidad metalúrgica [3]. Debido a la presencia de los elementos aleantes W y B, el acero ASTM A335 P92 (9CrMoWVNbVNB) presenta mejores propiedades al creep que el grado P91 (9Cr1MoNNbV); uno de los motivos de dicha mejora es la estabilidad que el B le confiere a la dispersión de carburos de tipo M23C6 al disminuir la velocidad de engrosamiento de los mismos [4,5]. Por otro lado, estudios previos [6,7] sugieren fuertemente que el rango de estabilidad en temperatura de estos carburos también es mayor en el acero P92, esto es, se ha observado en ciclos térmicos de soldadura que ellos se disuelven a temperaturas más altas (en zonas cercanas a la línea de fusión) que las observadas en el acero P91 (donde se disuelven en regiones intermedias de la zona afectada por el calor de grano fino). Es importante destacar que el control del tamaño de grano austenítico está íntimamente relacionado con laevolución de las segundas fases precipitadas durante los tratamientos térmicos, es decir, estas fases son las encargadas de anclar los bordes de grano de la austenita inhibiendo su crecimiento. Cuando estas partículas incrementan su tamaño más allá de un determinado límite, pierden efectividad en el anclaje de los bordes de grano austeníticos, lo cual puede conducir a un crecimiento anormal de grano, impactando directamente en las propiedades mecánicas finales del producto [8]. En el presente trabajo se estudió la evolución de segundas fases precipitadas de un acero grado 92 durante el mantenimiento en austenita a 1050 °C por tiempos comprendidos entre 0 y 5 minutos, calentando y enfriando a 50 °C/s (muestras: M0, M1, M2, M3, M4 y M5). La forma, tamaño y sitio de nucleación de los precipitados MX ricos en V (VN) cambiaron significativamente con respecto a la condición de suministro del acero en los primeros 5 minutos de austenizado.