Evaluación de la Termofluencia a 600°C de un Acero Ferrítico A387 Gr.5 C2

Abstract

RESUMEN: En este estudio se evaluó la resistencia a la termofluencia a 600°C del acero A387 Gr.5 C2 mediante la prueba de termofluencia uniaxial variando esfuerzos de 78 MPa a 170 MPa, las pruebas se realizaron de acuerdo a lo establecido en la norma JIS Z 2271. Asimismo, se observó la evolución microestructural, las probetas fueros preparadas para metalografía y la caracterización se realizó tanto al material en estado original como a las probetas después de haber sido ensayadas, esta se llevó acabo por Microscopia Óptica y Microscopia Electrónica de Barrido convencional, con el propósito de observar el efecto que tiene la microestructura sobre las propiedades de termofluencia. Al mismo tiempo se realizó el estudio de la superficie de fractura mediante MEB con el fin de conocer las características topográficas e identificar el tipo de fractura que presenta este acero. La simulación numérica, se llevó acabo con un programa llamado Thermo-Calc para calcular los diagramas de fases pseudobinarios y con ellos determinar los precipitados presentes en el material durante la termofluencia. El material que se utilizó como objeto para este estudio es un acero ferrítico 5Cr-0.5Mo ASTM A387 Gr. 5 Clase 2, que presenta una alta resistencia a la termofluencia esto debido a que en su microestructura muestra precipitación de carburos finos formados por la adición de los aleantes principales Cr-Mo homogéneamente distribuidos en la matriz ferrítica. Los resultados de las pruebas de termofluencia mostraron que el tiempo de ruptura tR disminuye considerablemente a medida que el esfuerzo aplicado aumenta y esto es lo esperado de acuerdo a las curvas típicas de termofluencia. Los resultados obedecen la ley de Norton-Bailey con el valor de n=6.289 para un mecanismo de termofluencia de deformación transgranular a través de la ferrita que da origen a la fractura tansgranular dúctil observada en las probetas ensayadas. Los resultados también obedecen las relaciones de MonkmankGrant y del parámetro de Larson-Miller. La precipitación de carburos M23C6 favorece la resistencia a la termofluencia de este acero. ABSTRACT: This study evaluates the creep properties of the 5Cr-0.5Mo Steel by Uniaxial Creep tests and compares the microstructural changes due to the creep tests in the as-received condition of the material. The stresses used in the uniaxial creep test were 78-170 MPa at 600 °C. The evaluation of the creep resistance was carried out by a uniaxial Creep the tests were carried out according to the established in the standard JIS Z 2271. The microstructural characterization of the steel was performed before and after the uniaxial Creep test. The samples were prepared metallographically and were observed by optical microscopy and conventional scanning electron microscopy, in order to observe the effect of the microstructure on the properties of Creep. The study of the fracture surface was also carried out by conventional scanning electron microscopy in order to know the topographic characteristics and to identify the type of fracture. For the numerical simulation, the Thermo-Calc program was used to calculate the pseudobinary phase diagrams and to determine the phases present in the material. The results showed that the tine to rupture decreased considerably as the testing stress increased, as expected in the typical behavior of creep curves. The creep results followed the Norton-Bailey law with a n=6.829 which suggests a ferrite transgranular deformation mechanism that is in agreement with the transgranular ductile fracture observed in the tested specimens. Besides, the creep results also followed the Monkman-Grant relation and the Larson-Miller parameter. Precipitation of M23C6 carbides favored the creep strength of this steel.