Modelo del comportamiento mecánico de un acero inoxidable 304 H expuesto a elevada temperatura

Abstract

El propósito de la presente investigación es determinar el grado de precipitación de las fases sigma y chi y su afectación en el comportamiento mecánico del acero inoxidable 304 H con más de 15 años de servicio. Se realizó verificación del material mediante un equipo portátil para la Identificación Positiva del Material, se realizó estudio de replicado en la cara externa del elemento estudiado para medir el grado de precipitación de la fase sigma y chi mediante microscopia óptica y un analizador de imágenes. Se evidenció que en función al aumento de la presencia de fases intermetálicas disminuye la tenacidad de impacto, transformando el acero inoxidable 304 H en un material frágil, así mismo, componentes fabricados de 304 H que operan en elevadas temperaturas con tiempo en servicio idénticos pueden tener diferentes grados de precipitación de las fases sigma y chi a lo largo del mismo. Finalmente, se propone basado en los resultados de réplicas metalográficas, un modelo que permite predecir la tenacidad al impacto del acero 304 H degradado de manera de definir la aceptación o rechazo del componente para el servicio sin requerir realizar pruebas destructivas.

The purpose of this research is to determine the precipitation degree of sigma and chi phases and their effect on the mechanical behavior of stainless steel 304 H with more than 15 years of service. Material verification was carried out using portable equipment for Positive Materials´ Identification, a replication study was carried out on the external face of the element studied to measure the degree of precipitation of the sigma and chi phase using optical microscopy and an image analyzer. It evidenced that depending of to increase the presence of intermetallic phases for impact tenacity decreases, transforming stainless steel 304 H into a fragile material, likewise, manufactured components of 304 H that operate at high temperatures with identical service time may have different degrees of precipitation of the sigma and chi phases along it. Finally, it is proposed based on the results of metallographic replicas, a model that allows to predict the impact tenacity of degraded 304H steel in order to define the acceptance or non-acceptance of component in service without requiring destructive tests.