Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
FATIGA DE BAJO NUMERO DE CICLOS DE UN ACERO DUPLEX LAMINADO:
MICROESTRUCTURA E INICIACIÓN DE MICROFISURAS
RESUMEN
M.G. Moscato, M.F. Giordana, I. Alvarez-Armas
Instituto de Física Rosario, CONICET – Universidad Nacional de Rosario.
Bv. 27 de Febrero 210Bis
2000 – Rosario - Argentina
E-mail (autor de contacto): alvarez@ifir-conicet.gov.ar
En este trabajo se estudia la influencia que el proceso de fabricación de una chapa de un acero superduplex
UNS S32750 tiene sobre su comportamiento cíclico. Para ello se hicieron ensayos de fatiga con control de
la deformación total, con velocidad de deformación total ε& = 2x10 –3 s -1 y rangos de deformación total
entre Δεt = 0.7% y 1%.A pesar de haber utilizado probetas planas en dos direcciones: L y T con respecto a
la dirección de laminación, los datos de la vida en fatiga se ajustan bien a la curva de Coffin-Manson
correspondiente a ensayos realizados con probetas cilíndricas del mismo material. Se evaluaron las
estructuras de dislocaciones del volumen y de la superficie tanto del material como recibido de fábrica como
del material ensayado. Los arreglos de dislocaciones de la superficie del material son producto de su
proceso de fabricación y no son afectadas por el ciclado.
Palabras clave: fatiga de bajo número de ciclos, acero duplex, proceso de fabricación, microestructura
1. INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas el avance en el desarrollo de los aceros inoxidables se ha centrado principalmente
tanto en el área de los aceros inoxidables austeníticos como en el de los aceros inoxidables dúplex DSS en
los cuales el N juega un rol fundamental en el mejoramiento de las propiedades mecánicas y de resistencia a
la corrosión. Estos han sido resumidos en diferentes fuentes desde los años 80’. Como consecuencia de
dichos avances, el uso de los DSS fue incrementándose drásticamente en los últimos años, particularmente
en el campo de la industria del aceite, del gas y petróleo, del papel así como también de la industria química.
Sin embargo, su alta resistencia los hacen adecuados también para muchas otras aplicaciones.
Para cubrir los requerimientos en las distintas areas de aplicación, los diferentes productos de DSS se
obtienen mediante diferentes procesos de fabricación: colado, laminado forjado entre otros. Para una dada
composición química, tanto el proceso como de los parámetros específicos de fabricación pueden afectar las
características microestructurales y mecánicas de los productos finales. En el caso de los DSSs laminados en
frío, diversos autores [1- 4] han reportado una anisotropía importante en las propiedades mecánicas en
tracción. Sin embargo, son relativamente pocos los estudios encontrados sobre los efectos del proceso de
fabricación en el comportamiento en fatiga de los DSSs.
En las últimas décadas, algunos investigadores [5 - 10] han estudiado la respuesta en fatiga de bajo número
de ciclos de los DSSs con bajo y medio contenido de nitrógeno (hasta 0.18% wt) tratados térmicamente y
laminados en caliente en forma de barra. Si bien los inoxidables dúplex con alto contenido de nitrógeno
(entre 0.2% y 0.37% wt), conocidos como aceros inoxidables superdúplex se caracterizan por poseer un
límite de fluencia extremadamente alto, una resistencia a la tracción de alrededor del 0.45 una elongación
mayor que el 25% [11], valores que indican claramente un mejoramiento en el límite de fatiga de estos DSS
en comparación con el de los DSSs de generaciones anteriores, pocos son los trabajos [12-14] encontrados
sobre el comportamiento en fatiga de estos DSS.
Si bien Pólak y col. [15] y Man y col. [16] han contribuido al entendimiento de la evolución de la morfología
de las bandas persistentes y nucleación de fisuras en un acero ferrítico y austenítico respectivamente, poca es
la información disponible al respecto para los aceros austero-ferríticos dúplex [17, 18]. Se pueden encontrar
en la literatura algunos trabajos concernientes a los efectos de la anisotropía sobre la fatiga de los DSSs que
estudian el crecimiento de las fisuras por fatiga [19, 20]. Sin embargo, pocos son los estudios que se han
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