Caracterización, evolución de microestructura y propiedades mecánicas de aceros austeníticos resistentes a altas temperaturas - Sosa Lissarrague, Matías Humberto (2020)
En esta tesis, se analiza la relación entre el envejecimiento y la evolución microestructural en las aleaciones refractarias conocidas como HP40-Nb y ET45 micro. Se presentan resultados obtenidos por microscopía óptica y electrónica de barrido con microanálisis por rayos X, así como ensayos isotérmicos de dilatometría. Además, se aplicó el modelo cinético de Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov para estudiar la nucleación y crecimiento de la precipitación secundaria de carburos del tipo Cr23C6. Estas aleaciones, de microestructura dendrítica, presentan una red de carburos primarios de tipo NbC y Cr7C3 en el caso de la ET45 micro, y de tipo NbC y Cr23C6 en el caso de la aleación HP40-Nb. En ambas aleaciones, se observa una zona de deplexión libre de precipitados secundarios adyacente a la red de carburos eutécticos primarios y que presenta menor dureza que la matriz austenítica. En la aleación HP40-Nb, se encontraron zonas ricas en silicio y níquel en los bordes de los carburos primarios de niobio, mientras que no se halló presencia de estos átomos en las zonas centrales de estas partículas. Ensayos isotérmicos de dilatometría indicaron que, a 1073 y 1098 K, la aleación sufre una contracción, la cual se estima que está asociada a la diferencia entre coeficientes de dilatación térmica entre la matriz y los carburos eutécticos primarios, mientras que a 1123 y 1148 K la aleación experimenta una expansión térmica. La transformación del carburo de niobio en el siliciuro rico en níquel y niobio, induce un cambio de volumen significativo en la celda unitaria, lo que se manifiesta en aquellos ensayos de dilatometría para temperaturas en las cuales la muestra se expande. Se encontraron indicios de la presencia de un siliciuro coincidente con la fase G para muestras envejecidas a 1123 K a tiempos equivalentes a la duración del ensayo de dilatometría a dicha temperatura. La transformación del carburo de niobio hacia el siliciuro rico en níquel y niobio, comienza en la interfaz de los carburos de niobio con la matriz, progresando hacia el interior de los mismos con el desarrollo del envejecimiento. Luego de tratamientos térmicos de envejecimiento a temperaturas de 1073, 1173 y 1273 K por cortos períodos de tiempo, se halló que la precipitación secundaria de carburos de tipo Cr23C6 en la matriz ocurre en una sola etapa. En el caso de la aleación HP40-Nb, este fenómeno presentó una energía de activación de 194 kJ/mol. Análogamente, para la aleación ET45 micro, se encontró que dicha energía es de 188 kJ/mol.