La resistencia al calor (resistencia a gases o vapores a alta temperatura) es la propiedad más importante de los aceros resistentes al calor. Como regla general, los aceros resistentes al calor también deben ser resistentes al calor, es decir, deben resistir la fluencia (deformación gradual y creciente con el tiempo bajo una carga constante, que conduce a fallas) a alta temperatura durante un tiempo específico.

Endurecimiento de aceros resistentes al calor.

Además de los carburos de cromo, las fases de endurecimiento incluyen carburos de vanadio, molibdeno, tungsteno y compuestos intermetálicos. elementos, así como compuestos intermetálicos del tipo AgB (que incluyen hierro y cromo como elemento A y molibdeno, tungsteno, niobio, titanio como elemento B) o compuestos (Ti, Al). Las adiciones de elementos refractarios (molibdeno, tungsteno, niobio, tantalio) al acero refractario tienen un efecto estabilizador en la fase de endurecimiento, porque estos elementos aumentan la temperatura de recristalización y debilitan los procesos de difusión. Su efecto se potencia cuando se introduce más de un elemento debilitador de la difusión. Por esta razón, los aceros resistentes al calor se alean, por regla general, con un conjunto de diferentes elementos.

Tipos de aceros resistentes al calor

Los procesos de intercambio por difusión también pueden retrasarse si el acero no sufre una transformación polimórfica. Es por eso que los aceros puramente ferríticos o austeníticos con aleaciones complejas se utilizan a menudo como aceros resistentes al calor. Hasta hace poco tiempo, los aceros ferríticos solo se usaban como aceros resistentes al calor . Sin embargo, los aceros ferríticos resistentes al calor, por ejemplo 12X2MV8FB (EP503), endurecidos con partículas FeW de fase intermetálica, se han desarrollado recientemente y se están introduciendo con éxito. Los aceros austeníticos contienen 12-20% Cr y se caracterizan por una resistencia al calor mucho mayor. Los aceros austeníticos con un 7-30% de Ni como elemento austenizante son particularmente utilizados. El níquel en sí mismo es un metal resistente a la corrosión y aumenta la resistencia a la corrosión de los aceros en soluciones de sales y álcalis, así como en ambientes débilmente ácidos. Con un contenido de hasta 20-30%, aumenta la resistencia al calor de las aleaciones de hierro y cromo. Debido al alto costo del níquel en algunos aceros resistentes al calor , se reemplaza parcial o completamente por otro elemento austenítico: el manganeso. Su efecto como elemento austenítico es mucho más débil, especialmente cuando el contenido de cromo es alto, por lo que junto con Mn es razonable introducir una pequeña cantidad de níquel 2-4% o nitrógeno. Se recomiendan aditivos de carbono con vanadio, molibdeno, tungsteno, niobio y nitrógeno para una alta resistencia al calor.

Corrosión intergranular

Los aceros resistentes al calor de cromo-níquel, cromo-níquel-manganeso y cromo-manganeso resisten bien la corrosión general pero son sensibles a la corrosión intergranular, especialmente después de un enfriamiento lento en el rango de temperatura de 500-850°C. Esto se explica por la liberación de carburos de cromo a estas temperaturas en los límites de grano. En las soluciones de electrolitos, los carburos forman pares galvánicos con áreas de grano empobrecidas en carbono. Como resultado de la heterogeneidad estructural, los límites de grano están sujetos a una erosión por corrosión más severa. Los aceros austeníticos se vuelven insensibles a la corrosión intergranular si el contenido de carbono del acero es inferior al límite de su solubilidad en austenita a temperatura ambiente, es decir, inferior al 0,02-0,03%.

Producción

Es difícil fundir acero resistente al calor con un contenido de carbono tan bajo en hornos de arco eléctrico. Por lo tanto, en la fundición de aceros austeníticos resistentes a la corrosión, el límite superior del contenido de carbono suele establecerse en 0,08-0,12 % y la reducción adicional de la concentración de carbono en la solución se realiza mediante aditivos de elementos formadores de carburo fuertes: titanio o niobio. La cantidad de titanio introducida está determinada por el contenido de carbono, y para una unión de carbono suficientemente completa, la cantidad de titanio debe ser al menos cinco veces la cantidad de carbono. El alto contenido en cromo y titanio de este tipo de acero provoca una intensa oxidación del metal durante la fundición con la formación de una costra en la superficie del metal en el molde, rica en óxidos y nitruros de titanio. Las torsiones de la corteza al llenar el molde conducen a numerosos defectos superficiales de los lingotes de acero resistentes al calor, que obligan al lingote a sufrir un despellejamiento continuo hasta una profundidad de 10-20 mm.
Los grupos de nitruros y óxidos que quedan en el cuerpo del lingote forman una heterogeneidad marginal o general de macroestructura, la llamada porosidad de titanio. El grado de desarrollo de este defecto en el acero refractario aumenta con el aumento del contenido de titanio en el metal.

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