FRSN - Ciencia y Tecnología - Centro DEYTEMA
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Item Impacto de los Tratamientos Térmicos en la Susceptibilidad a la Corrosión Localizada de un Acero Inoxidable AISI 316L(Universidad Tecnológica Nacional, 2024-10-30) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaEn este trabajo se evalúa el comportamiento microestructural de un acero inoxidable AISI 316L sometido a ensayo de corrosión acelerada, considerando tiempos de exposición a una atmósfera salina de 8h, 50h y 96h. Las muestras fueron previamente solubilizadas a 1100°C/1h, seguido de enfriamiento en agua y otras en aire, y luego sensibilizadas isotérmicamente a 650°C/6h, con enfriamiento lento en horno. Mediante microscopía óptica se observaron ataques intensos en bordes de grano austenítico, posiblemente atribuidos a la precipitación de las distintas fases identificadas por Difracción de Rayos X. Como resultado de los ensayos de corrosión, se destaca una mayor velocidad de degradación y pérdida de masa por unidad de tiempo en la muestra con tratamiento térmico y enfriamiento en aire, en comparación con su par enfriada en agua. Esto quedó de manifiesto al observar las muestras con microscopía Confocal y electrónica de barrido (SEM), en donde se logró determinar un mayor avance de la degradación intergranular y su propagación por zonas con carburos de cromo asociadas.Item Caracterización de la Resistencia a la Corrosión de Acero Inoxidable AISI 316L Sometido a Ensayo en Cámara de Niebla Salina: Un Estudio Experimental.(Fernando Cejas, 2024-10-30) Valles , Agustina Soledad; Inés, Mariano Nicolás; Mansilla , Graciela AnalíaEste estudio enfatiza la necesidad de comprender cómo el tratamiento térmico y la tensión aplicada afectan el comportamiento corrosivo en un acero inoxidable AISI 316L, lo que resulta fundamental para desarrollar estrategias que prevengan y/o reduzcan la corrosión en entornos industriales, aún en estas aleaciones especialmente diseñadas para resistir la corrosión. Se realizó tratamiento térmico en probetas de AISI 316L, a una temperatura de 900°C, durante dos horas y enfriamiento posterior en aire. Luego, las muestras así tratadas, junto con otras en condición as-received, se colocaron en Cámara de Niebla Salina. Todas las muestras se sometieron a flexo-compresión o pandeo (con tensión determinada por molde), y expuestas a niebla salina durante periodos de tiempo específicos, variando entre 50 y 96 horas. También se introdujeron en la cámara muestras testigos (sin flexión). La corrosión se evaluó mediante ensayos en una cámara de niebla salina, donde se utilizó un spray con 5% NaCl para recrear un ambiente corrosivo. La temperatura dentro de la cámara se fijó en 35°C, mientras que la temperatura del aire saturado se registró en 47°C. Se buscó comprender la relación existente entre el tratamiento térmico, la tensión aplicada y el comportamiento durante el ensayo de corrosión de muestras de AISI 316L. Aspectos superficiales de las muestras se evaluaron con lupa estereoscópica, mientras que la microestructura interna del material y las eventuales grietas típicas de corrosión bajo tensión se analizaron con microscopía óptica. Los resultados revelan que, a mayor tiempo de exposición a la atmósfera salina y con una tensión mecánica, mayor es la cantidad de óxidos formados en superficie de las muestras.Item Influencia de la Velocidad de Deformación en un Acero Inoxidable AISI 316L con Carga Electrolítica de Hidrógeno(Fernando Cejas, 2024-10-30) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla , Graciela AnalíaCuando los aceros inoxidables se someten a condiciones de servicio inadecuadas (altas temperaturas y atmósferas de trabajo agresivas), se puede generar hidrógeno, producto de reacciones de corrosión. Éste ingresa, difunde y queda atrapado en sitios concentradores de tensión de la red metálica, como ser dislocaciones y vacancias, y también en bordes de granos, partículas de carburos de cromo y fases intermetálicas. La interacción entre el hidrógeno, los átomos de la red y las condiciones operativas puede tener diversas consecuencias en el material. Esto incluye el desarrollo y crecimiento de fisuras, la reducción de la vida útil en fatiga y la ocurrencia de fracturas frágiles, máxime cuando hay involucradas tensiones mecánicas. El hidrógeno es fácilmente transportado por las dislocaciones en la deformación plástica, acrecentado los problemas de fragilización por hidrógeno. Este trabajo analiza la influencia de la velocidad de deformación en ensayos de tracción aplicados a un acero inoxidable austenítico AISI 316L cargado electrolíticamente con hidrógeno. Para lograr una microestructura susceptible, se aplicaron previamente tratamientos térmicos de solubilización y sensibilización microestructural, y luego sobre un grupo de estas muestras se llevaron a cabo cargas electrolíticas de hidrógeno. Para finalizar, se realizaron ensayos de tracción sobre el total de las muestras, empleando velocidades de deformación variables, esto es, 3x10-3 s-1, 3x10-4 s-1 y 3x10-6 s-1, respectivamente. Resultados preliminares dejan en evidencia una reducción sustancial (fragilización) en el alargamiento a rotura de muestras con tratamiento térmico (sensibilizadas) y cargadas con hidrógeno considerando la menor velocidad de deformación, esto es, 3x10-6 s-1. También, se avaluó el índice de fragilización por hidrógeno, para cada condición de tratamiento y velocidad de deformación, correspondiendo valores disímiles, poniendo de manifiesto la dependencia existente entre el movimiento y transporte de hidrógeno por las dislocaciones durante la deformación plásticaItem Hydrogen incidence on tensile strength behavior of AISI 316L stainless steel(2022-05-13) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaMost paper in literature are devoted on the effect caused by chromium carbides on the tensile behavior of stainless steels, for example, it is known that the precipitation of M23C6, M6C and Sigma Phase are harmful under certain operative conditions, although there are only few papers related with hydrogen embrittlement in type 316L stainless steels. Even though hydrogen slightly modifies the mechanical behavior of these stainless steels, it should be considered to avoid significant economic losses. The aim of this work is to evaluate the effect on mechanical response of hydrogen charged AISI 316L stainless steel samples. To achieve homogeneous carbides precipitation, specific thermal treatments were conducted on as-received samples. Then three sets of samples were considered to carry out tensile tests. Before that, a group of heat-treated samples were hydrogen charged, in a 1N H2SO4 electrolytic solution with 0.25 g/L NaAsO2 as hydrogen promoter agent, using graphite anode and a constant current density of 35 mA/cm2 for 3.5 h. After tensile tests, the resulting fracture surfaces exhibited mixed ductile-brittle behavior in hydrogen charged samples in comparison with the ductile morphology obtained in uncharged ones. In addition, in hydrogenated samples cracks were found associated with fine chromium carbides, while ductile well-developed dimples were found in uncharged samples. In coincidence, there was a ductility loss in electrolytic hydrogen charged samples, which was not observed in those uncharged ones. In order to identify hydrogen - carbides interactions, a selective metallographic technique made it possible to find grain boundaries and carbides/matrix interfaces as the main hydrogen traps. Furthermore, differential scanning calorimetry (DSC) tests were performed to obtain hydrogen desorption temperatures. Results allowed to settle that those carbides developed during thermal treatments are responsible for deleterious hydrogen trapping that may cause mechanical failure on AISI 316L stainless steel.Item Analysis of hydrogen behavior in high strength steels joints welded by SMAW.(Francisco Silva - António Pereira - Nova Science Publishers, 2020-04-01) Mansilla, Graciela Analía; Inés, Mariano Nicolás; Delpupo, Maria NoeliaNowadays, the worldwide consumption of welded steel products continues growing, as they are vital for the automotive, construction and machinery industries, among others. There is extensive research and development regarding hydrogen embrittlement (HE), mainly devoted to hydrogen assisted cracking. Major sources of hydrogen (H) in a weld come from water/moisture chemically bonded to electrodes, apart from the hydrogen contained in the chemical composition of steel and the environmental hydrogen absorbed by the liquid pool generated by electric arcs. During cooling, part of this H may diffuse from the welded joints into the heat affected zone (HAZ) and base metal (BM) or remain occluded in irreversible traps, such as interfaces inclusions-matrix, precipitates and martensite needles. However, H can also be trapped in vacancies and dislocations. Literature refers to this as reversible or diffusible H, that is, traps where H has a short residence time at temperature of interest and, thus, is responsible for failure. In general, the greater the amount of H retained, the greater the risk of cracking and embrittlement, leading to a significant variation in the mechanical properties of the welded steel joint. Owing to this, it is extremely important to study steel susceptibility to H damage and its consequent embrittlement. The first part of this chapter is related to the interactions between H in high strength steels during welding processes, emphasizing the effects on the mechanical properties of these welded joints. Then, H electrolytic charge in two high strength steels (SAE 1045 and a hot rolled microalloyed steel with vanadium, titanium and niobium – MLC) and experimental methodology are detailed. Afterwards, the mechanical behavior of hydrogenated steels joints and electron microscopy techniques employed are evaluated. Finally, there is a discussion of the obtained results and the conclusions reached.Item Incidence of heat treatment on the corrosive behavior of AISI 316L austenitic stainless steel(2023-06-30) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaHeat treatments of AISI 316L samples were conducted at 900°C with slow cooling in air to induce varied precipitation of chromiumrich carbide particles at grain boundaries, resulting in a microstructure susceptible to intergranular corrosion. The corrosion behavior of the material in this state was investigated in a salt spray chamber containing 5% NaCl. The temperature inside the chamber was set at 35°C, while the saturated air temperature was recorded at 47°C. Samples were periodically extracted for observation and analysis using a stereoscopic magnifying glass, optical microscope, and scanning electron microscope. The results revealed the detrimental effect of chloride ions on the corrosion behavior of these stainless steels. Metallographic examination of corroded specimens after the salt spray test confirmed that the passive layer's breakdown was responsible for the intergranular corrosion occurring along preferential paths of chromium carbides.Item Sensitización microestructural en acero inoxidable austenítico AISI 316L(2022-11-08) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaA pesar de los numerosos intentos por desarrollar aceros inoxidables austeníticos con adiciones intencionales de elementos de aleación para mitigar las reacciones corrosivas que pueden originarse durante el servicio en ambientes agresivos, estas condiciones operativas pueden causar daños microestructurales en bordes de grano y, en consecuencia, una disminución de la ductilidad y pérdida de resistencia mecánica. Además, el ataque se ve agravado por las partículas de carburo desarrolladas durante ensayos de sensitización, ya que la formación de éstos conduce a una disminución del contenido de cromo en las cercanías a los límites de grano, dejando a la aleación susceptible a corrosión intergranular cuando se los expone a atmósferas inadecuadas. En este trabajo, se somete a muestras de acero inoxidable austenítico AISI 316L a tratamiento térmico de solubilización a 1100 °C durante 1 hora, y enfriamiento en agua (set 1) y en aire (set 2). Posteriormente, se realiza sobre éstas tratamiento de sensitización isotérmico durante 6 horas, con enfriamiento en horno. Del análisis microestrutural llevado a cabo es posible establecer una relación directa entre la cinética de enfriamiento, los carburos desarrollados y el grado de sensitización evidenciado en las muestras. Se determinaron ataques intensos en bordes de grano austenítico, lo que estaría dejando en evidencia, en principio, la eficacia del tratamiento de sensibilización aplicado. En una etapa posterior, se realizarán ensayos de corrosión acelerada sobre las muestras sensibilizadas microestructuralmente con el objetivo de estudiar su comportamiento en corrosión y analizar el posible daño generado.Item Estudio del ingreso de hidrógeno en acero electrocincado mediante análisis térmico.(2020-06-28) Delpupo, Maria Noelia; Inés, Mariano Nicolás; Asmus, Carolina Andrea; Mansilla, Graciela AnalíaEl objetivo de este trabajo es estudiar el ingreso de hidrógeno en muestras de alambres de Acero SAE 1005 durante las sucesivas etapas del proceso de galvanizado electrolítico. Se realizaron ensayos de calorimetría diferencial de barrido con el fin de evaluar posibles temperaturas de absorción/desorción de hidrógeno y finalmente se empleó la técnica de decoración con plata para detectar los sitios de atrape de hidrógeno en la microestructura del material. A partir de los resultados experimentales, se determina que el hidrógeno ingresa tanto en la etapa de decapado como en la de electrocincado, siendo esta última la de mayor influencia. El hidrógeno queda retenido en la interfaz correspondiente al recubrimiento de zinc y la matriz de acero. No obstante, la evidencia hallada permite concluir que la etapa final de electrocincado es la que posee mayor incidencia en el ingreso de H para este grado de acero.Item Efecto de la velocidad de deformación en ensayos de tracción de acero inoxidable AISI 316L(Ing. Marta Caligaris - Dra. Nancy Quaranta - Ing. Fernando Palmieri, 2021-09-15) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaEn este estudio se presentan los resultados obtenidos de la investigación llevada a cabo para determinar la interacción existente entre los carburos de cromo y el hidrógeno en muestras de acero inoxidable AISI 316L, y su posible incidencia en el comportamiento mecánico considerando distintas velocidades de deformación en ensayos de tracción. Para lograr una microestructura susceptible, con una distribución homogénea de carburos, se desarrollaron tratamientos térmicos con enfriamiento en aire, y luego sobre un grupo de estas muestras se llevaron a cabo cargas electrolíticas de hidrógeno, empleando una solución electrolítica de H2SO4 1N, con 0,25 g/L de NaAsO2 como agente promotor de hidrógeno, un ánodo de grafito y una densidad de corriente constante de 35 mA/cm2 durante 3,5h. Para finalizar, se realizaron sobre el total de las muestras ensayos de tracción, considerando dos velocidades de desplazamiento del cabezal, de 0,5 mm/min y 5 mm/min, respectivamente. Las superficies de fractura resultantes, independientemente de la velocidad de desplazamiento del cabezal, exhibieron un comportamiento mixto dúctil - frágil en muestras cargadas con hidrógeno junto con grietas asociadas con los carburos de cromo, en comparación con la morfología netamente dúctil (con dimples bien desarrollados) obtenida en aquellas sin carga. Las curvas tensión-deformación, para ambas velocidades demuestran que existen variaciones entre la tensión de rotura y la máxima elongación. Para evidenciar las interacciones del hidrógeno con las microestructuras obtenidas, se aplicó una técnica metalográfica selectiva, logrando identificar a los bordes de grano y las interfaces de carburos / matriz como las principales trampas de hidrógeno. Estos resultados permitieron determinar que los carburos desarrollados causan atrapamiento perjudicial de hidrógeno y son responsables del comportamiento mecánico medido en el acero inoxidable AISI 316L.Item Salt spray test on AISI 316L stainless steel(2020-01-10) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaDamage produced by rigorous working conditions can affect materials, especially when they are exposed to high temperatures, corrosive atmospheres and mechanical stresses. Austenitic stainless steels have variable chromium contents but greater than 16%, which allows the surface formation of a passivating thin layer of chromium oxide (Cr2O3) that protects the steel against corrosion during prolonged exposure to aggressive environments. From a metallurgical point of view, these steels meet the requirements to operate under prolonged exposures to high temperature and aggressive environments (depending on the steel grade), however attention must be paid to the precipitation of different carbides, such as M23C6 and M6C, and especially sigma () phase formation, since its precipitation produced chromium depleting zones which are very harmful in many applications, because it makes the material brittle and allows high corrosion penetration. Another consequence is sensitize hydrogen capture originated during corrosion. The aim of this work is to evaluate the corrosive behavior of an austenitic stainless steel (AISI 316L) that was first exposed to several heat treatments conditions and then was subjected to a spray saline solution of 5% NaCl, inside the chamber the temperature was set in 35ºC while the saturated air temperature was 47ºC. Characterization techniques such as optical and scanning electron microscopy were applied. Results allowed to establish the incidence on the corrosion rate of formed chromium carbides, that sensitize steel to the attack of chloride ions responsible of pitting corrosion by breaking of the passive layer thus helping a rapid corrosion rate.