Efecto de la velocidad de deformación en ensayos de tracción de acero inoxidable AISI 316L

Abstract

En 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.