LABORATORIO 4

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INGENIERÍA DE MATERIALES
LABORATORIO N°: 4
“Aceros inoxidables austeníticos”
 
FECHA: 27-09-18
COMISIÓN N°: 3
INTEGRANTES:
· VALDIVIEZO, MELISA ROCIO
· GARCIA SOTO, MARCELO ALEJANDRO
· DELGADO, FABRICIO AGUSTIN
· RODRIGUEZ, GASTON NICOLAS
Introducción teórica
1.- Qué tipos de corrosión se da en los aceros ?
· Química: comprende casos donde el metal reacciona con un medio no iónico (por ejemplo el caso de la oxidación en aire a alta temperatura
· Electroquímica: implica transporte simultáneo de cargas (iones y electrones) a través de un electrolito
· Generalizada o uniforme: macroscópicamente, la superficie del metal es atacada en forma uniforme. Es la forma más benigna pues es predecible y controlable. El volumen de material afectado guarda relación con el daño causado.
· Localizada: el daño se localiza en determinadas zonas de la superficie. La velocidad de ataque en esas zonas suele ser muy rápido y el volumen de material atacado no guarda relación con el daño causado. Es difícil de detectar. Es el tipo de corrosión que causa mayor cantidad de fallas y por lo tanto el más temido
2.- Qué son los aceros inoxidables?
Son aceros de alta aleación (Cr, Ni, Mo, Mn), que presentan una alta resistencia a la corrosión en un amplio rango de condiciones. La composición química, los tratamientos térmicos y los métodos de fabricación que se utilizan (fundición, soldadura, mecanizado, trabajado mecánico, terminación superficial, etc.), deben ser seleccionados preservando dicha propiedad.
2.- Dé la clasificación de aceros inoxidables.
· Martensíticos
· Ferríticos
· Austeníticos
· Austeno-ferríticos (Duplex)
· Endurecibles por precipitación
4.- Por qué se produce la corrosión intergranular en los aceros inoxidables austeníticos?
Como su nombre indica, la corrosión intergranular ocurre preferentemente a lo largo de los límites de grano de algunas aleaciones en ambientes específicos y, como consecuencia, la muestra se desintegra a lo largo de los límites de grano. 
Este tipo de corrosión predomina en algunos aceros inoxidables, que, cuando se calientan a temperaturas comprendidas entre los 500 y los 800°C durante periodos de tiempo suficientemente largos, se sensibilizan para el ataque intergranular. Se cree que este tratamiento térmico permite la formación de pequeñas partículas de precipitados de carburo de cromo (Cr3C2) por reacción entre el cromo y el carbono en el acero inoxidable. Estas partículas, se forman a lo largo de los límites de grano. El cromo y el carbono difunden hacia los límites de grano para formar los precipitados y dejan regiones vecinas al límite de grano empobrecidas en cromo; es decir, regiones altamente susceptibles de corroerse.
En la soldadura del acero inoxidable, la corrosión intergranular se convierte en un problema grave, denominado sensitización por soldadura. 
5.- Qué soluciones se utilizan para evitar la corrosión intergranular?
La prevención de la corrosión intergranular del acero inoxidable se realiza de alguna de las siguientes formas:
· - Sometiendo el material sensibilizado a un tratamiento térmico a elevada temperatura con el fin de redisolver el cromo.
· - Bajando el contenido de carbono por debajo del 0,03% en peso para minimizar la formación de carburos.
· - Agregando elementos de aleación al acero inoxidable, tales como el niobio o el titanio, que tengan mayor tendencia a formar carburos que el cromo, de modo que el Cr permanezca en disolución sólida.
Parte Práctica
1.- Comente en qué consiste la preparación de probetas metalográficas de aceros inoxidables. En qué se diferencian con la preparación de aceros al carbono?
Para la preparación de la probeta de aceros al carbono obtenemos, en primer lugar, una superficie plana y semipulida, mediante el empleo de papeles esmeril (lijas) de finura de grano creciente o realizando este desbaste con discos adecuados sobre los que se deposita un abrasivo, terminando con un pulido fino y final sobre discos provistos de paños. Obteniendo una superficie especular que es la requerida para, después, efectuar el ataque con un ácido y así poder realizar el análisis metalográfico. Mientras que para los aceros inoxidables no es suficiente realizar los pasos que se hacían para un acero al carbono por la causa de tener una alta resistencia a la corrosión y no puede ser atacado químicamente, lo que se realiza es un ataque electrolítico para poner en manifiesto la microestructura de este tipo de materiales. El ataque electrolítico consiste en hacer pasar un corriente continua, que varía desde una fracción de amperio a varios amperios de intensidad, a través de una celda electrolítica, que contiene el electrolito apropiado y en la que la probeta es el ánodo, siendo el cátodo de algún material insoluble como platino o grafito. La superficie afectada, que es la parte que estuvo en contacto, es la indicada para realizar el estudio microscópico.
2.- Observe las probetas de aceros inoxidables austeníticos, identificados como 1,2, 3 y 4.
- Identifique los aceros sensitizados
- Identifique las microfases presentes	Comment by Fabricio Delgado: queda ahi con flechas...va??? me pareció que para muestra 2 los carburos estaban en todo el limite, por eso puse eso, sino lo quito.
- Cuál le parece que presenta mayor integridad microestructural?
- Cuál de ellas presenta aparentemente mayor corrosión intergranular?
· Los aceros 2, 3 y 4 están sensitizados, se puede ver notablemente por la presencia de carburos que rodean el borde grano que visualmente son las esferas de color negro.
· La microfase que se ve en los aceros sensitizados son los llamados “carburos de cromo”.
· El que presenta mayor integridad microestructural es el acero 1, porque se ve un muy bajo contenido de carburos en su microestructura lo cual sería un acero más íntegro y adecuado para su uso respectivo.
· El acero 4 aparentemente presenta una mayor corrosión intergranular a diferencia de los demás aceros.
3.- Para la construcción de una estructura donde está involucrada gran cantidad de soldadura y es necesario evitar la sensitización, cuál de de los siguientes aceros seleccionaría? Justifique.
El acero correspondiente a la muestra III, porque tiene una buena cantidad de Cromo y un bajo contenido de Carbono. Al estar sometido a una gran cantidad de soldadura el acero inoxidable puede presentar diversos problemas como:
-Sensitización (Corrosión intergranular)
-Fisuración en caliente
-Formación de Fase Sigma
A altas temperaturas el Cromo y el Carbono forman carburos que precipitan en los bordes de grano y para evitar esto se puede utilizar un acero con bajo contenido de carbono de tal forma que se reduzca la posibilidad de que se formen carburos y el Cromo (que es un metal reactivo y se combina con el oxígeno del aire o cualquier otra condición oxidante para formar una película sobre el acero que lo aísla del medio que lo rodea) en cantidades mayores evita que el acero tienda a corroerse, es por esto que el acero a elegir fue el correspondiente a la muestra III
4.- Realizar el siguiente trabajo.
1.- Leer detenidamente el paper que se adjunta a la presente guía “Causa de Falla en la lanza de descarga de horno de lecho fluidizado”, Autores: Quero y colaboradores.
2.- Establecer la discusión con sus pares, para comprender el contenido y evaluar el trabajo realizado.
3.- Preparar un resumen con los contenidos relevantes del trabajo, con las siguientes
consignas:
a.- El resumen simulará un informe técnico reducido elaborado por el Ingeniero de Planta, con el objetivo de que su superior inmediato, el Jefe de Producción, conozca la problemática del componente.
b.- El resumen debe tener una extensión máxima de una carilla, con los siguientes márgenes superior: 3 cm, inferior, derecho e izquierdo de 2.5 cm. Letra Time New Roman, tamaño 12, espaciado simple. Entre párrafo y párrafo debe haber un espacio de 6 ptos. Si lo desea o considera importante, puedo incluir imágenes.
CAUSA DE FALLA EN LA LANZA DE DESCARGA DE HORNO DE LECHO FLUIDIZADO
Esta investigaciónse basó en la determinación de la causa de falla en una lanza de descarga de un horno de lecho fluidizado compuesto por un acero inoxidable AISI 314. Esta compone el sistema de descarga de alúmina en un calcinador, el cual presentaba fallas en servicio; siendo la más común el agrietamiento a través de la sección radial del vástago.
	Elemento
	Cr
	Ni
	Si
	Mn
	Fe
	C
	S
	Composición
Según norma AISI 314. (%)
	23 a 26
	19 a 22
	1,5 a 3 max
	2 max 
	Balance
	0,25
	 -
	Muestra
	17,6
	15,6
	Mayor a 1,4
	1,4
	Balance
	0,3
	0,011
	Desvío
	5,9
	3,4
	0,2
	0,6
	Balance
	0,01
	0,011
Se procede a analizar la técnica de análisis químico para tener una más rápida aproximación al problema de la falla.
Se obtienen las siguientes observaciones:
Se puede ver que la muestra no presenta las características de un acero inoxidable AISI 314, por otra parte el acero presenta un gran porcentaje de carbono lo cual produciría mayor generación de carburos en los bordes de los granos generando así una corrosión intergranular, también se puede menor que presenta un bajo porcentaje de cromo lo cual provoca que el material sea menos inmune a cualquier tipo de corrosión generada por el ambiente, lo cual produciría la fisura en la lanza.
A continuación se muestra imágenes que verifican la corrosión intergranular: