Diseño y desarrollo de aceros inoxidables dúplex con bajo contenido en níquel

Abstract

Los aceros inoxidables dúplex austeno-ferríticos se han convertido en aleaciones de uso creciente en la industria química y de derivados del petróleo, así como en aplicaciones específicas de generación de energía, plantas offshore, industria de la pulpa y el papel, etc. Sus ventajas, respecto a los austeníticos, con los cuales compiten, se refieren a una mayor resistencia mecánica, superior resistencia a la corrosión localizada (picaduras e intersticios), y, sobre todo, superior resistencia a la corrosión bajo tensiones en medios que contienen cloruros. En el desarrollo de las citadas aleaciones se han ido empleando porcentajes de nitrógeno cada vez más elevados, sin embargo, no se ha contemplado una reducción paralela en el contenido en níquel, elemento de elevado coste. Para la predicción de fases en aleaciones del sistema Fe Cr Ni se utilizan habitualmente modelos y ecuaciones, así como métodos informáticos, sin embargo, en ambos casos, aparecen ciertas limitaciones. En esta Tesis se aplicará un modelo experimenta basado en la fabricación y estudio de pequeñas coladas de laboratorio en las cuales las composición se define en el rango establecido. Mediante dichas coladas es posible analizar las principales característics microestructurales y establecer unas ecuaciones de constitución que permitan definir las composiciones a fabricar y realizar ajustes o balances en la composición que pretendan potenciar la mejora en una determinada propiedad mediante la adición de elementos concretos. De esta forma, una vez definidas las principales características de las nuevas aleaciones austeno-ferríticas, el trabajo completo de desarrollo comprende la selección de las composiciones, su fabricación a mayor escala, estudio de deformabilidad en caliente, propiedades mecánicas, resistencia a distintos tipos de corrosión (bajo tensiones y picaduras), transformaicones microestructurales y soldabilidad. A lo largo delos trabajos se emplean aleaciones dúplex con composiciones estándar para valorar comparativamente las propiedades que presentan las nuevas aleaciones y poder analizar las ventajas e inconvenientes de las mismas frente a las clásicas. Los resultados experimentales muestran que las propiedades de los nuevos dúplex con bajo contenido en níquel son, en general, equivalentes, y en ciertos aspectos, claramente superiores respecto a los dúplex clásicos. Además, se han creado herramientas de diseño para permitir fabricar aleaciones con composiciones que potencien determinadas propiedades.