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CORROSIÓN INFLUENCIADA METALÚRGICAMENTE El propósito de este tema es discutir como factores metalúrgicos tales como tratamientos térmicos, tipo de aleación, etc., afectan el comportamiento a la corrosión. Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez CORROSIÓN INTERGRANULAR Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez

2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

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CORROSIÓN INFLUENCIADA METALÚRGICAMENTE

El propósito de este tema es discutir como factores metalúrgicostales como tratamientos térmicos, tipo de aleación, etc., afectanel comportamiento a la corrosión.

Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez

CORROSIÓN INTERGRANULAR

Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez

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CORROSIÓN INTERGRANULAR.

1. La corrosión intergranular es una forma de corrosiónlocalizada y consiste en la disolución selectiva de losbordes de granos o de las regiones adyacentes a estas sinun visible ataque de los granos .

2. Este tipo de corrosión afecta la propiedades mecánicas deun sistema.

3. El ataque intergranular se presenta en numerosossistemas tales como: aceros inoxidables (austeníticos,ferríticos y duplex), aleaciones de aluminio de altaresistencia, y aleaciones de base níquel

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MECANISMOS DE LA CORROSIÓN INTERGRANULAR

Causas:

1. Cuando la precipitación de una faseproduce el agotamiento de unelemento en los límites de grano,haciendo esta zona menosresistente a la corrosión.

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MECANISMOS DE LA CORROSIÓN INTERGRANULAR

2. Cuando precipita una fase en loslímites de grano, la cualreacciona con el mediodisolviéndose selectivamente.

3. Segregación de soluto en loslímites de grano.

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En una aleación que sufrecorrosión intergranular, elporcentaje de pérdida demasa generalmente seacelera con el tiempo.

MECANISMOS DE LA CORROSIÓN INTERGRANULAR

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ACEROS INOXIDABLES

Los aceros inoxidables son un grupo de aceros de altaaleación diseñado con la finalidad de obtener una altaresistencia a la corrosión en un amplio rango decondiciones. La composición química, los tratamientostérmicos y los métodos de fabricación a que se someten(fundición, soldadura, mecanizado, trabajado mecánico,terminación superficial, etc.), deben ser seleccionados parapreservar su resistencia a la corrosión.

La producción mundial de aceros inoxidables apenas llega al2% de la producción total de aceros en el mundo, aún asíson los aceros de alta aleación de mayor uso.

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ACEROS INOXIDABLES - PRINCIPALES APLICACIONES

i. Plantas generadoras de energía (térmicas ynucleares): Tuberías, cañerías, bombas, válvulas,componentes de turbinas, tubos de condensadores.

ii. Centrales hidráulicas. Turbinas hidráulicas, válvulas,etc.

iii. Plantas químicas y petroquímicas. Cañerías, tuberías,bombas, válvulas, recipientes a presión, tubos deintercambiadores de calor.

iv. Industrias farmacéutica, alimenticia, textil y laindustria del papel: Recipientes a presión, tuberías,cañerías, bombas, válvulas, etc.

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ACEROS INOXIDABLES

La alta resistencia a la corrosión que presenta los acerosinoxidables, es debido a su capacidad de formar en susuperficie una película muy delgada de óxido que aísla almetal del medio.

Este fenómeno es conocido como pasivación. El elementoque más influye en la pasivación es el Cr con un contenidomayor al 12%, esto lo hace el aleante principal en losaceros inoxidables.

En la mayoría de los casos, la resistencia a la corrosión delos aceros inoxidables crece en proporción directa con elcontenido de Cr. Otros elementos como el Mo, Ni, Cu, Al ySi también contribuyen en la resistencia a la corrosión peroen menor medida.

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS (A.I.A)

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Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS (A.I.A)

E Cr es un elemento alfágeno y en consecuencia no podríaexistir un A.I.A. con solamente Cr. Es necesario recurrir auna elemento gamágeno (Ni, Mn y N) para estabilizar laaustenita hasta temperatura ambiente.

El Ni es el gamágeno más indicado para estos aceros:

a. Estabiliza la austenita hasta muy bajas temperaturas.

b. Baja la temperatura Ms.

c. Mejora notablemente la tenacidad.

d. Aumenta la resistencia a la corrosión en medios menosoxidantes.

A mayor contenido de Cr, Mo, y otros alfágenos, mayor deberá serel contenido de Ni para balancear la estructura y lograr austenita.

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

Tipos: Austeníticos convencionales: Composición %

Tipo AISI C Mn Cr Ni Mo

301 0.15 2.00 16.00-18.00 6.00-8.00 ...

302 0.15 2.00 17.00-19.00 8.00-10.00 …

303 0.15 2.00 17.00-19.00 8.00-10.00 0.60

304 0.08 2.00 18.00-20.00 8.00-10.50 …

305 0.12 2.00 17.00-19.00 10.50-13.00 ...

308 0.08 2.00 19.00-21.00 10.00-12.00 ...

309 0.2 2.00 22.00-24.00 12.00-15.00 ...

310 0.25 2.00 24.0-26.00 19.00-22.00 ...

314 0.25 2.00 23.00-26.00 19.00-22.00 …

316 0.08 2.00 16.00-18.0 10.00-14.00 2.00-3.00

317 0.08 2.00 18.00-20.00 11.00-15.00 3.00-4.00

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

Tipos:Austeníticos de bajo carbono:

Composición %

Tipo AISI C Mn Cr Ni Mo

304L 0.03 2.00 18.00-20.00 8.00-12.00 ...

316L 0.03 2.00 16.00-18.00 10.00-14.00 2.0-3.00

317L 0.03 2.00 18-00-20.00 11.00-15.00 3.00-4.00

Bajo contenido de carbono evita la precipitación de Cr23C6

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

Tipos:Austeníticos estabilizados

Composición % Tipo AISI C Mn Cr Ni Others321 0.08 2.00 17.00-19.00 9.00-12.00 Ti: 5 x %C min347 0.08 2.00 17.00-19.00 9.00-13.00 Nb: 10 x %C min348 0.08 2.00 17.00-19.00 9.00-13.00 Nb: 10 x %C min

0.2% Co0.1% Ta

Elementos estabilizadores del acero (evitan la precipitación de

Cr23C6)

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

Tipos:Austeníticos alto nitrógeno

Composición %

Tipo AISI C Mn Cr Ni Mo Others

201 0.15 5.60-7.50 16.00-18.00 3.50-5.50 ... 0.25N

202 0.15 7.50-10.0 17.00-19.00 4.00-6.00 ... 0.25N

205 0.12-0.25 14.00-15.00 16.50-18.00 1.00-1.75 ... 0.32-0.40N

304N 0.08 2.00 18.00-20.00 8.00-10.50 ... 0.10-0.16N

316N 0.08 2.00 16-00-18.00 10.00-14.00 2.00-3.00 0.10-0.16N

Fuerte gamágenoEndurecimiento por sol. SólidaEleva resistencia a la corrosión

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

Precipitación de carburos de Cr - SensibilizaciónCuando un AIAC es calentado en el rango de 480-900 ºC ocurre laprecipitación de carburos de Cr (M23C6). Esta precipitación es rápiday presenta una curva TTT en forma de C.

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Precipitación de carburos de Cr - Sensibilización

Los carburos M23C6 poseen una gran cantidad de Cr (másdel 70%), y nuclean preferencialmente en los bordes degrano. Alrededor de cada carburo existe una zona quequeda empobrecida en Cr a raíz de la difusión del mismohacia el carburo. Si la precipitación es relativamentecontinua se crea un camino preferencial para el avance de lacorrosión cuando el acero es sometido a un medioadecuado. La precipitación de los carburos ricos en Cr enlos bordes de grano, y la consecuente aparición de una zonaempobrecida en Cr se denomina sensibilización y el tipo decorrosión localizada a que da origen se denomina corrosiónintergranular.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Precipitación de carburos de Cr - Sensibilización

Zona empobrecida en Cr alrededor de un carburo de Cr (M23C6)

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Sensibilización - Casos en que ocurre

Cualquier proceso que someta al AIAC a altas temperaturasy posteriormente a un enfriamiento no tan rápido como paraevitar la precipitación conducirá a un estado sensibilizado,por ejemplo: tratamiento térmico, conformado en caliente,soldadura, solidificación, etc.

El grado de sensibilización dependerá del contenido de Cdel AIAC y de la velocidad de enfriamiento.

De lo anterior se deduce que este fenómeno es muyfrecuente en los AIAC pues son muchos los procesos que serealizan a alta temperatura donde los carburos se disuelveny luego vuelven a precipitar.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Sensibilización – Proceso de soldadura

Muchas fallas están asociadas a la soldadura de componentesfabricados con AIAC. Este fenómeno se le denomina Weld Decay,y corresponde a una banda paralela al cordón de soldadura conapariencia granular producto del ataque intergranular en el mediocorrosivo.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Mediante termocuplas colocados en los puntos A, B, C, D de lasoldadura se determinó que el acero AISI 304 entre los puntos B yC, permaneció en el rango de temperaturas de sensibilizacióndurante un cierto tiempo, originando la precipitación del M23C6.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Ejemplos de sensibilización en una zona de la ZAC de un

cordón de soldadura

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES

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Sensibilización - Método para revertirla

Temple de solubilización (Solution annealing)

Si un acero inoxidable austenítico se encuentra sensibilizado debidoa su procesamiento previo, antes de entrar en servicio debe sersometido a un tratamiento en que se solubilicen completamente loscarburos para luego ser enfriado suficientemente rápido de manerade evitar su posterior precipitación. En la medida en que sea mayor el% de C del acero, será necesaria una mayor velocidad deenfriamiento, la cual estará limitada por el espesor del producto.

Este es el tratamiento más utilizado en estos aceros, lastemperaturas usadas varían entre 1010 y 1120 ºC dependiendo delgrado de inoxidable austenítico. Los medios de enfriamiento vandesde aire a presión hasta agua con agitación, dependiendo del%C del acero y del espesor de la sección a tratar.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Temple de solubilización (Solutionannealing)

Durante este tratamiento se obtieneuna estructura austenítica que tienetodo el Cr en solución sólida y quepor lo tanto está disponible paragenerar la pasivación si se someteal acero a un medio adecuado.

En el tratamiento no aparecemartensita pues la Ms es muy baja.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONVENCIONALES (AIAC)

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Sensibilización - Métodos para evitarla

Disminución del porcentaje de C (Grados L, C≤0,03%)

El descenso del % de C en el acero retrasa la precipitación de loscarburos además de disminuir su cantidad.

Bajo ciertas condiciones, estos grados pueden ser soldadossin necesidad de un tratamiento de temple de solubilizaciónposterior.

Por otro lado, la disminución del C permite aplicar más fácilmenteel tratamiento de temple de solución en caso en que seanecesario. La disminución de la velocidad mínima de enfriamientorequerida disminuye la distorsión y hace posible aplicar eltratamiento en mayores espesores.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS BAJO CARBONO

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Sensibilización - Métodos para evitarla

Disminución del porcentaje de C (Grados L, C≤0,03%)

No obstante, estos A.I.A. de bajo carbono no son satisfactoriopara servicio a la temperatura de sensibilización 540-760ºC,debido a que ellos no son completamente inmune a la formaciónde carburos.

20 s

17 horas

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS BAJO CARBONO

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Sensibilización - Métodos para evitarla

Agregado de elementos estabilizadores (Nb, Ti, Ta)

Si el acero posee elementos más fuertes formadores de carburosque el Cr, estos competirán por el C con el Cr disminuyendo oevitando la precipitación de los carburos M23C6 ricos en Cr y asíimpidiendo la sensibilización.

A tal efecto se agrega Nb, Ti y/o Ta que forman carburos tipo MCque precipitan a temperaturas un poco mayores que los M23C6.

Para promover la precipitación de los MC y así disminuir el C ensolución, en algunos grados estabilizados se puede aplicar unrecocido de estabilización que consiste en calentar al acerodentro del rango donde precipitan los MC (850 a 900 ºC; hasta 5horas dependiendo del espesor).

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS ESTABILIZADOS

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Curvas de precipitación de carburos MC de Ti y Nb y de carburos M23C6. A la derecha pueden verse

carburos de Nb en un acero AISI 347.

NbC

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS ESTABILIZADOS

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Sin embargo, los A.I.A. estabilizados pueden llegar a sersusceptibles a una forma de corrosión intergranular llamadaataque tipo filo de cuchillo, “knife – line attack”.

Esto ocurre durante una soldadura en la que se experimentaaltas Tº capaces de disolver los carburos estabilizados y los deCr.

Si se enfría rápidamente, los NbC y TiC no precipitan y el Ti y Nbpasan a solución, un posterior calentamiento dentro de la bandade sensibilización precipitan lo M23C6 y el material quedasensibilizado. Esto ocurre en soldaduras de varias pasadas y seobserva una faja angosta de corrosión intergranular a amboslados adyacentes a la zona de fusión en la soldadura.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS ESTABILIZADOS

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ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS ESTABILIZADOS

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El Ataque Tipo Filo-Cuchillo puede ser evitado por laselección de variables de soldadura y por el uso de unrecocido de estabilización. Esto último consiste en calentaral material entorno a la soldadura hasta 1060°C para quese disuelva los carburos de cromo y precipiten loscorrespondientes al titanio y niobio. La velocidad deenfriamiento después de esta etapa no es importante.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS ESTABILIZADOS

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Permite evaluar si un A.I.A. es inmune o propenso a la corrosiónintergranular.Probetas que tienen una estructura atacada “aceptable” [Fig. (a) and (b)]son inmune a la corrosión intergranular, mientras que las que propensasmuestran una estructura similar a la Fig. (c)]

Ensayo con ácido oxálico para A.I.A.

Fig. Oxalic acid etch test structures. Etched anodically in 10% Oxalic acid at 1.0 amp/cm2

for 1.5 min. (a) Step structure, solution annealed (500 X), steps between grains, (b) Dualstructure, sensitized, ditches at grain boundaries, but not completely surrounding any onegrain (250 X). (c) Ditch structure, sensitized, ditches at boundaries surrounding grains(500 X), one grain or more completely surrounded by ditches.

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ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

(A.I.F)

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Características generales

Estos aceros poseen dos ventajas importantes frente a losausteníticos:

1. Al ser el Cr un alfágeno, los aceros inoxidables ferríticosno necesitan del Ni para balancear la estructuradeseada, esto hace que, a igualdad de Cr, los ferríticossea más baratos que los austeníticos.

2. Son muy resistentes a la corrosión bajo tensión.

A pesar de ello, debido a la intensa precipitación de carburosy nitruros durante su enfriamiento desde alta temperatura,sufren de serios inconvenientes para su uso comomateriales estructurales. Como: la sensibilización y sufragilización (deterioro de su ductilidad, tenacidad)

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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En general se trata de aleaciones Fe-Cr con bajo contenidode carbono y adición de aleantes:

Con el aumento del %Cr se incrementa la resistencia a la corrosión, perolamentablemente los problemas de fragilización se agravan. El Mo aligual que en los A.I.A. mejoran la resistencia a la corrosión por picadura yrendijas. El Ti y Nb se usan para estabilizar al acero frente a laprecipitación de carburos de cromo.

Composición % Tipo AISI C Mn Cr Others

405 0.08 1.00 11.50-14.50 0.10-0.30Al409 0.08 1.00 10.50-11.75 (6x%C)-0.75 Ti429 0.12 1.00 14.00-16.00 …430 0.12 1.00 16.00-18.00 …434 0.12 1.00 16.0-18.00 0.75-1.25 Mo436 0.12 1.00 16.00-18.00 0.75-1.25Mo; (5x%C)-0.70 Nb442 0.20 1.00 18.00-23.00 …446 0.20 1.50 23.00-27.00 0.25N

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización

La menor solubilidad y mayor difusividad del C y N en la ferritarespecto de la austenita hacen que la precipitación de carburosy nitruros de Cr sea más intensa y mucho más rápida que en losinoxidables austeníticos.

Esta precipitación ocurre tanto en los límites de grano(intergranular) como en dentro de los granos (intragranular) yes mayor mientras mayor es el contenido de Cr.

La precipitación intergranular conduce a la sensibilización talcomo en los inoxidables austeníticos.

La precipitación intragranular fina (carburos y nitruros) deteriorala tenacidad y ductilidad del acero elevando la temperatura detransición.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización (Precipitación decarburos y nitruros)

El problema de la sensibilización es mayor en aceros conmenor contenido de Cr pues la zona empobrecida en Cralrededor de los carburos queda con muy bajo porcentaje deese elemento.

En cambio, el problema de la fragilización es mayor enaceros con mayor Cr pues es mayor la precipitación.

Esto pone un límite para obtener aceros ferríticos de muybuena resistencia a la corrosión (mayor contenido de Cr) yque además sean suficientemente dúctiles y tenaces.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización : Soluciones posibles

• Tratamiento de solubilización y temple: En los acerosferríticos convencionales, la velocidad de precipitación decarburos es lo suficientemente alta que no permite evitarlamediante un temple enérgico. Este método no es factible.

• Tratamiento de recocido: considerando que la precipitación esimposible de evitar en la mayoría de las condiciones reales que sepresentan en la práctica, con el recocido se busca (a) promover laprecipitación de carburos y nitruros, y (b) dar tiempo para que elCr difunda y así se elimine la zona empobrecida en Cr. Durante elrecocido el material pasa un tiempo suficiente en el rango deprecipitación. En este tratamiento también se logra engrosar losprecipitados intragranulares y por ende se reduce lafragilización que causan.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización - Soluciones posibles

Precipitación, difusión del Cr y crecimiento de los precipitados durante el recocido de un acero inoxidable ferrítico.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización - Soluciones posibles

El tratamiento de recocido soluciona el problema de lasensibilización para cualquier nivel de Cr del AIF. Encambio, sólo es efectivo para lograr buena tenacidad en elcaso de los aceros de hasta 20% de Cr. Para nivelesmayores la intensidad de la precipitación es losuficientemente alta como para que los carburos y nitrurosfragilicen el acero aún habiendo crecido durante eltratamiento de recocido.

En los AIFC el recocido es el tratamiento térmico más usado.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS (AIFC)

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Tratamiento de recocido recomendada

Composición % TemperaturaTipo AISI C Mn Cr Others recocido405 0.08 1.00 11.50-14.50 0.10-0.30Al 650-815409 0.08 1.00 10.50-11.75 (6x%C)-0.75 Ti 870-925430 0.12 1.00 16.00-18.00 … 705-790434 0.12 1.00 16.0-18.00 0.75-1.25 Mo 735-790446 0.20 1.50 23.00-27.00 0.25N 760-830

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización - Soluciones posibles

• Uso de elementos estabilizadores: tal como en losinoxidables austeníticos, la introducción de elementos comoel Nb y Ti hace que se formen carburos tipo MC ocarbonitruros MCN y esto disminuye la posibilidad deformación de carburos y nitruros de Cr. Esta solución esefectiva para reducir la sensibilización, pero no para evitarla fragilización. Los carburos y carbonitruros de losestabilizadores también aumentan la temperatura detransición de la ferrita rica en Cr y disminuyen su ductilidad.

En general un acero inoxidable ferrítico estabilizadoposee la misma tenacidad que otro no estabilizado delmismo tenor de C+N.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

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Sensibilización y Fragilización - Soluciones posibles

Bajar el nivel de C y N: la velocidad de precipitación es tanalta que para reducirla de tal forma que sea posible evitarladurante una soldadura o en un tratamiento térmico, esnecesario reducir sensiblemente el contenido de ambosintersticiales (por ejemplo a C+N<100 ppm). Esto ha sidoposible sólo desde hace algunos años y ha dado origen a losaceros inoxidables ferríticos de extra bajos intersticiales(EBI), también llamados superferríticos. En estos aceros esposible elevar el contenido de Cr, introducir más Mo y asíobtener aceros de muy alta resistencia a la corrosión ymucho más resistentes a la CBT que los austeníticos. Sinembargo su costo es muy alto y tienen limitaciones deespesor de producto.

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Composición % (a)Nombrecomún

C Mn Cr Ni Mo Otros

444 0.025 1.00 17.5-19.5 ... 1.75-2.50 0.035 N max (0.2+4(%C+%N))-0.8(Ti+Nb)

E-Brite 0.01 0.40 25.0-27.0 0.50 0.75-1.50 0.05-0.2Nb; 0.2Cu; 0.015N

MONIT 0.025 1.00 24.5-26.0 3.50-4.50 3.50-4.50 0.035N; (0.20+4(%C+%N)min a 0.80 max (Nb+Ti)

Sea-Cure 0.025 1.00 25.0-27.0 1.50-3.50 2.50-3.50 0.035N; (0.20+4(%C+%N) min a 0.80 max (Nb+Ti)

AL-29-4C 0.03 1.00 28.0-30.0 1.00 3.60-4.20 0.045N; 6(%C+%N) (Nb+Ti)

AL 29-4-2 0.01 0.30 28.0-30.0 2.0-2.5 3.50-4.20 0.15Cu; 0.02N; 0.025 max(%C+%N)

Aceros inoxidables ferríticos de extra bajos intersticiales (EBI)

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ALEACIONES DE ALUMINIO

La Corrosión Intergranular de las aleaciones de aluminio resultadel ataque directo de un precipitado que es menos resistente ala corrosión (más activo) que la matriz.

Se da en aleaciones de aluminio de alta resistencia, como losduroaluminio que son sometidos a T.T.

Material solubilizado

Temple

Calentamiento a T°C intermedias ( precipitación desde la sol.

Sobresaturada)

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Page 24: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

La difusión es más rápida en los límitesde grano que en el interior de losgranos. Esto produce que mientras queen los granos se forma los precipitadosmetaestables, en el límite de grano losprecipitados son de equilibrio.

Cuando se alcanza la máxima durezaen el duroaluminio, esto corresponde ala máxima susceptibilidad al ataqueintergranular.

Aleaciones Al-Cu (2xxx) and Al-Zn-Mg-Cu(7xxx): zonas adyacentes a loslímites de grano disminuidas en Cu ylos precipitados de (Al2Cu) sonatacados anódicamente.

En aleaciones Al-Cu, elenvejecimiento estádeterminado por laformación de precipitadosde equilibrio Al2Cu en los L.G.

ALEACIONES DE ALUMINIO

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Otras aleaciones de aluminio

1. Aleaciones Al-Mg (5xxx): Mg2Al8 es activorespecto a la matriz.

2. Aleaciones Al-Mg-Zn (7xxx): MgZn2 es activorespecto a la matriz.

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Page 25: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

DEALEADO O DISOLUCIÓN SELECTIVA

Ing. Nilthon E. Zavaleta Gutierrez

Durante el dealeado, el elementomenos noble de una aleación sedisuelve en forma preferencial, dejandouna estructura residual alterada.

DEALEADO O DISOLUCIÓN SELECTIVA

Dos teorías son propuestas:

1. Los dos metales en una aleaciónson disueltas y una es redepositadaen la superficie.

2. Un metal es selectivamente disueltodesde una aleación, dejando unresiduo poroso de las especies másnobles.

No obstante otros postulan que ambosmecanismos toman lugar.

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Page 26: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

DEALEADO O DISOLUCIÓN SELECTIVA

Aleación Medio Elemento Removido

Latón (Cu-Zn)

Fundición gris

Bronces al aluminio

Bronces al silicio

Bronces al Estaño

Cobre - Níquel

Algunas aguas, especialmente bajo condiciones estancadas.

Suelos y aguas estancadas

Ácido fluorhídrico, ácidos conteniendo iones cloruro.

Vapor a altas temperaturas y especies ácidas

Vapor o salmuera caliente

Altos flujos de calor y velocidades bajas de agua (en tubos condensadores)

Zinc (dezincificado)

Hierro (corrosión grafítica)

Aluminio (dealuminizado)

Silicio (desiliconado)

Estaño (destanificado)

Níquel (deniquelado)

Aleaciones - medios - elementos preferencialmente removidos.

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El dealeado puede presentarse:

Dealeado generalizado:

Tipo capas extendidas que abarcatoda la superficie expuesta (similara una corrosión generalizada).

Dealeado tipo tapón:

Ataque localizada formandotapones del metal residual. Tieneuna gran profundidad relativa endirección perpendicular a lasuperficie, y puede producir laperforación del componente enforma similar al proceso de picado.

Dezincificación de un latón dealmirantazgo. En un tubo deintercambiador de calor, Poros conpartículas de cobre desintegradas

Dezincificación de un latón alfa (70Cu-30Zn). La línea delimita el ataque con la estructura

DEALEADO O DISLUCIÓN SELECTIVA

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Page 27: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

Dezincificación tipo capas de un componentede una bomba fabricada de latón.

Dezincificación tipo tapón debajo de undepósito en un tubo de latón de almirantazgo

DEALEADO O DISLUCIÓN SELECTIVA

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DEALEADO: Denzicificación

Desinzificación de un eje deválvula de construido delatón al silicio

1. Aleaciones Cu-Zn con contenidos dezinc mayores al 15% sonsusceptibles a dicho fenómeno.

2. Remoción selectiva del zinc produceuna película porosa y débil de cobrey óxido de cobre (90 al 95% Cu,resto CuO).

3. El ataque penetra debilitando laestructura y permitiendo la fuga delíquidos o gases a través de laestructura porosa remanente.

4. La dezincificación puede ser del tipotapón o uniforme.

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Page 28: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

Los latones > 85%Curesisten a la dezincificación.

La dezincificación delatones bifásicos es severa,y ocurre en dos etapas.

1. Primero la fase conalto contenido de zinc.

2. Segundo la fase conbajos contenidos de zinc.

El estaño tiende a inhibir el dealeado, especialmente en aleacionesfundidas.

DEALEADO: Denzicificación

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1. Es la segunda forma másfrecuente de dealeado yocurre en mediosrelativamente inocuos.

2. El grafito en la fundición grises catódico respecto alhierro, y permanece en laaleación como una masaporosa y muy débil cuandoel hierro se disuelve.

Corrosión grafítica de un tubo subterráneode transporte de agua

DEALEADO: Corrosión grafítica- Fundición gris

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Page 29: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

Impulsor de una bomba atacadapor corrosión grafítica. Lasuperficie interna y externa delmetal se ha convertido en óxidomás grafito.

DEALEADO: Corrosión grafítica- Fundición gris

Ocurre en sistemas dealimentación de agua: Bombas,líneas de suministro, válvulas, etc.

Generalmente la corrosiónprogresa lentamente tomandoalgunos meses o aún años paraproducir ataque significantes.

Se previene con una mejorselección de la aleación,tratamiento del agua paraincrementar el pH a ligeramentealcalino y evitar aguasestancadas.

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La corrosión grafítica ocurre en menor proporción en la fundicióndúctil y la fundición maleable debido a que no hay una estructurade grafito que permanezca unida en el residuo. Las aleacionesblancas, por su parte, no tiene prácticamente carbono libre, porlo que tampoco sufre corrosión grafítica.

Superficie externa (a) del tubo de fundición gris exhibiendo una severa corrosiónGrafítica (b) región más cercana de la región corroída (c) corrosión alrededor delas hojuelas de grafito

DEALEADO: Corrosión grafítica- Fundición gris

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Page 30: 2. Corrosion Influenciada Metalurgicamente

GRAFITIZACIÓN

La corrosión grafítica es a menudoconfundida con la grafitización.

Grafitización (cambio microestructural)ocurre en aceros al carbono o de bajaaleación cuando están sometidos atemperaturas moderadamente altas(455 – 595ºC) durante prolongadosperíodos (encima de las 40.000 horas).

La grafitización resulta de ladescomposición de la perlita en ferrita ygrafito y puede fragilizar,particularmente cuando las partículasde grafito se agrupan en estructurascontinuas en piezas que estánsometidas a cargas.

Corrosión grafítica de un impulsor deuna bomba de fundición gris después de12 dias de servicio en H2SiF6. La capaque se observa es de grafito.

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Dealuminizado

El dealeado ocurre en algunas aleaciones de Cu-Al, en particularcuando estas contienen 8% de Al. La fase del bronce alaluminio es atacado, quedando un residuo poroso de Cu.

Deniquelado

El dealeado de níquel en aleación 70Cu-30Ni es raro, pero ha sido observado a Tº encima de los 100ºC, en condiciones de flujo lento.

Destanificado y Desiliconado:

Las dealeado de estaño en bronces al estaño fundidos han sidoobservados como un caso raro en salmuera caliente o vapor. Losbronces al silicio sufren desiliconado en vapores a altatemperatura más presencia ácida.

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