Evaluación del efecto térmico en un acero microaleado sometido a agrietamiento por corrosión bajo tensión

Resumen. El objetivo del presente trabajo es evaluar el comportamiento de un acero microaleado X-70 con tratamientos térmicos de envejecido (30 min. Y 1 hora) y temple y revenido (73044°C, 795°C y 860°C) en etanol de maíz ante el fenómeno de agrietamiento por corrosión bajo esfuerzo (SCC por sus siglas en ingles). Con la finalidad de dilucidar si el acero presenta susceptibilidad al SCC en etanol de maíz se realizaron pruebas de polarización potenciodinámicas, fluorescencia de rayos X al óxido generado, pruebas de tensión en deformación lenta (SSRT por sus siglas en ingles) y caracterización morfológica del óxido, además de las pruebas anteriores también se realizaron estudios para caracterizar el acero X-70, tales como, espectroscopia por chispa, pruebas de tensión, análisis microestructural, dilatometría y análisis fractográfico. Los tratamientos térmicos realizados incrementaron las propiedades mecánicas del acero, siendo el envejecido a 1 hora el que presentó el mayor valor de esfuerzo último a la tensión (UTS por sus siglas en ingles) de 654 MPa y los tratamientos de temple y revenido a 730°C y 860°C los que presentaron el mayor valor de elongación, ambos con 26%. El acero presentó una microestructura de tipo bainita superior con granos finos y alargados debido al proceso termomecánico con el cual fue fabricado. Las probetas ensayadas mediante SSRT mostraron un comportamiento de tipo dúctil y un porcentaje de deformación superior al 79% en todas las condiciones, lo que indica una muy baja susceptibilidad al fenómeno de SCC. Los resultados de fluorescencia de rayos X corroboran lo anterior debido a que el compuesto principal del óxido formado en la superficie fue Fe2O3, el cual se sabe no es soluble en etanol, por lo tanto es resistente al desprendimiento y la consecuente formación de picadura, una de las principales causas de iniciación de grieta en SCC.

Abstract. The aim of the present work was to evaluate the behavior of a micro-alloyed steel X-70 with different heat treatments in corn ethanol against the stress corrosion cracking phenomenon. In order to elucidate if the steel shows susceptibility to SCC in corn ethanol, potentiodynamic polarization tests, X-ray fluorescence, slow strain rate tests (SSRT) and morphological characterization of the oxide were carried out. In addition to the previous tests, studies were also carried out to characterize the X-70 steel, such as spark spectroscopy, tension test, microestuctural analysis, dilatometry and fractographic analysis. The heat treatments carried out increased the mechanical properties of the steel, being the 1 hour aged the one that presented the highest ultimate tensile strength value (UTS) of 654 MPa and quenching and tempering treatments at 730 °C and 860 °C showed the highest elongation value, both with 26%. The steel presented an upper bainite microstructure with fine and elongated grains due to the thermomechanical process with which it was manufactured. The specimens tested by SSRT showed a ductile behavior and a deformation percentage greater than 79% in all conditions, which indicates a very low susceptibility to the SCC phenomenon. The X-ray fluorescence results corroborate this results due to the main compound of the oxide formed on the surface was Fe2O3, which is known not to be soluble in ethanol, therefore it is resistant to detachment and the consequent formation of pitting, one of the main causes of SCC crack initiation.