Objetivo El objetivo de este trabajo es evaluar la susceptibilidad al agrietamiento del acero inoxidable 304 mediante la determinación del factor de intensidad de esfuerzos umbral (KISCC). Desarrollo experimental Probetas compactas de tensión preagrietadas por fatiga se colocaron en una cámara ambiental, que consiste de una celda de corrosión y una celda de carga. (Ver figura 1).
Figura 1 Esquema del dispositivo de corrosión: celda de corrosión y celda de carga Los ensayos en las probetas se realizaron a desplazamientos constantes con dos factores de intensidad de esfuerzos (34 y 55 MPa m1/2) y manteniendo la punta de la grieta de la probeta sumergida en el medio. En la tabla 1 se observan las condiciones de prueba. Tabla 1 Condiciones a las que se expusieron las probetas en las diferentes direcciones de laminación
Nota: LK# = probeta de mecánica de fractura en la dirección longitudinal TK# = probeta de mecánica de fractura en la dirección transversal Los potenciales anódicos que se aplicaron para garantizar el rompimiento de la película de óxido en las probetas fueron de 400mV para Ca(OH)2 + H2O mar; -100 mV para H2O mar. Estos potenciales anódicos en las probetas se determinaron con la técnica electroquímica extrapolación de Tafel. Resultados La composición química obtenida por absorción atómica es típica de un acero inoxidable 304L. Las propiedades mecánicas del acero varían de acuerdo a la orientación de la muestra tomada de la placa con respecto al conformado mecánico, es decir, en la dirección transversal (sYS= 281,287 MPa, sU=609,838 MPa), se tiene una mayor resistencia mecánica que en la dirección longitudinal (sYS=276,286 MPa, sU=592,064 MPa). En la figura 2 se tiene la gráfica comparativa de las pruebas de Extrapolación de Tafel para el acero inoxidable en diferentes medios. Se encontró que Vcorr es mas alta en el medio Ca(OH)2 y agua de mar que del medio Ca(OH)2. Es decir, el contenido y tipos de cloruros tienen un efecto significativo en la velocidad de corrosión del acero inoxidable 304 L. (Ver tabla 2).
Tabla 2 Resultados obtenidos en los cuatro ambientes
Nota: SS=acero inoxidable Al analizar la superficie de fractura de las probetas compactas de tensión, se observó que no presentan ninguna evidencia de crecimiento de grieta con el factor de intensidad de esfuerzos aplicados, lo que indica la poca susceptibilidad del acero en los diferentes medios y cargas aplicados. Conclusión Se demostró que el acero inoxidable 304L no es susceptible a la corrosión bajo esfuerzos en las condiciones de pruebas efectuadas. A pesar que se utilizaron las condiciones más extremas de ambiente y carga para el crecimiento de la grieta. Las pruebas de tensión demuestran un efecto del conformado mecánico en las propiedades en tensión, lo cual indicaría también un efecto en las propiedades de mecánica de fractura (KISCC). Bibliografía ASM HANDBOOK. “Corrosion. 9na. edic.”, ASM INTERNATIONAL, Estados Unidos de América: Vol. 13: 17-49, 61-189,231-241, 547 -565, 893-925. 1998. ASTM E 1681-99. “Determining Threshold Stress Intensity Factor for Environment-Assisted Cracking of Metallic Materials”, Standard Test Method. 1-11. 2000. Aaltonen P., Bojinov M. and col. “Facts and views on the role of anionic impurities, crack tip chemstry and oxide films in environmetally assisted cracking”. Espoo. VTT Tiedotteita- Research Notes 2148: 7-51 + app. 15p. 2002. Dietzel W. “Guidelines for fracture mechanics SCC testing, Project Characterization of Susceptibility of Metallic Materials to Environmentally Assisted Cracking”. GKSS-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh: Final report: 1-160. 1995. Jorge TERÁN * Síntesis del trabajo presentado en la 210 reunión de la Sociedad Electroquímica 2006 (210th Electrochemical Society Meeting, 2006)
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