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In the present study, spectral analysis of ultrasonic signals and measurements of the velocity of longitudinal ultrasonic waves have been carried out on a duplex stainless steel type 2205. Specimens were annealed at 875°C in time periods between 1800 and 86400 s in order to promote microstructural changes associated to σ-phase formation. Transducers with frequencies of 5, 10 and 17 MHz were used to obtain power spectra. The spectra corresponding to long time treatments showed a high attenuation of the ultrasonic waves, which is attributed to the precipitation of σ-phase and secondary austenite. Furthermore, overall results suggest that spectra obtained at frequencies of 10 and 17 MHz allow, with acceptable accuracy, distinguishing the microstructural changes that take place in this duplex steel for prolonged aging times.

RESUMEN:En el presente estudio se evalúa el comportamiento dinámico de las señales ultrasónicas de muestras de acero dúplex SAF 2205 (UNS31803), sometidos a tratamientos de envejecimiento a 875 y 950 °C. En el primer tratamiento se promueve la precipitación de la fase sigma y en el segundo su disolución. Los resultados obtenidos por microscopía óptica indican que la cantidad relativa de la fase sigma aumenta progresivamente con el tiempo de envejecimiento a 875 °C, observándose la transformación de la fase ferrita en fase sigma y en austenita secundaria. Por otra parte, a medida que se aumenta el tiempo de tratamiento a 950 °C, se observa una reducción del porcentaje de fase sigma y un aumento de la fase ferrítica. El estudio propone evaluar en el ámbito de sistemas dinámicos la influencia de las fases microestructurales en el comportamiento de las señales y su dependencia con las pérdidas de energía, que ocurren en el sistema por efecto de los tratamientos térmicos, utilizando la teoría del caos determinista. Para caracterizarlos se emplea la representación del espacio de fases dinámicas y el cálculo de la dimensión de información. Los resultados obtenidos muestran una mayor correlación entre la dimensión de información y el coeficiente de atenuación, en comparación con las fracciones de fase. No obstante, la eficiencia de este tipo de estudio depende de la frecuencia seleccionada durante la evaluación del material. SUMMARY: Dynamics characterization of microstructural changes in bars of duplex steels SAF 2205 using the information dimension.This study evaluates the ultrasonic signals behavior of a duplex stainless steel SAF 2205 (UNS S31803) after aging treatments at 875 and 950 °C. The first treatment promotes the precipitation of the sigma phase and the second, its dissolution. The microstructural evaluation was carried out by optical microscopy. The results showed an increase of the sigma phase fraction and the secondary austenite with the time of aging treatment at 875 °C. On the other hand, increasing the time of treatment at 950 °C promotes a reduction of the sigma phase and the corresponding increase of the ferrite phase fraction. The study proposed to evaluate in the dynamical system field the influence of microstructural phases in the signals behavior and their dependence on the energy losses occurring in system during heat treatment, by deterministic chaos theory. To accomplish characterization, algorithm employs the representation of dynamic phase space and the information dimension estimate. The results show a higher correlation between the information dimension and the attenuation coefficient in comparison with the phase fractions. However, the efficiency of this type of study will depend on the frequency selected for the evaluation of the material.