Influencia del tiempo de revenido a 780°C sobre la resistencia al creep del acero ASTM A335 P91

Abstract

It has been investigated the effect of tempering time at 780°C on the creep strength of ASTM A335 grade P91 steel. The tempering temperature corresponded to the industrial tempering temperature and the times evaluated were chosen in such a way to accumulate, between the tempering prior as received (40 min) and the treatment carried out in the laboratory, times of 3; 4; 5; 5,5; 5,7; 6 and 7 hours, so that in practice a double tempering was applied. Subsequently, the samples were creep tested at 600 ºC and 190 MPa up to rupture. The results show that a tempering time to 780 ºC has a very significant impact on the creep strength of the P91 steel. Up to 3 hours of tempering, the P91 steel retains its creep strength, with a minimum creep rate of 7x10 -9 s -1 . This creep strength falls off sharply to the 5 hours of tempering (1.5x10 -7 s -1 ), and retrieved to the 5.5 hours (3 x10 -8 s -1 ). This creep behavior is probably related to the evolution of the MX particles during tempering. The average size of the particles of the second phase in the samples tempered to 780 °C during different times and subjected to creep to 600 °C, would indirectly indicate a state of dissolution and reprecipitation of MX particles, which occurs during the tempering. Creep rupture occurs by the nucleation, Se investigó el efecto del tiempo de revenido a la temperatura de 780 °C sobre la resistencia al creep del acero ASTM A335 grado P91. La temperatura de revenido correspondió a la temperatura de revenido industrial y los tiempos evaluados se eligieron de tal manera de acumular, entre el revenido previo del material de suministro (40 minutos) y el tratamiento realizado en el laboratorio, tiempos de 3; 4; 5; 5,5; 5,7; 6 y 7 horas, por lo que en la práctica se aplicó un doble revenido. Posteriormente, las muestras fueron ensayadas a 600 ºC y 190 MPa hasta rotura. Los resultados muestran que el tiempo de revenido a 780 ºC, tiene un efecto muy importante en la resistencia al creep del acero P91. Hasta 3 horas de revenido, el acero P91 mostró una buena resistencia al creep con una velocidad mínima de creep de 7x10 -9 s -1 . Una marcada caída en la resistencia al creep se observó para un tiempo de revenido de 5 horas (1.5x10 -7 s -1 ), con una posterior recuperación a las 5.5 horas (3x10 -8 s -1 ). Este comportamiento al creep probablemente esté relacionado a la evolución de las partículas MX durante el revenido. El tamaño promedio de las partículas de segunda fase en las probetas revenidas a 780º C con diferentes tiempos y sometidas a creep a 600º C, indicarían de manera indirecta un estado de disolución y re-precipitación de las partículas MX que ocurre durante el revenido. La rotura por creep ocurre por la nucleación, crecimiento y coalescencia de cavidades en regiones próximas a los límites de grano de austenita previa, resultando en una fisura y propagación de la fisura hasta su rotura. Palabras clave: Acero 9% Cr, Comportamiento a creep, Resistencia a creep, Precipitación.