Desarrollo de microestructuras de alta resistencia a fluencia en aceros ferríticos-martensíticos 9Cr a través de la optimización del procesado o de la composición química

Abstract

Actualmente, existe una necesidad de incrementar la temperatura de operación de los aceros ferríticos/martensíticos 9Cr con el objetivo de aumentar la eficiencia de las futuras centrales de generación de energía. Como ejemplo, en el caso de las centrales térmicas, un aumento del 1 % en la eficiencia implica la reducción de 2.4 millones de toneladas de CO2, 2000 toneladas de NOx, 2 000 toneladas de SO2 y 500 toneladas de partículas. La temperatura máxima de operación de los aceros ferríticos/martensíticos 9Cr está en 620 °C debido a su baja estabilidad microestructural a temperaturas más elevadas. La microestructura de estos aceros está compuesta por martensita revenida con una alta densidad de dislocaciones. Durante la fluencia, esta microestructura evoluciona hacía una microestructura más estable de ferrita y precipitados. Esta recuperación de la microestructura produce una caída de la resistencia por una disminución en la densidad de dislocaciones y engrosamiento de las lajas, paquetes y bloques martensíticos. El engrosamiento de estas características microestructurales y la caída en la densidad de dislocaciones está impedido por dos tipos de precipitados, los M23C6 y los MX...

Nowadays, there is a need to increase the operation temperature of 9Cr ferritic/martensitic steels to improve the efficiency of future power plants. As an example, in the case of coal fired power plants, an increase of 1 % in the efficiency allows the reduction of 2.4 millions of tons of CO2, 2 000 tons of NOX, and 500 tons of particles. The maximum operation temperature for the 9Cr ferritic/martensitic steels is 620 °C due to their low microstructural stability at higher temperatures. The microstructure of these steels consist in tempered martensite with a high dislocation density. During creep, this microstructure evolves to a more stable microstructure, which consists of ferrite and different kinds of precipitates. The evolution towards this microstructure produces a drop in the creep strength by a decrease in the dislocation density and the coarsening of martensitic laths and blocks. The coarsening of these microestructural features and the drop in the dislocation density is hinded by two kinds of precipitates, M23C6 carbides and MX carbonitrides...