ESTUDIO DE LA MORFOLOGÍA DE FRACTURA DE UN ACERO INOXIDABLE DÚPLEX ENVEJECIDO ISOTÉRMICAMENTE A 475 ºC / FRACTURE MORPHOLOGY STUDY OF A DUPLEX STAINLESS STEEL ISOTHERMICALLY AGED AT 475 ºC

Resumen

Se ha estudiado el proceso de ruptura por tensión a temperatura ambiente en un acero inoxidable dúplex, luego de serenvejecido isotérmicamente a 475 ºC por tiempos comprendidos entre 1 y 120 h. Las superficies de fractura obtenidasfueron estudiadas mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y los perfiles de fractura correspondientes, a travésde un Analizador de Imágenes (AI). La Dimensión Fractal de estas superficies fue determinada mediante el Método de lasIslas y relacionada con las propiedades mecánicas del material. Se observó el mecanismo de coalescencia de cavidades enel intervalo de tiempos comprendido entre 1 y 120 h, mientras que únicamente para las muestras tratadas por 120 h, seobservó la formación incipiente de grietas secundarias de naturaleza intergranular. La resistencia general del acero seincrementó de forma continua con el tiempo de tratamiento, mientras que la ductilidad disminuyó. Por otra parte, laDimensión Fractal aumentó desde la condición original (1,09), hasta la condición para 6,5 h (1,30), lo que fue asociado a unaumento de la complejidad de las cavidades en las superficies de fractura. Por el contrario, los valores de la DimensiónFractal disminuyeron a partir de la condición para 6,5 h de envejecimiento (1,30), hasta la condición correspondiente a 120h (1,05), cambio atribuido a la presencia de un menor tamaño de cavidad y al inicio de un proceso de agrietamientosecundario intergranular, obteniéndose entonces una menor irregularidad de las superficies de fractura respectivas.

ABSTRACT

The tension fracture process at room temperature has been studied in a duplex stainless steel isothermically aged at 475 ºCbetween 1 and 120 h. The fracture surfaces were studied by means of scanning electron microscopy (SEM) and the fractureprofiles by an Image Analyzer (IA). The Fractal Dimension of these surfaces was measured by the Slit Island Method, andtheir values were related with the mechanical properties. The micro-void coalescence mechanism of fracture was observedfor the aging times ranged between 1 and 120 h, and intergranular microcracks were developed just for the aging conditionof 120 h. The strength of the steel continuously increases with the aging time, and the ductility decreases. On the otherhand, the Fractal Dimension increases from 1,09 (the as-received condition), to 1,30 (6,5 h of aging), which was related tothe increased complexity of the micro-voids on the fracture surfaces. On the other hand, the Fractal Dimension decreasesfrom 1,30 (6,5 h of aging), to 1,05 (120 h of aging). This behaviour was related to a smaller micro-void size, to the initialprocess of intergranular secondary cracking and to the smaller tortuosity of the corresponding fracture surfaces.Keywords: duplex steels, fractography, fracture profile, fractal dimension, micro-void coalescence.