Evaluación de la susceptibilidad al agrietamiento por exposición a ácido sulfúrico en aceros inoxidables 316L y dúplex SAF 2205 por medio de ensayos destructivos y microscopia electrónica de barrido

Abstract

La investigación planteó el análisis comparativo de propiedades mecánicas de dos aceros inoxidables el austenitico316L y el Dúplex SAF 2205, con la finalidad de determinar la resistencia a la corrosión en contacto con ácido sulfúrico a las concentraciones de 10%, 20% y 30%, con temperaturas de 25ºC y 40ºC, surge la interrogante ya que en Fundición del Centro C.A. en la planta de trituración de baterías los componentes interactuaran con ácido sulfúrico al 10% lo que está generando corrosión a los componentes que están fabricados en acero inoxidable 316L y se estudió la factibilidad de ser sustituido por acero Dúplex SAF 2205. Se realizaron ensayos de tracción, impacto, dureza Rockwell, micro-dureza Vickers, además se calculó la velocidad de corrosión y se evaluó el deterioro microestructural por microscopia óptica y electrónica de barrido con EDX. Se determinó la reducción de la resistencia mecánica en un rango de 30% y 47.5% para el acero inoxidable 316L y de un 2% y 11% para el acero inoxidable dúplex SAF 2205 para la condición de mínima y máxima degradación por el ácido las cuales fueron del 10% de H2SO4 a 25ºC y 30% de H2SO4 a 40ºC respectivamente, con una pérdida de peso para las mismas condiciones entre 0% y 18% para el acero inoxidable 316L y de 0% y 4.3% para el acero inoxidable dúplex SAF 2205. El ácido sulfúrico generó un ablandamiento reflejado por el aumento de la ductilidad entre un 5% y 15% para el acero inoxidable 316L y de un 15% y 28% para el acero inoxidable dúplex SAF 2205 para la condición de mínima y máxima degradación por el ácido las cuales fueron del 10% de H2SO4 a 25ºC y 30% de H2SO4 a 40ºC respectivamente. Los resultados del ensayo Charpy en V indicaron que el H2SO4 no generó variación en la energía absorbida por Impacto para ambos aceros ya que la variación de la misma fue inferior al 5%. Se demostró que no existe cambio microestructural por efecto de la exposición al ácido sulfúrico. Por MEB se observó que el proceso de sensibilización generó la precipitación de carburos en los límites de grano, por EDX se identificaron segregaciones en la fase Ferrítica del Dúplex SAF 2205. El análisis fractográfico de las superficies de fractura de tracción y Charpy evaluado por MEB arrojo un mecanismo de fractura por coalescencia de cavidades evidenciado por una fractura completamente dúctil.