producción y Cualificación, para aplicaciones de fusión, de un acero de baja actividad ferrítico-martensítico, asturfer® Ana Morán de vega

índice Objetivos Procedimiento Experimental Trabajo en curso Conclusiones RESULTADOS

OBJETIVO RAFM ASTURFER® desarrollo a escala semi-industrial de un acero de activación reducida ferritico/martensítico RAFM que cumpla con las especificaciones de composición química y propiedades mecánicas del acero Eurofer, (acero de referencia europeo para los TBM) ASTURFER®

Procedimiento EXPERIMENTAL Diseño de la colada experimental: Diseño del proceso de Fusión y moldeo: Selección; Análisis químico y preparación de las materias primas: Materias primas convencionales .

Procedimiento experimental Horno eléctrico de fusión por inducción de alto vacío (HVIM) Potencia: 125kW. Frecuencia: 3000Hz. 2 Bobinas con capacidades de 50 y 100Kg Atmósfera controlada (vacío o Argon) Sistema de refrigeración: Circuito cerrado de agua Pre-cámara: Revolver con sistema de pre-cámara para realizar las adiciones, tomar muestras del acero en estado líquido y medir la temperatura Adiciones Control de Temperatura Toma de muestras

Procedimiento experimental Fusión de acero de Ultra Bajo Contenido en Carbono

Procedimiento EXPERIMENTAL Laminación en caliente Pasadas acabadoras Pasadas de desbaste Tdesbaste=1150, 1100 y 1050ºC nº pasadas=3 reducciones=15, 20 y 20% Trecalentamiento =1200ºC Sección de enfriamiento Tinicio=1000ºC Tfinal=900ºC Venfriamiento ≈ 1ºC/s (aire) nº pasadas=5 reducciones=20, 20, 25, 25 y 25% ei=100mm ef=14mm e=54mm Horno de Recalentamiento Tratamientos Térmicos Bruto Laminación en Caliente Normalizado 980 ºC/ 30 min Revenido 750 ºC/ 1 h Normalizado 960 ºC/ 30 min Revenido 750 ºC/ 2h

Procedimiento EXPERIMENTAL Ensayos realizados Estudios dilatométricos Análisis Químico: ICP, Absorción Atómica y Análisis Elemental Microscopía óptica Microscopía electrónica de barrido Propiedades Mecánicas: Ensayos de tracción

resultados Composición química W W W [%wt] Eurofer 97-2 AF1 AF2 Cr 8,5-9,5 8,9 8,8 C 0,09-0,12 0,12 0,11 Mn 0,20-0,60 0,39 0,44 P <0,005 0,004 0,003 S 0,007 0,005 V 0,15-0,25 0,19 B <0,002 0,001 N 0,015-0,045 0,010 O <0,01 0,01 0,02 W 1,0-1,2 1,4 1,1 Ta 0,10-0,14 0,10 Ti Nb Mo Ni Cu Al 0,05 Si <0,05 0,04 Co 0,008 0,006 [%wt] Eurofer 97-2 AF1 AF2 Cr 8,5-9,5 8,9 8,8 C 0,09-0,12 0,12 0,11 Mn 0,20-0,60 0,39 0,44 P <0,005 0,004 0,003 S 0,007 0,005 V 0,15-0,25 0,19 B <0,002 0,001 N 0,015-0,045 0,010 O <0,01 0,01 0,02 W 1,0-1,2 1,4 1,1 Ta 0,10-0,14 0,10 Ti Nb Mo Ni Cu Al 0,05 Si <0,05 0,04 Co 0,008 0,006 [%wt] Eurofer 97-2 AF1 AF2 Cr 8,5-9,5 8,9 8,8 C 0,09-0,12 0,12 0,11 Mn 0,20-0,60 0,39 0,44 P <0,005 0,004 0,003 S 0,007 0,005 V 0,15-0,25 0,19 B <0,002 0,001 N 0,015-0,045 0,010 O <0,01 0,01 0,02 W 1,0-1,2 1,4 1,1 Ta 0,10-0,14 0,10 Ti Nb Mo Ni Cu Al 0,05 Si <0,05 0,04 Co 0,008 0,006 [%wt] Eurofer 97-2 AF1 AF2 Cr 8,5-9,5 8,9 8,8 C 0,09-0,12 0,12 0,11 Mn 0,20-0,60 0,39 0,44 P <0,005 0,004 0,003 S 0,007 0,005 V 0,15-0,25 0,19 B <0,002 0,001 N 0,015-0,045 0,010 O <0,01 0,01 0,02 W 1,0-1,2 1,4 1,1 Ta 0,10-0,14 0,10 Ti Nb Mo Ni Cu Al 0,05 Si <0,05 0,04 Co 0,008 0,006 [%wt] Eurofer 97-2 AF1 AF2 Cr 8,5-9,5 8,9 8,8 C 0,09-0,12 0,12 0,11 Mn 0,20-0,60 0,39 0,44 P <0,005 0,004 0,003 S 0,007 0,005 V 0,15-0,25 0,19 B <0,002 0,001 N 0,015-0,045 0,010 O <0,01 0,01 0,02 W 1,0-1,2 1,4 1,1 Ta 0,10-0,14 0,10 Ti Nb Mo Ni Cu Al 0,05 Si <0,05 0,04 Co 0,008 0,006

Estado de laminación en Caliente ; resultados MICROeSTRUCTURa 229 HV30 Estado de laminación en Caliente ; Normalizado 980 °C/ 30 min y Revenido 750 °C/ 1 h 11-11.5 ASTM

resultados MICROeSTRUCTURa

resultados MICROeSTRUCTURa

PROPiedades mecánicas resultados PROPiedades mecánicas Especificaciones del EF: Límite Elástico: 500 MPa Carga de Rotura: 600 MPa Alargamiento: 15 % Bruto Laminación en Caliente Normalizado 980 ºC/30 min Revenido 750 ºC/ 1 h Normalizado 960 ºC/ 30 min Revenido 750 ºC/ 2h

resultados Curvas CCt Curvas CCT del acero AF1

Ciclo térmico de ablandamiento resultados Ciclo térmico de ablandamiento DILATOMETRÍA AF1: 0.02 ºC/s; 144 HV30 AF2: 0.05 ºC/s; 144 HV30

trabajo en curso Estabilidad de la martensita Soldabilidad Mejoras en el proceso de fusión, nuevas coladas experimentales

CONCLUSIONeS Se han desarrollado dos coladas de acero de calidad Eurofer en un horno de fusión por inducción de alto vacío y atmósfera controlada (HVIM) usando materias primas convencionales. Se obtuvo una microestructura de martensita revenida de grano fino. Cumplen con los requisitos de composición química, especialmente en cuanto a los contenidos de: Nb, Mo y Ni. También cumplen las especificaciones desde el punto de vista de las Propiedades Mecánicas en cuanto a límite elástico, carga de rotura y alargamiento.

agradecimientos El proyecto CONSOLIDER TECNO_FUS INGENIO 2010 está financiado por el miniesterio de Ciencia e Innovación. El CIEMAT está llevando a cabo estudios de microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM/EDS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM/EDS); Ensayos de tracción, Ensayos de Tenacidad a la Fractura y Ensayos de Impacto Charpy La Universidad de Oviedo: Caracterización a fractura del acero Asturfer. Efecto de la triaxialidad  

¡Muchas gracias por su atención!

PROPiedades mecánicas resultados PROPiedades mecánicas Especificaciones del EF: Límite Elástico: 500 MPa Carga de Rotura: 600 MPa Alargamiento: 15 % Bruto Laminación en Caliente Normalizado 980 ºC/30 min Revenido 750 ºC/ 1 h Normalizado 960 ºC/ 30 min Revenido 750 ºC/ 2h EF2: 960 ºC/1.5 h + 750 ºC/4h/aire AF: 960 ºC/0.5 h + 750 ºC/2 h/aire

procedimiento preliminar de soldadura trabajo en curso fabricación procedimiento preliminar de soldadura

Estabilidad de la martensita AF2A (AF2 LC900) trabajo en curso Estabilidad de la martensita AF2A (AF2 LC900) 500 ºC 217 HV30 206 HV30 550 ºC 212 HV30 30 días 180 días