¿Qué tiempo hace? La primavera El invierno El otoño El verano Las estaciones:
Ciencia de 4 Estaciones - Primavera de 2018
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Integrantes:• Dr. Ing. Zappa, Sebastián (FI-UNLZ)• Ing. Pelayo, Marcelo (FI-UNLZ)• Dr. Ing. Svoboda, Hernán (FI-UBA)• Dr. Ing. Zalazar, Mónica (FI-UNCOMA)• Sr. Martínez Juan (INTI – alumno FI-UNLZ)• Sr. Durand, Ignacio (alumno FI-UNLZ)• Sr. Episcopo, Nicolás (alumno FI-UNLZ)
Estudios “in situ” de difracción de rayos x de alta energía sobre la estabilidad termo-mecánica de la austenita en aceros
inoxidables supermartensíticos
SEGUNDO ENCUENTRO ANUAL DE CENTROS CIC
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CIECTI
Centro Interdisciplinario de Estudios en Ciencia, Tecnología e Innovación
Se espera que la producción offshore de
pyg a nivel global continúe en el futuro en
una senda de crecimiento sostenido
(gráfico 2).
En las últimas décadas más del 90% de los
grandes descubrimientos de hidrocarburos
en el mundo se dieron bajo las aguas de
los mares (gráfico 1).
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La Argentina cuenta con once cuencas que
han sido exploradas en mayor o menor
medida en diferentes momentos históricos
y con resultados diversos.
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En la actualidad prácticamente todas las
cuencas marinas de hidrocarburos se
encuentran improductivas, con excepción
de la cuenca Austral, principalmente
gasífera –su offshore produce mas del 15%
del gas natural del país–.
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En 2014 el offshore proveyó el 17,4% de la
producción nacional de gas natural y el
2,8% de petróleo, a partir de dos
concesiones ubicadas en la cuenca
Austral.
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Artículos periodísticos y técnicos sobre la industria off-shore en Argentina
• Abril 2017: YPF jugará fuerte en la
licitación offshore de octubre
• Noviembre 2017: Argentina espera
hallazgos de hidrocarburos en la
plataforma continental
• Noviembre 2107: Esperan hallazgos de
petróleo y gas en la plataforma continental
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Artículos periodísticos y técnicos sobre la industria off-shore en Argentina
• Noviembre 2017: Argentina licitará la
exploración de petróleo offshore
• Diciembre de 2017: Argentina permitirá la
búsqueda de petróleo en el mar
• Diciembre de 2017: Aranguren anunció
exploración offshore en la costa Argentina
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Artículos periodísticos y técnicos sobre la industria off-shore en Argentina
• Enero 2018: Importante compra de un área
de mar argentino
• Enero 2018: ENAP SIPETROL adquiere un
área offshore en el Mar Argentino
• Enero 2018: Las petroleras ya están
analizando el plan Off-Shore
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Artículos periodísticos y técnicos sobre la industria off-shore en Argentina
• Enero 2018: Concesionan área off-shore a
ENAP SITETROL
• Febrero 2018: YPF jugará fuerte en la
licitación offshore de octubre
• Marzo 2018: Off-Shore: Oportunidades a
la vista
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Artículos periodísticos y técnicos sobre la industria off-shore en Argentina
• Junio 2018: La exploración petrolera del mar argentino tiene fecha
• Abril de 2018: Cómo es el nuevo complejo off-shore en el que YPF y ENAP invirtieron
u$s 354 M
• Abril 2018: ENAP e YPF inauguraron proyecto offshore de gas en el sur argentino
• Abril 2018: YPF y ENAP se lanzan a la producción off shore
• Abril 2018: Más de 15 empresas interesadas en la exploración offshore
• Marzo 2018: Autorizan la adquisición de un área offshore a ENAP Argentina
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Materiales principalmente utilizados en la industria off-shore:
• Aleaciones base Níquel
• Aceros inoxidables:
• Aceros inoxidables Dúplex (Clásicos y Superdúplex)
• Aceros inoxidables martensíticos (Supermartensíticos)
Aceros Inoxidables:Desarrollados en los comienzos de la primer guerra mundial
Fórmula correcta para su aleación en el Fierro (Fe) en aproximadamente un 70% y un 30% de otros elementos
El elemento principal es el cromo (Cr):
• Genera una película pasiva
• Oxido de Cr
• Delgada y transparente
• Impermeable e insoluble
• Auto-regenerada
Característica principal: Resistencia a la corrosión
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5 familias:
Austeníticos
Ferríticos
Martensíticos
Dúplex (ferrita y austenita)
Endurecidos por precipitación
Llamados así por las particularidades
estructuras cristalinas
Llamados así por el tipo de tratamiento
térmico empleado
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Endurecidos por
precipitación
304
(18-8)
Aleaciones
Ni-Cr-Fe
Superdúplex
303, 303S
Austeníticos
201, 202
Supermartensíticos
- C
Soldabilidad
Austenítico
317Superausteníticos
304L
316L
317L
321
347
Superferrítico
+ Cu, Ti, Al y –Ni
Endurecimiento
+ Cr y Ni
Mecánica y
corrosión
309, 310, 314, 330
+Ni
Corrosión a
temperatura
+ Mo
Corrosión
Austenítico
316
+ Mo
Corrosión
+ S
Maquinabilidad
+ Cr y – Ni
Mecánica
+ Mn, N y –Ni
Mecánica
– Ni y bajo Cr
+ Ni, Mo, N
Resistencia a la
corrosión
+ Ti
Soldabilidad
Sin Ni
430
+ Cr y Mo
+ Nb, Ti
Soldabilidad
martensíticos
403, 410
– C y + Ni
Soldabilidad
Dúplex
+ Cr, Ni y Mo
Corrosión
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OBJETIVOS
Estudiar y entender los fenómenos que controlan:
Variables del proceso de soldadura
(gas de protección, calor aportado y tratamiento térmico post soldadura)
Macro/micro estructura
(composición química, modo de solidificación y transformaciones de fase)
Propiedades
(soldabilidad del consumible, tracción, tenacidad, corrosión y daño por hidrógeno,
resistencia al desgaste)
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
10 mmMaterial base
Metal de aporte puroEnmantecado Cupón
Probeta de tracción
Tensión
[V]
Corriente
[A]
Tiempo
[seg]
Longitud
[mm]
Velocidad
[mm/seg]
Calor
[KJ/mm]
31 301 79 460 6 1,6
Soldaduras
Mecanizados
Objetivo Generar un alto contenido de austenita en la microestructura y estudiar su
estabilidad bajo condiciones mecánicas y térmicas.
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000 1200
Tem
pera
ture
[ C
]
Time [s]
1 C/s
10 C/s
100 C/s
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0 200 400 600 800 1000 1200
ΔL
/L0
[m
m]
Temperature [ C]
620 C
685 C
735 C
1 C/s
10 C/s
100 C/s
Dilatometría A diferentes velocidades de calentamiento para determinar la temperatura crítica de
transformación de M en A
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
pera
ture
[ C
]
Time [s]
AW1
AW2
AW3
Calentamiento: 1 C/s
Enfriamiento: 20 C/s
665 C
15 min
Tratamientos térmicos
Temperatura:
• 665 C
Tiempo:
• 15 min
Tratamiento térmico intercrítico para aumentar el contenido de austenita
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
Velocidad de ensayo:
• 1 mm/min
Temperaturas de ensayos:
• 25 C
• 0 C
• -20 C
XRD “in situ”Equipo Termomecánica Gleeble
Cámara
Mordazas de Tracción
Control
Goniómetro
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
C
[%]
Mn
[%]
Si
[%]
Cr
[%]
Ni
[%]
Mo
[%]
0,028 1,85 0,51 12,83 6,71 2,64
Composición química
Microestructura
Martensita
Ferrita
Martensita
Austenita
Precipitados en BG
Condición como soldado 650 C 15 minutos
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
XRD “in situ” 25 C 0 C 20 C
M(111)
M(111)
M(111)
g(111)
M
g(200)
g(200) g
(200)
M(110) M
(110)
g(111)
g(111)
M(200)
M(200) M
(200)
g(220)
g(220)
g(220)
(110)
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Soldaduras del Acero Inoxidable Supermartensítico.
Probeta RT
[%]
UTS
[MPa]
e
[%]
RA
[%]
25 C 19 1067 11 41
0 C 22 992 11 39
-20 C 33 1011 9 32
Propiedades mecánicas
0
5
10
15
20
25
30
35
0
10
20
30
40
50
-30 -20 -10 0 10 20 30
Rela
ció
n d
e T
ransfo
rmació
n [
%]
Ductilid
ad (
e y
R.A
) [%
]
Temperatura de ensayo [ C]
e [%]
R.A. [%]
R.T. [%]
RT: Relación de transformación
UTS: Resistencia a la tracción
e: Elongación
RA: Reducción de Área
𝑅𝑇 = 100 −𝐴0 − 𝐴𝑈𝑇𝑆
𝐴0× 100
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Muchas gracias!
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