Effect of pulsed laser surface texturing on the performance of AISI 301LN steel for thermal energy storage applications
Esta investigación analiza los efectos de un láser de pulsos de nanosegundos en las características del acero inoxidable AISI 301LN. El estudio pretende utilizar este material en una aplicación específica de almacenamiento de energía que incluye condiciones de alta temperatura y carga cíclica. El te...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/405696 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/405696 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Energy storage Lasers - Industrial applications Stainless steel Steel -- Thermal properties Laser Texturing Corrosion Fatigue. Energia -- Emmagatzematge Làsers -- Aplicacions industrials Acer inoxidable Acer -- Propietats tèrmiques Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| Sumario: | Esta investigación analiza los efectos de un láser de pulsos de nanosegundos en las características del acero inoxidable AISI 301LN. El estudio pretende utilizar este material en una aplicación específica de almacenamiento de energía que incluye condiciones de alta temperatura y carga cíclica. El texturizado superficial con láser (LST) ha surgido como un tratamiento prometedor para mejorar las características de corrosión a altas temperaturas, y es el enfoque empleado en este proyecto. Tras el tratamiento, se examinaron la morfología, la rugosidad, la transición de fase, la microdureza y la tensión residual de la superficie en relación con la potencia del láser y la velocidad de escaneado. Para la caracterización se emplearon la microscopía electrónica de barrido (SEM), el análisis de rayos X, la dureza Vickers, la espectroscopía Raman, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y la difracción de electrones retrodispersados (EBSD). Los resultados revelaron que una alta potencia del láser y una baja velocidad de escaneado dan lugar a un mayor contenido de martensita, lo que se traduce en una superficie más dura y también la rugosidad aumenta significativamente, además de una mayor tensión residual. El aumento de la velocidad de escaneado o la reducción de la potencia del láser tienen el efecto contrario en las características. Tras las pruebas de corrosión, se han caracterizado por SEM las secciones transversales de las muestras. Se ha visto que las tasas de corrosión se pueden reducir por LST, alcanzando un 34% de reducción en el caso más relevante. Tras estos resultados, se investigó el compuesto de la capa de óxido mediante EBSD y difracción de rayos X (XRD) para comprender completamente el efecto de la LST. Por otra parte, las pruebas de fatiga muestran que cuando el LST afecta demasiado al estado de la superficie, la vida a fatiga del material puede reducirse en un 15%. Para explicar este efecto se utilizó la fractografía. |
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