Effects of concentrated solar irradiation on allotropic transformations of AISI 316 stainless steel
Description
This study investigates the phase transformations that can occur in an austenitic stainless steel (AISI 316) by demonstrating the appearance of δ-ferrite that is obtained in the initial heating cycles using Concentrated Solar Irradiation (CSI) at magnitudes needed to obtain the operational temperatures of central tower systems. Four AISI 316 stainless steel specimens cut from one single initial piece, were exposed to CSI in the Horno Solar de Alto Flujo Radiativo at the Universidad Nacional Autónoma de México to perform the thermal cycles. AISI 316 stainless steel is fully austenitic and is selected because it is reportedly one of the cheaper material used in CSI receivers. Monotonic tensile strength tests were performed, and it is assumed that there is no relevant effect on the mechanical behavior for the reported experiment. Phase transformations were characterized using optical microscopy, X-ray diffraction and by scanning electron microscopy analysis with an energy-dispersive X-ray spectroscopy. The appearance of δ-ferrite phase was the principal difference between CSI treated specimens, a non-treated specimen and one specimen heated by conventional method. Concentrated UV irradiation from the solar spectrum on Earth surface demonstrated to have the potential to obtain the phase transformation at a temperature near 630 °C
Abstract (Spanish)
Se investiga la transformación de fases que pueden ocurrir en un acero austenítico (AISI 316) mediante la demostración de la aparición de ferrita-δ que se obtiene en ciclos iniciales de calentamiento usando irradiación solar concentrada (ISC) a magnitudes necesitadas para obtener temperaturas de operación de sistemas de tipo torre central. Cuatro especímenes de acero inoxidable AISI 316 cortados de una misma pieza, fueron expuestos a ISC en el Horno Solar de Alto Flujo Radiativo de la Universidad Nacional Autónoma de México para desarrollar el ciclado térmico. El acero AISI 316 fue seleccionado por ser reportado entre los materiales más baratos usado en receptores de ISC. Pruebas de resistencia a la tensión monotónica demostraron que no existe un efecto relevante del ciclado térmico en las propiedades mecánicas resultantes. Las transformaciones de fase fueron caracterizadas usando microscopía óptica, difracción de rayos X, y microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de dispersión de energía de rayos X. La aparición de la fase de ferrita-δ fue la principal diferencia entre los especímenes tratados con ISC y dos especímenes de referencia. La fracción UV de la ISC demostró tener el potencial de lograr estas transformaciones de fase a una temperatura cercana a los 630 °C.Additional details
Additional titles
- Original title (Spanish)
- Efectos de la irradiación solar concentrada en las transformaciones alotrópicas del acero inoxidable AISI 316
Identifiers
Publishing Information
- Journal Title
- Revista de Metalurgia
- Journal Volume
- 54
- Journal Issue
- 4
- Journal Page Range
- 12 p.
- ISSN
- 0034-8570
INIS
- Country of Publication
- Spain
- Country of Input or Organization
- Spain
- INIS RN
- 50056975
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- ALLOTROPY; AUSTENITIC STEELS; HEAT TREATMENTS; PHASE TRANSFORMATIONS; STAINLESS STEELS
- Descriptors DEC
- ALLOYS; CARBON ADDITIONS; HIGH ALLOY STEELS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; STEELS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS